用于闪蒸处理热解残留液的装置及操作方法_2

文档序号:8468300阅读:来源:国知局
的目的,特别是,通过提出一种通过热解残留液的闪蒸减压以促进其分离的装置和方法克服了上述缺点。
[0013]因此,根据第一方面,本发明涉及一种用于闪蒸处理热解残留液的装置,所述装置包括:
[0014]-具有垂直旋转轴的大致圆柱形闪蒸罐,其具有内表面和外表面,
[0015]-至少一个用于喷射热解液的入口,其由喷射器构成,
[0016]-用于释放的气体的上出口;
[0017]-用于处理的液体的下出口;
[0018]其特征在于所述圆柱形壁设置在所述罐内,面向入口,圆柱形壁具有内表面和外表面,下自由边缘和上自由边缘,具有与所述罐相同的旋转轴以及比所述罐小的直径;
[0019]在圆柱形壁的外表面和所述罐的内表面之间限定环形空间;
[0020]所述圆柱形壁,装配有至少一个基本上垂直于喷射器以及其轴与所述罐的旋转轴相交的通孔;
[0021]其中所述入口相对于所述壁的下自由边缘和/或上自由边缘一定距离地设置在所述罐上,平行于所述罐的旋转轴测量的所述距离,至少等于所述喷射器的自由端外径的1.5倍且基本上与所述罐的内表面相切,使得热解残留物向环形空间的喷射与所述圆柱形壁的外表面相切。
[0022]在本发明的装置中,设置所述圆柱形壁,特别是,相对于入口喷射器设置,以允许快速收集液滴,而所述液滴是由雾气与尽可能靠近喷射器的壁碰撞而产生,同时使所述液相开始进行环形运动,通过运动液体的摩擦诱导喷射区域的永久清洁。
[0023]本发明的装置设计没有死水区。因此,所述装置不结垢,而且,恰恰相反,它的各种部件的排列使装置可以自清洁。
[0024]根据一个【具体实施方式】,所述圆柱形壁位于闪蒸罐内,从而在其上部具有高度为所述罐的直径的1/5到2/3的自由空间。
[0025]根据一个【具体实施方式】,圆柱的外壁直径为所述罐的内径的6/10到9/10。
[0026]优选地,所述圆柱形壁装配有至少一对通孔,例如径向相对。
[0027]根据一个【具体实施方式】,本发明的装置可以包括设置于所述圆柱形壁下方的分隔板。这些分隔板是通常用于液体/气体分离的设备,特别是在蒸馏塔中。在本发明的装置中存在这些设备也提高了液体/气体分离。
[0028]为了引导流动的液体通过重力进入本发明的所述罐中的流动,所述罐可以位于圆柱形壁的下方和可选的分隔板的上方,其具有收集和再分配系统。这个收集和再分配系统可以由设置于圆柱形壁下方的截断的壁构成,其中直径较大的边缘连接到所述罐的内壁而直径较小的自由边缘朝向所述罐的底部。
[0029]为了通过改变多种气体组分的分压和提高所述液体的气化从而优化液体和气体的分离,本装置还可以包括喷射不凝性气体的系统,其中所述喷射系统设置在下出口附近。
[0030]根据另一【具体实施方式】,根据本发明的处理装置包括数个设置在罐壁上的入口,面向圆柱形壁。“数个”入口是指至少两个入口。优化入口的数量以提高待处理的热解液体的体积,但其数量和设置不能影响罐内的总的流动路径。因此,根据罐的大小和待处理残留液的特性,例如入口的数量可以高达20个,但是,更普遍的是使用较少的入口,具体为2到12 个,如 2、3、4、6、8 或 9 个。
[0031]所述入口可平均地设置于罐的垂直于旋转轴的同一圆周上。所述入口也可以设置在面向圆柱形壁的不同高度处。
[0032]根据第二方面,本发明涉及用于利用大致圆柱形的闪蒸罐闪蒸处理热解液体的方法,所述罐具有垂直旋转轴以及外表面和内表面,具有用于通过喷射器喷射热解液体的至少一个入口,用于排放的气体的上出口和用于处理的液体的下出口,圆柱形壁设置在所述罐内面向所述入口,其具有外表面、内表面、下自由边缘和上自由边缘,具有与所述罐相同的旋转轴以及小于所述罐的直径,在圆柱形壁的外表面和罐的内表面之间形成环形空间,所述圆柱形壁装配有至少一个基本上垂直于入口以及其轴与所述罐的旋转轴相交的通孔,所述入口相对于所述圆柱形壁的下自由边缘和/或上自由边缘一定距离地设置在所述罐上,平行于所述圆柱形壁的旋转轴测量的所述距离,至少等于喷射器的自由端外径的1.5倍以及被偏置使得热解液体向环形空间的喷射与圆柱形壁的外表面相切,其特征在于:
[0033]-将待处理的热解残留液通过入口以与所述圆柱形壁的外表面相切地喷射到环形空间中;
[0034]-在热解残留液进入所述罐后的闪蒸期间以及当液体经过所述罐时的蒸发排放气体,
[0035]-通过上出口提取所述罐中排放的气体,
[0036]-由气体组分释放的处理液体通过下出口排出。
[0037]在本发明的方法中,在装置中液体的运动导致所述装置的自清洁。
[0038]根据一个【具体实施方式】,在喷射到所述环形空间之前,预热待处理的热解液体,并任选地对其加压。
[0039]根据一个【具体实施方式】,本发明的处理方法可以包括将不凝性气体引入所述罐中。在闪蒸罐中的温度和压力条件下所述引入的气体是不凝性的。这种气体选自氮、过热蒸汽、或工艺烟雾或气体。“工艺烟雾或气体”是指在设备附近可得到的气体,例如裂解气。优选地,通过在所述罐的下部喷射而引入不凝性气体。
[0040]可以通过三种不同的方式实施本发明的方法:
[0041]I)通过对预热的待处理液体施加压力差(在所述入口压力和所述罐压力之间);
[0042]2)通过将不凝性气体喷射到下部以改变各种气体的分压和提高液体的蒸发;
[0043]3)通过结合I)和2),即,通过在待处理液体上施加的压力差和喷射不凝性气体。
[0044]本发明的方法可以处理热解残留液,所述热解残留物选自煤焦油、生物质焦油、石油焦油、煤焦油沥青、石油沥青及它们的混合物。
[0045]根据本发明方法的另一个实施方式,所处理的液体的一部分可以再循环到供给所述罐的原料中。从而所述原料是热解残留液和一部分所处理液体的混合物。控制再循环的处理液体的比例以调节待提取的气体的相对量。
[0046]本领域的技术人员在阅读仅通过非限制性实施例给出的如下说明以及参考附图后将会清楚了解本发明的特点和优点,其中:
[0047]图1是用于实施闪蒸过程的包括常规闪蒸罐的装置示意图;
[0048]图2是本发明的闪蒸罐的示意图;
[0049]图3是闪蒸罐和在入口的水平处的圆柱形壁的俯视图;
[0050]图4是具有用于喷射不凝性气体的系统的闪蒸罐的示意图;
[0051]图5是用于实施本发明的闪蒸处理和所处理液体的再循环的装置示意图;
[0052]图6是具有圆柱形壁的闪蒸罐的示意图,其中圆柱形壁带有两对通孔。
[0053]说明现有技术的图1,其代表由大致圆柱形的闪蒸罐2构成的装置,所述罐具有垂直的旋转轴YY’。将热解液体通过入口 3进料给所述罐,其温度通过热交换器30控制。提供下出口 4以排出处理的液体11以及提供上出口用于回收闪蒸过程中产生的气体12。
[0054]图2代表根据本发明的专门用于处理液体热解残留物的闪蒸分离装置1,所述装置包括:
[0055]-闪蒸罐2;
[0056]-中央的圆柱形壁21;
[0057]-至少一个供给所述待闪蒸的液体的入口3 (仅显示一个);
[0058]-收集和再分配系统22;
[0059]-分隔板23 ;
[0060]-用于回收闪蒸过程中产生的气体12的上出口5,以及用于排出处理后的液体11的下出口 4。
[0061]闪蒸装置I包括具有垂直旋转轴Y-Y’的大致圆柱形的闪蒸罐2。
[0062]通过至少一个入口 3将待处理的热解残留液10向所述罐提供进料。热交换器30(如图4所示)设置在提供待处理的热解残留液进料的管线上,以控制流向
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