一种高效喷雾造粒分离塔的制作方法

本发明涉及一种高效喷雾造粒分离塔，属于工程机械设备技术领域。

背景技术：

世界经济的快速发展导致能源消耗不断增加，原油储量不断减少、油品重质化以及环境问题日益突出，亟需开发清洁、高效的重油加工工艺来缓解日益严峻的能源、环境危机。专家提出的超临界重油梯级分离新工艺，利用超临界流体良好的溶剂化能力和传质性能，在萃取塔内将重油分成上部脱沥青油和下部脱油沥青，脱沥青油可以采用常规方法进行炼制加工，而脱油沥青在喷雾造粒塔内实现喷雾造粒和气固分离过程，因此喷雾造粒塔是该工艺的重要装备。

超临界萃取去除劣质渣油中的沥青和胶质等残渣是一种新型加工工艺，而沥青和胶质等残渣则在造粒塔中经过雾化和造粒过程形成固体颗粒，以便于运输和应用。由于萃取剂是成本较高的戊烷，需要将沥青和胶质等残渣与气相溶剂分离，并将溶剂回收循环使用，所以对造粒塔有特殊的喷雾造粒及气固分离要求。

在传统喷雾造粒塔基础上提出了具有离心功能的新型喷雾造粒塔，可以有效减少设备投资、简化工艺流程。超临界流体从喷嘴射流喷出，由于剧烈的压力梯度变化而发生闪蒸相变，溶剂汽化的同时大量吸热使系统温度下降，而沥青残渣首先雾化成小液滴，当温度降低到沥青软化点下时凝固成颗粒。气固流体受到壁面的约束，由射流向旋流过渡并最终形成稳定的旋转流场。沥青颗粒在重力和离心力的双重作用下沿壁面旋流下行，最后从塔底排出；气相溶剂沿中心内旋上行，最后从塔顶排出，从而实现气固分离。

由于超临界萃取的众多优点，目前国内外都在研发先进的溶剂脱沥青工艺流程。美国KerrMegee公司提出了渣油超临界抽提工艺，该工艺创造性的选择C3~C5的混合剂烃类作为溶剂萃取渣油中的沥青胶质，有效提高了溶剂萃取的效率和灵活性，能够得到优质的脱沥青油。环球油品公司和墨西哥石油研究院联合开发了DEMEX工艺，该工艺用超临界流体抽提金属含量较高的减压渣油，可以得到高质量的原料油和可加工的沥青胶质。法国石油研究院研发的SOLVAHL工艺，实现了从减压渣油中回收脱沥青油、脱油沥青和用作催化裂化或加氢工艺过程的原料油。

我国渣油超临界工艺研究也取得了长足进步，其中中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室开发的超临界重质油梯级分离工艺在工业示范装置上取得了很好的效果。该工艺利用超临界C4~C5溶剂处理减压渣油，可以大幅度降低脱沥青油中的灰分、残渣、重金属等含量，从而得到合格的催化裂化和加氢裂化原料油，又可以得到优质沥青调和组分。实践表明，超临界萃取技术得到的脱沥青油收率可高达70%~90%。需要说明的是，溶剂脱沥青过程中通常采用的剂油比为3~5，当完成渣油梯级分离工艺后，其中90％在脱沥青油相中，其余在脱油沥青相中。沥青造粒和戊烷溶剂回收在喷雾造粒塔完成。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题：针对传统造粒塔利用重力沉降原理进行气固分离，体积较大，分离效率较低的问题，本发明提供了一种高效喷雾造粒分离塔。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

一种高效喷雾造粒分离塔，包括分离塔体、风机以及喷雾装置，所述的分离塔体下方设置有底座，底座中间设置有喷雾装置，所述的喷雾装置上方连接喷管，喷管上方设置有挡板，分离塔体中间设置有进风口，进风口与风机相连接，进风口与风机之间设置有电加热装置，进风口与分离塔体的连接处安装有旋流扁管，分离塔体内壁上设置有分离挡板，分离塔体顶部设置有气相排出装置。

一种高效喷雾造粒分离塔的应用方法是：启动风机向进风口吹风，电加热装置将风机吹送的风加热，风经进风口与分离塔体之间的旋流扁管进入分离塔体内部，风在分离塔体内部呈旋流上升状，这时通过喷雾装置将液相溶剂与沥青颗粒的混合物经喷管喷射进入分离塔体内部，液相溶剂在高温高压下发生闪蒸汽化形成气相与沥青颗粒的混合物，气相与沥青颗粒的混合物在旋流热风的带动下在分离塔体内部旋转上升，沥青颗粒由于离心作用运动到分离塔体内壁处，分离塔体内壁上的分离挡板阻挡沥青颗粒的运动，从而使沥青颗粒与气相溶剂分离，分离后的气相溶剂经气相排出装置排出，而沥青颗粒则沉降在分离塔底部。

所述的分离塔体呈倒漏斗状，自上而下由小变大。

所述的旋流扁管设置有四组，且均匀排布。

所述的分离挡板呈不规则状排布在分离塔体内壁上。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中在分离塔体外侧设置了电热风机，通过电热风机向分离塔内部送风，进风口与分离塔体之间又设置了旋流扁管，通过旋流扁管使风在分离塔体内部螺旋上升，电热风机使分离塔内部温度满足要求，便于液相溶剂的蒸发，旋流扁管将风向改变成螺旋状，为气固分离提供动力。

（2）本发明中采用倒漏斗形塔体，当液相溶剂与沥青颗粒的混合物随这电热风螺旋上升时，沥青颗粒由于质量过大在离心力作用下运动到塔体内壁附近，由于塔体呈倒漏斗形，液相溶剂与沥青颗粒的混合物在上升过程中沥青颗粒碰到塔体内壁，从而被阻拦使之与气相溶剂分离，从而提高分离效率。

（3）本发明中在分离塔内壁上设置了分离挡板，分离挡板能够在液相溶剂与沥青颗粒的混合物螺旋上升过程中阻碍沥青颗粒的运动，从而将沥青颗粒分离出来，有效提高了分离装置的分离效率。

附图说明

图1为本发明高效喷雾造粒分离塔的构造示意图。

图2为本发明高效喷雾造粒分离塔中进风口横截面的构造示意图。

其中，1、气相排出装置；2、分离塔体；3、分离挡板；4、风机；5、电加热装置；6、喷管；7、喷雾装置；8、进风口；9、挡板；10、底座；11、旋流扁管。

具体实施方式

一种高效喷雾造粒分离塔，包括分离塔体2、风机4以及喷雾装置7，所述的分离塔体2下方设置有底座10，底座10中间设置有喷雾装置7，所述的喷雾装置7上方连接喷管6，喷管6上方设置有挡板9，分离塔体2中间设置有进风口8，进风口8与风机4相连接，进风口8与风机4之间设置有电加热装置5，进风口8与分离塔体2的连接处安装有旋流扁管11，分离塔体2内壁上设置有分离挡板3，分离塔体2顶部设置有气相排出装置1。一种高效喷雾造粒分离塔的应用方法是：启动风机4向进风口8吹风，电加热装置5将风机4吹送的风加热，风经进风口8与分离塔体2之间的旋流扁管11进入分离塔体2内部，风在分离塔体2内部呈旋流上升状，这时通过喷雾装置7将液相溶剂与沥青颗粒的混合物经喷管6喷射进入分离塔体2内部，液相溶剂在高温高压下发生闪蒸汽化形成气相与沥青颗粒的混合物，气相与沥青颗粒的混合物在旋流热风的带动下在分离塔体2内部旋转上升，沥青颗粒由于离心作用运动到分离塔体2内壁处，分离塔体2内壁上的分离挡板3阻挡沥青颗粒的运动，从而使沥青颗粒与气相溶剂分离，分离后的气相溶剂经气相排出装置1排出，而沥青颗粒则沉降在分离塔底部。所述的分离塔体2呈倒漏斗状，自上而下由小变大。所述的旋流扁管11设置有四组，且均匀排布。所述的分离挡板3呈不规则状排布在分离塔体2内壁上。