一种油品冷凝分离系统的制作方法

1.本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种油品冷凝分离系统。


背景技术：

2.目前，粉煤加氢气化基于系统中引入氢气并选择在高温(700-1000℃)、高压(5-7mpa)条件下，最大限度获得原煤中的油、气资源，充分利用原料煤中的原有结构直接转化为目标产品，是一种清洁、高效的煤炭利用技术。
3.粉煤经加氢气化反应后生成芳烃油品，被产品气夹带进入冷却系统，通过换热将温度降低至40℃，芳烃油品达到凝点而析出，进而与产品气分离。
4.虽然芳烃油品以苯、萘、芘等轻质油品为主，但仍然还有少量高沸点的稠环芳烃，部分稠环芳烃油品在换热管表面冷凝析出，并粘附于换热器中的换热管表面，使得换热器冷却效果逐步恶化，经长时间运行累积，稠环芳烃将换热管堵塞，导致换热器失去冷却能力，换热器堵塞是亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种油品冷凝分离系统，其优点是能够解决换热器堵塞的技术问题，溶解粘附于换热管表面的稠环芳烃，提高换热器的换热效果。
6.本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种油品冷凝分离系统，包括换热器、气液分离罐、油水分离罐以及油品分离装置；所述换热器包括壳体、换热组件以及喷淋组件，所述壳体围设成容置空腔，所述容置空腔的顶端开设有加料口，所述容置空腔的底端开设有出料口，所述换热组件与所述喷淋组件均插设于所述容置空腔内，所述喷淋组件位于所述换热组件的顶端，所述喷淋组件与所述换热组件间隔预设距离，所述喷淋组件与所述加料口对应设置，所述喷淋组件用于喷洒出用于溶解稠环芳烃的溶剂；所述出料口通过气液管道与所述气液分离罐连通，所述气液分离罐通过油水管道与所述油水分离罐连通，所述油水分离罐通过连通管道与所述油品分离装置连通，所述喷淋组件通过溶剂管道与所述连通管道连通，所述油品分离装置通过苯管道与所述溶剂管道连通。
7.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述喷淋组件包括至少一个喷淋管以及连通组件，所述喷淋管上开设有多个喷射孔，多个所述喷射孔间隔设置，所述连通组件的出口与所述喷淋管的进口连通，所述连通组件的流入口穿过所述壳体延伸至所述壳体外部，所述连通组件的流入口与所述溶剂管道连通。
8.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述喷淋管呈圆环状。
9.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述连通组件包括连接管以及多个流入管，多个所述流入管的一端均与所述连接管的流出口连通，多个所述流入管均呈射线状，多个所述流入管绕所述喷淋管的周向设置，多个所述流入管的所述出口分别与所述
喷淋管上的多个所述进口连通，所述流入管与所述进口一一对应设置，所述连接管的所述流入口穿过所述壳体延伸至所述壳体外部。
10.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述喷淋组件包括多个所述喷淋管，多个所述喷淋管均与所述连通组件连通。
11.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述换热组件包括至少一个安装板以及多个换热管，多个所述换热管均沿着所述容置空腔的中轴线方向延伸，多个所述换热管均插设于所述安装板上，多个所述换热管间隔设置。
12.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述苯管道包括第一管道以及第二管道，所述第一管道通过苯返料泵与所述第二管道连通。
13.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述溶剂管道包括第一固定管以及第二固定管，所述第一固定管通过油品返料泵与所述第二固定管连通。
14.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，所述气液分离罐包括产品气出口以及油水出口，所述油水出口与所述油水管道连通；分离出的气相的产品气由所述产品气出口流出；分离出的液相的油品与废水通过所述油水管道流入所述油水分离罐。
15.优选地，本实用新型提供的油品冷凝分离系统，还包括苯收集管道，所述苯收集管道与所述苯管道连通。
16.综上所述，本实用新型的有益技术效果为：本技术提供的油品冷凝分离系统，包括换热器、气液分离罐、油水分离罐以及油品分离装置；换热器包括壳体、换热组件以及喷淋组件，壳体围设成容置空腔，容置空腔的顶端开设有加料口，容置空腔的底端开设有出料口，换热组件与喷淋组件均插设于容置空腔内，喷淋组件位于换热组件的顶端，喷淋组件与换热组件间隔预设距离，喷淋组件与加料口对应设置，喷淋组件用于喷洒出用于溶解稠环芳烃的溶剂；出料口通过气液管道与气液分离罐连通，气液分离罐通过油水管道与油水分离罐连通，油水分离罐通过连通管道与油品分离装置连通，喷淋组件通过溶剂管道与连通管道连通，油品分离装置通过苯管道与溶剂管道连通；一方面，通过设置喷淋组件与换热组件间隔预设距离，由此，提高了喷淋组件喷洒出的溶剂与高温含油气体混合的均匀性；另一方面，通过设置喷淋组件，喷淋组件喷洒出的溶剂能够溶解稠环芳烃，避免了换热器被稠环芳烃堵塞，提高了提高换热器的换热效果。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例提供的油品冷凝分离系统的整体结构示意图。
18.图2是本实用新型实施例提供的油品冷凝分离系统中喷淋组件的结构示意图。
19.图中，1、油品冷凝分离系统；10、换热器；101、壳体；1011、容置空腔；1012、加料口；1013、出料口；102、换热组件；1021、换热管；1022、介质入口；1023、介质出口；103、喷淋组件；1031、喷淋管；1032、喷射孔；1033、连接管；1034、流入管；1035、喷孔；20、气液分离罐；30、油水分离罐；40、油品分离装置；50、气液管道；60、油水管道；70、连通管道；80、溶剂管道；801、第一固定管；802、第二固定管；803、油品返料泵；90、苯管道；901、第一管道；902、第二管道；903、苯返料泵；100、苯收集管道。
具体实施方式
20.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
21.参照图1，为本实用新型公开的一种油品冷凝分离系统1，包括换热器10、气液分离罐20、油水分离罐30以及油品分离装置40；换热器10包括壳体101、换热组件102以及喷淋组件103，壳体101围设成容置空腔1011，示例性的，容置空腔1011的截面形状可成圆形，当然，容置空腔1011的截面形状还可呈矩形或者其他多边形。在容置空腔1011的截面形状呈圆形的可实现方式中，容置空腔1011的中轴线与壳体101的中轴线平行，在一些可实现的方式中，容置空腔1011的中轴线与壳体101的中轴线共线设置。
22.其中，容置空腔1011的顶端开设有加料口1012，容置空腔1011的底端开设有出料口1013，经过除尘的高温含油气体通过加料口1012进入容置空腔1011内，换热组件102与喷淋组件103均插设于容置空腔1011内，喷淋组件103位于换热组件102的顶端，喷淋组件103与换热组件102间隔预设距离，喷淋组件103与加料口1012对应设置；喷淋组件103用于喷洒出用于溶解稠环芳烃的溶剂；通过将喷淋组件103设置于换热组件102的上部，由此，便于喷洒出的溶剂能均匀覆盖换热组件102。
23.具体的，换热组件102沿着容置空腔1011的中轴线方向延伸，以图1所示方位为例，喷淋组件103位于换热组件102的上部。
24.其中，加料口1012与出料口1013的中轴线均与容置通道的中轴线平行，在一些可实现的方式中，加料口1012与出料口1013的中轴线均与容置空腔1011的中轴线共线设置。
25.本实施例中，换热组件102的介质入口1022与介质出口1023均穿过壳体101延伸至壳体101外部，以图1所示方位为例，介质入口1022位于换热组件102的下部，介质出口1023位于换热组件102的上部。
26.其中，出料口1013通过气液管道50与气液分离罐20连通，气液分离罐20通过油水管道60与油水分离罐30连通，油水分离罐30通过连通管道70与油品分离装置40连通，喷淋组件103通过溶剂管道80与连通管道70连通，油品分离装置40通过苯管道90与溶剂管道80连通。
27.具体的，气液管道50的一端与出料口1013连通，气液管道50的另一端与气液分离罐20的气液进口连通。
28.需要说明的是，粉煤加氢气化所产油品均为芳烃，经试验苯对其有很好的溶解作用，而苯正是粉煤加氢气化反应过程产物之一，喷淋组件103中的溶剂可为苯，当然，溶剂也可为其他可溶解芳烃的物质，且需与对粉煤加氢气化反应中的其他物质没有反应。本实施例选苯作为溶剂，由此，进一步提高油品中产物的含量，降低分离能耗，经过油水分离的油品一部分作为回流溶剂，用于降低外部加入的苯的消耗。
29.进一步地，本实施例中，气液分离罐20包括产品气出口以及油水出口，油水出口与油水管道60连通；分离出的气相的产品气由产品气出口流出；分离出的液相的油品与废水通过油水管道60流入油水分离罐30。
30.具体的，油水管道60的一端与油水出口连通，油水管道60的另一端与油水分离罐30的油水进口连通；其中，油水分离罐30包括废水出口以及油品出口，连通管道70的第一端与油品出口连通，连通管道70的第二端与油品分离装置40的油品进口连通，连通管道70的返料油品出口与溶剂管道80连通，油水分离罐30将分离处的废水通过废水出口流出，在使
用过程中，油水分离罐30将分离出的含有溶剂的油品一部分通过连通管道70流入油品分离装置40中，另一部分依次通过连通管道70与溶剂管道80流入喷淋组件103内。
31.进一步地，本实施例提供的油品冷凝分离系统1还包括苯收集管道100，苯收集管道100与苯管道90连通。
32.具体的，油品分离装置40包括苯出口以及芳烃出口，苯管道90的流入端与苯出口连通，苯管道90的第一流出端与溶剂管道80连通，苯管道90的第二流出端与苯收集管道100连通；在使用过程中，油品分离装置40分离出的芳烃产品由芳烃出口流出，油品分离装置40分离出的高纯度苯，一部分高纯度苯依次通过苯管道90与溶剂管道80流入喷淋组件103内，另一部分高纯度苯通过苯管道90流入苯收集管道100。
33.需要说明的是，油品分离装置40的结构为本领域技术人员所熟知的，在此对油品分离装置40的结构不予赘述。
34.本实施例提供的油品冷凝分离系统1的溶解稠环芳烃的过程为：将经过除尘的高温含油气体由加料口1012加入容置空腔1011内，高温含油气体与喷淋组件103喷洒出来的雾状溶剂在容置空腔1011内进行混合形成混合气体；混合气体进入换热组件102内与换热组件102内加入的冷却介质换热，随着容置空腔1011内温度降低，混合气体中的溶剂同沸点高的稠环芳烃逐渐被冷却，即蒸汽压较大、沸点低的溶剂与蒸汽压小、沸点高的稠环芳烃同时被冷凝下来，稠环芳烃溶解在溶剂内，避免了稠环芳烃粘附在换热组件102上，保证了稠环芳烃的流动性，由此，提高了换热器10的换热性能；同时，延长了换热器10的使用寿命。
35.进一步地，本实施例中，苯管道90包括第一管道901以及第二管道902，第一管道901通过苯返料泵903与第二管道902连通。
36.具体的，第一管道901的苯进入端与苯出口连通，第二流出端设置于第一管道901上，第二流出端与苯收集管道100连通，第一管道901的连接端与苯返料泵903连通；其中，第一流出端设置于第二管道902上，第一流出端与溶剂管道80连通，第二管道902背离第一流出端的一端与苯返料泵903连通；在使用过程中，油品分离装置40分离出的高纯度苯，一部分高纯度苯通过第一管道901流入苯收集管道100，以获取产品高纯度苯；另一部分高纯度苯通过苯返料泵903加压后依次通过第一管道901、苯返料泵903、第二管道902以及溶剂管道80流入喷淋组件103内。
37.需要说明的是，溶剂中苯的纯度不低于50％。
38.进一步地，本实施例中，溶剂管道80包括第一固定管801以及第二固定管802，第一固定管801通过油品返料泵803与第二固定管802连通。
39.具体的，第一固定管801的一端与连通管道70的返料油品出口连通，第一固定管801的另一端与油品返料泵803连通，第二固定管802的返料油品流入端与油品返料泵803连通，第二固定管802的返料油品流出端与喷淋组件103连通，第二固定管802的苯流入端与第二管道902上的第一流出端连通；在使用过程中，油水分离管分离出的油品，一部分油品通过连通管道70流入油品分离装置40；另一部分油品通过油品返料泵803增压后依次通过连通管道70、第一固定管801、油品返料泵803以及第二固定管802流入喷淋组件103内。其中，在油品流入第二固定管802后与通过第二管道902流入第二固定管802内的高纯度苯混合形成油品混合溶剂，油品混合溶剂流入喷淋组件103内。
40.通过将高纯度苯与油品混合形成油品混合溶剂，由此，保证进入容置空腔1011内
的油品混合溶剂中苯的纯度不低于50％，以保证容置空腔1011中冷凝的稠环芳烃的流动性和溶解能力。
41.继续参照图1，本实施例中，换热组件102包括至少一个安装板以及多个换热管1021，多个换热管1021均沿着容置空腔1011的中轴线方向延伸，多个换热管1021均插设于安装板上，多个换热管1021间隔设置；通过设置多个换热管1021，由此，提高了换热器10的换热效率。
42.示例性的，安装板可呈圆形，当然，安装板还可呈矩形或者其他多边形。在安装板呈圆形的可实现方式中，安装板的中轴线与容置空腔1011的中轴线平行，在一些可实现的方式中，安装板的中轴线与容置空腔1011的中轴线共线设置。在使用过程中，安装板插设于容置空腔1011内，安装板的外周壁与容置空腔1011的内周壁连接，多个换热管1021均插设于安装板上，安装板用于固定换热管1021，其中，多个换热管1021的中轴线均平行。
43.其中，换热组件102可包括多个安装板，多个安装板沿着容置空腔1011的中轴线方向间隔设置，换热管1021依次穿设于多个安装板上；通过设置多个安装板，由此，提高了换热组件102的牢固性。
44.本实施例中，换热组件102包括两个安装板，两个安装板沿着容置空腔1011的中轴线方向间隔设置，多个换热管1021的一端均插设于其中一个安装板上，多个换热管1021的另一端均插设于另一个安装板上，由此，实现换热管1021的固定。
45.继续参照图1和图2，本实施例中，喷淋组件103包括至少一个喷淋管1031以及连通组件，喷淋管1031上开设有多个喷射孔1032，多个喷射孔1032间隔设置，连通组件的出口与喷淋管1031的进口连通，连通组件的流入口穿过壳体101延伸至壳体101外部，连通组件的流入口与溶剂管道80连通。
46.在使用过程中，油品混合溶剂通过连通组件流入喷淋管1031内，通过压差实现油品混合溶剂在喷淋管1031上的均匀分布，喷淋管1031内的油品混合溶剂通过喷射孔1032喷出。
47.具体的，喷射孔1032的中轴线与容置空腔1011的中轴线平行，且喷射孔1032开设于喷淋管1031朝向换热组件102的一侧。
48.示例性的，喷淋管1031可成一字型，在使用过程中，喷淋管1031的两端呈封闭状，避免油品混合溶剂由喷淋管1031的两端流出；喷淋管1031沿着容置空腔1011的径向延伸，喷淋管1031的外周壁上开设有多个喷射孔1032，多个喷射孔1032沿着喷淋管1031的中轴线方向间隔设置。
49.以图1所示方位为例，喷淋组件103与换热组件102间隔预设距离即为喷淋管1031与位于上部的安装板之间间隔预设距离h，其中，预设距离h与容置空腔1011的直径d之间的比例不小于1：2；由此，提高了喷淋管1031喷淋出的溶剂与高温含油气体混合的均匀性。
50.本实施例中，喷淋管1031呈圆环状；由此，提高了喷淋管1031喷洒溶剂的均匀性，保证覆盖所有的换热管1021。
51.在喷淋组件103包括一个喷淋管1031的可实现方式中，喷淋管1031的中轴线与容置空腔1011的中轴线平行，在一些可实现的方式中，喷淋管1031的中轴线与容置空腔1011的中轴线共线设置，在使用过程中，喷淋管1031插设于容置空腔1011内，喷淋管1031的外周壁与容置空腔1011的内周壁连接；连通组件部分位于喷淋管1031的内圈内。
52.在喷淋管1031呈圆环状的可实现方式中，连通组件包括连接管1033以及多个流入管1034，多个流入管1034的一端均与连接管1033的流出口连通，多个流入管1034均呈射线状，多个流入管1034绕喷淋管1031的周向设置，多个流入管1034的出口分别与喷淋管1031上的多个进口连通，流入管1034与进口一一对应设置，连接管1033的流入口穿过壳体101延伸至壳体101外部；通过设置多个流入管1034，由此，提高了溶剂在喷淋管1031中分布的均匀性。
53.具体的，连接管1033的中轴线相对于水平面倾斜设置，为进一步提高溶剂在喷淋管1031中的均匀性，连接管1033的流出口位于喷淋管1031的几何中心位置，多个流入管1034的一端均与连接管1033的流出口连通，多个流入管1034均沿着容置空腔1011的径向延伸，多个流入管1034背离连接管1033的一端(即流出管的出口)分别与喷淋管1031上的多个进口连通，多个进口均开设于喷淋管1031内圈的内壁上，进口沿着喷淋管1031的径向延伸，多个进口绕喷淋管1031内圈的周向间隔设置。
54.其中，流入管1034的个数大于等于4。
55.在本实施例中，连通组件包括四个流入管1034，每相邻两个流入管1034的中轴线之间的夹设预设角度，示例性的，预设角度可为90
°
。
56.为了进一步提高喷洒的溶剂的均匀性，流入管1034朝向换热组件102的一侧上可开设有多个喷孔1035，多个喷孔1035沿着容置空腔1011的中轴线方向延伸，多个喷孔1035沿着流入管1034的中轴线方向延伸。
57.进一步地，本实施例中，喷淋组件103包括多个喷淋管1031，多个喷淋管1031均与连通组件连通；通过设置多个喷淋管1031，由此，进一步提高了喷淋管1031喷洒溶剂的均匀性。
58.在喷淋管1031呈圆环状的可实现方式中，多个喷淋管1031的环径(即圆环的直径)依次减小，在使用过程中，多个喷淋管1031依次套设构成同心圆结构，流入管1034与多个喷淋管1031均连通，连接管1033的流出口位于同心圆结构的几何中心位置。
59.在本实施例中，喷淋组件103包括两个呈圆环状的喷淋管1031，大直径的喷淋管1031套设于小直径的喷淋管1031上，为提高了溶剂在两个喷淋管1031中的均匀性，两个喷淋管1031的几何中心重合，流入管1034背离连接管1033的一端穿过小直径的喷淋管1031与大直径喷淋管1031连接，此时，流入管1034与两个喷淋管1031均连通；在使用过程中，容置通过流入管1034同时流入两个喷淋管1031内。
60.本实施例提供的油品冷凝分离系统1的使用过程为：经换热器10冷却后所得到的产品气、油品以及废水进入气液分离罐20，气液分离罐20对气相的产品气和液相的油品与废水进行分离，产品气由产品气出口流出，获得产品气ⅰ；液相的油品和废水通过油水管道60流入油水分离罐30内，油水分离罐30将废水与油品分离，废水ⅱ通过废水出口流出，含有溶剂的油品中稠环芳烃含量低，一部分油品可作为回流，通过油品返料泵803增压后，回流的油品通过连通管道70与溶剂管道80流入喷淋组件103内；另一部分油品通过连通管道70进入油品分离装置40，油品分离装置40对油品进行分离，获得高纯度苯和芳烃产品，芳烃产品ⅳ通过芳烃出口流出；高纯度苯一部分作为产品苯ⅲ，另一部分高纯度苯通过苯返料泵903加压后依次通过苯管道90与溶剂管道80流入喷淋组件103内，苯与回流的油品混合形成油品混合溶剂；由此，保证了油品混合溶剂中苯的纯度不低于50％，提高了容置空腔1011中
冷凝的油品的流动性和溶解能力。
61.本技术提供的油品冷凝分离系统1，包括换热器10、气液分离罐20、油水分离罐30以及油品分离装置40；换热器10包括壳体101、换热组件102以及喷淋组件103，壳体101围设成容置空腔1011，容置空腔1011的顶端开设有加料口1012，容置空腔1011的底端开设有出料口1013，换热组件102与喷淋组件103均插设于容置空腔1011内，喷淋组件103位于换热组件102的顶端，喷淋组件103与换热组件102间隔预设距离，喷淋组件103与加料口1012对应设置，喷淋组件103用于喷洒出用于溶解稠环芳烃的溶剂；出料口1013通过气液管道50与气液分离罐20连通，气液分离罐20通过油水管道60与油水分离罐30连通，油水分离罐30通过连通管道70与油品分离装置40连通，喷淋组件103通过溶剂管道80与连通管道70连通，油品分离装置40通过苯管道90与溶剂管道80连通；一方面，通过设置喷淋组件103与换热组件102间隔预设距离，由此，提高了喷淋组件103喷洒出的溶剂与高温含油气体混合的均匀性；另一方面，通过设置喷淋组件103，喷淋组件103喷洒出的溶剂能够溶解稠环芳烃，避免了换热器10被稠环芳烃堵塞，提高了提高换热器10的换热效果。
62.应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。