一種用於基礎油的固定床吸附裝置的製作方法
2023-08-01 08:04:26 1
專利名稱：一種用於基礎油的固定床吸附裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油煉製領域，特別涉及一種用於基礎油的固定床吸附裝置。
背景技術：
固定床是將固態顆粒狀吸附劑堆積形成一定高度的固定床層，物料從上部或下部通過床層，達到傳質充分接觸吸附的目的，具有操作簡單、控制方便等特點。分子蒸餾出來的基礎油還含有偶氮類、浙青膠質類、有機色素、環烷酸及添加劑分解的微量金屬、異味等雜質，蒸餾夾帶物等，需要通過精製才能提高基礎油的安定性，保持基礎油具有良好的物化性能。
石油煉製過程中潤滑油生產I類基礎油一般都採用白土補充精製其工藝流程是把白土與基礎油在反應釜內混合加溫攪拌、靜置，再用板框過濾機壓濾，配套設備有白土進料裝置，整個裝置投資費用大，能耗也高。另外，由於白土吸附殘渣的含油高達46%左右(白土幹基量)，使用量較大，因此其使用是一次性的，不能重複利用，而產生固廢處置需要採用焚燒處理，費用約為2000元/噸，不僅生產成本高，而且導致處理工藝複雜。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種用於基礎油的固定床吸附裝置，其結構簡單、自動化程度高，具有汙染小、吸附性能好的優點。本發明提供的一種用於基礎油的固定床吸附裝置，包括輸入口、固定床吸附器、過濾器、和輸出口，所述固定床吸附器包括筒形殼體、位於筒形殼體內的固定床層、以及位於固定床層下方的與筒形殼體連通的輸入腔，所述輸入腔為上頂面大於下底面的錐體，所述輸入口水平設置於錐體的側壁；所述固定床層包括水平設置的上隔板、下隔板，以及壓緊在上、下隔板之間的吸附劑；基礎油經輸入口輸入至輸入腔中，經過固定床層的吸附後輸出至過濾器中，經過濾器過濾後通過輸出口排出。優選地，所述上、下隔板表面具有多個供基礎油流過的孔，每個孔上安裝一個過濾帽，所述過濾帽包括固定於該孔中的空心螺杆，以及套設在空心螺杆頂部的過濾帽頭，所述過濾帽頭為空心圓柱體，該空心圓柱體的側壁為網狀結構。優選地，所述過濾器包括粗過濾器和精過濾器，自固定床層輸出的基礎油依次通過粗過濾器和精過濾器，通過輸出口排出。優選地，所述吸附劑為非金屬礦吸附劑，該非金屬礦吸附劑包括二氧化矽、氧化鈉、氧化鉀、氧化鋁和凹凸棒粉，其質量百分比為32 10 12 43 13。
優選地，進一步包括壓縮空氣空吹設備，該壓縮空氣空吹設備設置於固定床層上方，朝向固定床層輸出壓縮空氣。優選地，進一步包括殘油排出設備，該殘油排出設備的第一輸入口與所述輸入腔的底部連通。優選地，所述筒形殼體和/或輸入腔外側進一步具有真空保溫層。優選地，進一步包括固定床移動裝載設備，所述固定床吸附器通過固定床支架安裝於固定床移動裝載設備。優選地，進一步包括用於所述固定床移動裝載設備的定位的固定床定位模塊，以及用於控制該固定床定位模塊和基礎油的輸入、輸出的控制模塊。由上述技術方案可見，採用本發明可產生如下的有益效果(I)本發明的用於基礎油的固定床吸附裝置通過使用固定床這種不需要提供外力 的吸附方式，與現有的吸附方式相比省略了攪拌器的使用，能夠節省設備投資成本。(2)本發明的固定床吸附裝置通過將錐體輸入腔設置在固定床層的下方，並配合水平設置的輸入口，使得基礎油從固定床層下部沿切線方向進入固定床層，自下而上的流動可以使固定床鬆動，防止板結導致的死角的產生，另外流體處於紊流狀態，能夠達到充分混合吸附的目的。(3)本發明的固定床吸附裝置採用主要成分為二氧化矽的非金屬礦吸附劑，其具有高孔隙率和高比表面積，不僅吸附效果好，而且產生的固廢量少，固廢可重複利用，大大節省了固廢處理成本和吸附劑的成本。
圖I為本發明的固定床吸附裝置的結構示意圖；圖2為本發明的固定床吸附裝置的過濾帽的安裝示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對本發明進一步詳細說明。在本發明中，使用了固定床這種不需要提供外力的吸附方式，且通過將錐體輸入腔設置在固定床層的下方，並配合水平設置的輸入口，能夠達到充分混合吸附的目的。進一步地，通過採用主要成分為二氧化矽的非金屬礦吸附劑，不僅吸附效果好，而且產生的固廢量少，固廢可重複利用，大大節省了固廢處理成本和吸附劑的成本。圖I為本發明的固定床吸附裝置的結構示意圖。如圖I所示，本發明的用於基礎油的固定床吸附裝置包括輸入口 101、固定床吸附器102、過濾器103、和輸出口 104。其中，固定床吸附器102包括筒形殼體201、位於筒形殼體201內的固定床層202、以及位於固定床層202下方的與筒形殼體201連通的輸入腔203。輸入腔203為上頂面大於下底面的錐體，輸入口 101水平設置於錐體的側壁。固定床層202包括水平設置的上隔板221、下隔板222，以及壓緊在上、下隔板221和222之間的吸附劑223。上、下隔板221和222可供基礎油穿過。固定床層202的輸入端為下隔板222 —側，輸出端為上隔板221 —側，其輸出端與過濾器103的輸入端相連，過濾器103的輸出端與輸出口 104連通。基礎油經輸入口 101輸入至輸入腔203中，經過固定床層202的吸附後輸出至過濾器103中，經過濾器103過濾後通過輸出口 104排出，從而完成基礎油的精製。由於輸入腔203為下小上大的錐體，且輸入口 101水平設置於該錐體的側壁，則基礎油自輸入口 101輸入至輸入腔203中時,會由於與輸入腔203的側壁碰撞而產生紊流和瑞流。且輸入腔203位於固定床層202的下方，當產生紊流的基礎油自固定床層202的下方進入時，其進入方向為沿切線方向，能夠保證其在固定床層202內較長的停留時間，實現充分混合吸附的目的。且自下而上的流動方向可以使固定床層鬆動，從而避免由於板結而導致的死角產生。固定床這種吸附方式能夠避免現有的白土顆粒吸附所需要的加溫、攪拌、靜置以及壓濾等步驟，在能夠保證吸附質量的基礎上，省略了現有的吸附方式所需的攪拌器、壓濾設備等，能夠大大節省設備投資成本，且吸附方式簡單易操作，設備結構簡單。 優選地，上、下隔板221和222表面具有多個供基礎油流過的孔，為了既保證基礎油的順利通過，又起到防止吸附劑流失的目的，每個孔上安裝一個過濾帽。圖2為本發明的固定床吸附裝置的過濾帽的安裝示意圖。如圖2所示，過濾帽包括固定於孔200中的空心螺杆301，以及套設在空心螺杆301頂部的過濾帽頭302，過濾帽頭302為空心圓柱體，該空心圓柱體的側壁為網狀結構。空心螺杆301的外壁與孔200的內壁緊密貼合，防止基礎油或吸附劑從兩者之間穿過。通過在上、下隔板的穿孔中安裝具有過濾作用的過濾帽，既能夠保證液態的基礎油順利穿過上、下隔板，又能夠起到攔截吸附劑、防止吸附劑流失的作用。優選地，上、下隔板上的孔200成正三角形排列。為了保證精製後基礎油的質量，本發明的固定床吸附裝置的過濾器分為粗過濾器和精過濾器兩層過濾，當然，根據對精製油的不同要求，也可調整過濾器的層數和過濾級另IJ。如圖I所示，過濾器103分為粗過濾器131和精過濾器132，經過固定床層202吸附後的基礎油首先輸入至粗過濾器131中，經過粗過濾器131的過濾後，輸入至精過濾器132中進行過濾。經過精過濾器132的過濾後，可再一次進入下一個過濾循環，直至基礎油的顏色合格即可輸出。本發明中的過濾器103可選擇為適用於液體過濾的任意一種過濾器，例如可選擇濾芯為無紡布材質的過濾器。濾芯的過濾級別應當根據基礎油的情況和要求進行選擇和組合，例如粗過濾器的濾芯選擇為50微米量級，相應地，精過濾器的濾芯選擇為25微米量級，
坐坐寸寸o為了使用固定床這種吸附方式，本發明的固定床層中的吸附劑選擇為非金屬礦吸附劑，這種非金屬礦吸附劑富含二氧化矽和豐富纖維料質，由窯爐燒制而成。具體地該非金屬礦吸附劑包括二氧化矽、氧化鈉、氧化鉀、氧化鋁和凹凸棒粉，其質量百分比為32 10 12 43 13。這種非金屬礦吸附劑具有高孔隙率和高比表面積，與白土吸附劑相比，具有以下優點(I)活性高、吸附效率高；(2)對氣味等均有吸附作用，精製後的油品色度好、氣味減弱；(3)可再生重複利用因為非金屬礦吸附劑顆粒較大，內部微孔也大，因此其所吸附的油料可使用壓縮空氣吹出，從而實現吸附劑的重複利用；(4)經過再生的殘渣夾帶油料少白土顆粒較小，通常在100目左右，裡面微小空隙吸附的油料量很難被板框壓榨機擠出，而非金屬礦吸附劑由於顆粒較大，內部微孔也大，因此其所吸附的油料可使用壓縮空氣吹出，經實驗，同種工況白土含油量佔白土重量的46. 7%，非金屬礦吸附劑含油量佔17. 2% ;(5)可調節基礎油的酸值非金屬礦吸附劑的PH值為7-9，呈鹼性，可以用於調節基礎油的酸值；(6)灰塵少，操作汙染小。本發明所使用的這種非金屬礦吸附劑以改性二氧化矽為主劑，並有少量氧化鋁、氧化鈉、氧化鉀和凹凸棒粉混合經燒制而成，PH值顯弱鹼性，它對油品中的極限物質具有很強的吸附作用，經實驗它對吸附潤滑油中的硫化物、氮氧化物、有機色素具有很強吸附能 力，提高油品的光亮度，還能調節潤滑油的PH值。根據本發明所採用的非金屬礦吸附劑可重複再生利用的特點，本發明的固定床吸附裝置還設置了吸附劑再生設備，具體地包括壓縮空氣空吹設備以及殘油排出設備。其中，壓縮空氣空吹設備設置於固定床層上方，朝向固定床層輸出壓縮空氣。通過壓縮空氣自上而下空吹，可使吸附劑所含的游離基礎油被外力作用和自身重力作用而流到固定床層下部的輸入腔203內，並由殘油排出設備排出。該殘油排出設備的第一輸入口 231與輸入腔203的底部連通，殘油在齒輪泵的作用下被抽出。為減少固定床的散熱，筒形殼體201和/或輸入腔203外側進一步具有真空保溫層211。其內壁進行打磨處理，以減少熱輻射導致的熱量損失。進一步地，本發明的固定床吸附裝置進一步包括固定床移動裝載設備401，固定床吸附器102通過固定床支架402安裝於固定床移動裝載設備401。優選地，為了節省人力物力，實現系統的自動化運轉，提高吸附效率，本發明的固定床吸附裝置進一步包括用於固定床移動裝載設備401的定位的固定床定位模塊，以及用於控制該固定床定位模塊和基礎油的輸入、輸出的控制模塊。由上述技術方案可見，採用本發明可產生如下的有益效果(I)本發明的用於基礎油的固定床吸附裝置通過使用固定床這種不需要提供外力的吸附方式，與現有的吸附方式相比省略了攪拌器的使用，能夠節省設備投資成本。(2)本發明的固定床吸附裝置通過將錐體輸入腔設置在固定床層的下方，並配合水平設置的輸入口，使得基礎油從固定床層下部沿切線方向進入固定床層，自下而上的流動可以使固定床鬆動，防止板結導致的死角的產生，另外流體處於紊流狀態，能夠達到充分混合吸附的目的。(3)本發明的固定床吸附裝置採用主要成分為二氧化矽的非金屬礦吸附劑，其具有高孔隙率和高比表面積，不僅吸附效果好，而且產生的固廢量少，固廢可重複利用，大大節省了固廢處理成本和吸附劑的成本。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
權利要求
1.一種用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在於，包括輸入口、固定床吸附器、過濾器、和輸出ロ， 所述固定床吸附器包括筒形殼體、位於筒形殼體內的固定床層、以及位於固定床層下方的與筒形殼體連通的輸入腔，所述輸入腔為上頂面大於下底面的錐體，所述輸入口水平設置於錐體的側壁； 所述固定床層包括水平設置的上隔板、下隔板，以及壓緊在上、下隔板之間的吸附劑； 基礎油經輸入口輸入至輸入腔中，經過固定床層的吸附後輸出至過濾器中，經過濾器過濾後通過輸出口排出。
2.根據權利要求I所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在於，所述上、下隔板表面具有多個供基礎油流過的孔，每個孔上安裝ー個過濾帽， 所述過濾帽包括固定於該孔中的空心螺杆，以及套設在空心螺杆頂部的過濾帽頭，所述過濾帽頭為空心圓柱體，該空心圓柱體的側壁為網狀結構。
3.根據權利要求I或2所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在於，所述過濾器包括粗過濾器和精過濾器，自固定床層輸出的基礎油依次通過粗過濾器和精過濾器，通過輸出口排出。
4.根據權利要求3所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在於，所述吸附劑為非金屬礦吸附劑，該非金屬礦吸附劑包括ニ氧化矽、氧化鈉、氧化鉀、氧化鋁和凹凸棒粉，其質量百分比為32 10 12 43 13。
5.根據權利要求4所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在幹，進ー步包括壓縮空氣空吹設備，該壓縮空氣空吹設備設置於固定床層上方，朝向固定床層輸出壓縮空氣。
6.根據權利要求5所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在幹，進ー步包括殘油排出設備，該殘油排出設備的第一輸入口與所述輸入腔的底部連通。
7.根據權利要求3所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在於，所述筒形殼體和/或輸入腔外側進一歩具有真空保溫層。
8.根據權利要求5所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在幹，進ー步包括固定床移動裝載設備，所述固定床通過固定床支架安裝於固定床移動裝載設備。
9.根據權利要求8所述的用於基礎油的固定床吸附裝置，其特徵在幹，進ー步包括用於所述固定床移動裝載設備的定位的固定床定位模塊，以及用於控制該固定床定位模塊和基礎油的輸入、輸出的控制模塊。
全文摘要
本發明提供了一種用於基礎油的固定床吸附裝置，包括輸入口、固定床吸附器、過濾器、和輸出口，所述固定床吸附器包括筒形殼體、位於筒形殼體內的固定床層、以及位於固定床層下方的與筒形殼體連通的輸入腔，所述輸入腔為上頂面大於下底面的錐體，所述輸入口水平設置於錐體的側壁；所述固定床層包括水平設置的上隔板、下隔板，以及壓緊在上、下隔板之間的吸附劑；基礎油經輸入口輸入至輸入腔中，經過固定床層的吸附後輸出至過濾器中，經過濾器過濾後通過輸出口排出。本發明的用於基礎油的固定床吸附裝置，其結構簡單、自動化程度高，具有汙染小、吸附性能好的優點。
文檔編號B01J8/02GK102698468SQ20121012640
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月26日 優先權日2012年4月26日
發明者任立明, 吳斌, 沈瑩, 滕緯國, 郭嘯天 申請人:北京生態島科技有限責任公司