專利名稱：一種煉制汽柴油系統的制作方法
技術領域：
一種煉制汽柴油系統
技術領域：
本實用新型涉及一種使用廢舊塑料的煉油設備系統，更具體的說，是利用廢舊塑料經常壓高溫催化熱裂解，再經加氫二次蒸餾，煉制較高品質的汽油、柴油的新型設備。
背景技術：
能源資源問題一直是關系我國經濟社會發展的一個重大戰略問題。盡管經歷了國際金融危機的考驗，我國經濟依然在以每年8%以上的幅度高速增長。由于我國依然采用勞動力與能源密集型的增長模式，隨著經濟的發展，我國的能源需求也在高速的增長。而作為能源供給的重要方面，石油產品，特別是汽油，柴油可以說是國民經濟發動機的最重要的動力來源。由于受到國家自身石油自然資源，以及國家石油資源利用戰略的限制。我國的石 油與石油產品的需求供給差額還在逐步擴大的過程之中，石油進口量逐年攀升。目前世界石油市場的價格上漲更為明顯，就目前世界石油市場的基本面情況來看，以及受到美元長期貶值趨勢的影響，國際原油價格還將繼續上升。2009年開始我國原油產量出現下降，原油對外依存度近兩年來一直高于50%。2010年我國石油進口量近2. 4億噸，比2009年同比增長17.4%。而由于原油價格的增長，所用外匯同比增長51.8%。如何開發新的石油資源利用模式，增加石油資源能源利用率成了非常重要的課題。與日益緊張的國家能源形勢同時，國民經濟的工業、生活各個方面產生的大廢舊塑料被大量廢棄，燃燒，填埋。使大量廢所料所含有的能量與潛在經濟價值被浪費。據不完全統計，全國年產生的廢舊塑料數量達到了數千萬噸之巨。這樣巨大數量的廢塑料如果能夠被再利用起來，成為可以回收使用的清潔能源，無疑是提供了緩解國家能源供給形勢的一條可行之路。利用廢塑料煉油在我國已經有比較長的歷史，但是由于一般的煉油企業只采用了土法熬制，甚至焙燒的煉制方法和工藝。絕大多數加工工藝落后，科技含量低，生產效率低下，產品質量低。目前，大部分的煉油設備，采用大體積滾筒式反應釜，生產時反應釜緩慢轉動讓物料在反應釜中翻動來進行攪拌，其目的是為了解決生產過程中物料在反應釜壁結碳結焦，阻隔熱量傳遞的嚴重問題。采用滾筒式攪拌雖然能夠減少結焦現象，但也有著許多天然的缺陷(1)由于滾筒反應釜在生產時連續轉動，而反應釜加熱時要求嚴格密封，所以該種方式只能在加熱前一次性投料，而不能在生產中連續投料，產量有限。(2)只能停產冷排渣，降溫時間長，工人勞動強度大。(3)由于沒有蒸餾系統，因此生產的油品無法控制餾程，輕重組分混合，產品烏黑渾濁粘度大，質量低下。只能作為燃料油使用。(3)由于設備簡陋技術含量低，容易造成二次污染從而對環境造成不良影響。如何使得在原理上可行的廢塑料煉油項目能夠在技術上達到工業化批量生產要求，主要存在幾點技術難點(1)如何達到在高溫生產時連續密封進料以保持生產連續性；
(2)如何連續排渣不影響生產；(3)如何減低排放提高熱利用效率；(4)如何分餾汽柴油，處理油品，提高產品質量；(5)如何避免生產造成的二次污染。
實用新型內容本實用新型采用彌補了現有廢舊塑料煉油的技術缺陷，采用臥式固定內攪拌反應釜，并附加了連續進料裝置與加氫蒸餾系統，既成功使用固定反應釜解決了結焦結碳的問題，又使得連續進料生產成為可能，油品質量得到了巨大提高，實現了工業化連續生產。本實用新型是通過如下技術方案實現的一種煉制汽柴油系統，包括雙旋桿燃燒尾氣預熱進料裝置(I);臥式固定內攪拌常壓催化熱裂解反應釜(2);加氫蒸餾裝置(3);溫度與壓力控制系統(4);以及汽、柴油收集與油水分離裝置(5)，所述的預熱進料裝置(I)直接與反應釜(2)連接，物料經旋桿利用反應釜加熱尾氣進行預熱后進入反應釜；反應釜(2)通過管線與加氫蒸餾裝置(3)連接；所述的加氫蒸餾裝置(3)由兩座蒸餾塔構成，第一座蒸餾塔底部連接反應釜并內置初次加氫催化劑；所述加氫蒸餾裝置的第一座蒸餾塔頂部連接第二座蒸餾塔的中部；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔頂部通過管線連接冷凝裝置采出汽油產品；所述的加氫蒸餾裝置 的第二座蒸餾塔中部通過管線連接冷凝裝置采出柴油產品；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔底部通過管線采出重油產品。所述的預熱進料裝置直接與臥式內攪拌反應釜連接，物料經旋桿利用反應釜加熱尾氣進行預熱后進入反應釜，進料裝置使用大功率可調速電機通過變速箱驅動；內置雙螺桿，使用互相咬合的齒輪同步反向旋轉驅趕物料；該進料裝置從對反應釜加熱的爐膛中引入高溫尾氣，對經螺桿旋轉驅動的物料進行預熱，軟化物料，增加熱量利用效率。進料速度可根據需要隨意調整。臥式固定內攪拌常壓催化熱裂解反應釜，反應釜呈臥式，固定于加熱爐體之上。內置筒式攪拌芯，貼壁轉動對物料進行攪拌，成功解決物料高溫結焦問題。反應釜一端外置密封水冷傳動箱，在將驅動電機扭力傳入反應釜中的攪拌芯的同時，成功阻止反應釜內高溫裂解油氣外泄。臥式內攪拌反應釜通過管線與加氫蒸餾裝置連接；加氫蒸餾裝置由兩座蒸餾塔構成，第一座蒸餾塔底部連接反應釜并內置初次加氫催化劑；臥式固定內攪拌常壓催化熱裂解反應釜通過兩條管線與加氫蒸餾裝置的第一座蒸餾塔連接。其中一條管線將高溫裂解油氣通入第一座蒸餾塔。塔內設計對來氣進行洗氣，減少油氣雜質，提高油品質量。加氫蒸餾裝置的第一座蒸餾塔頂部連接第二座蒸餾塔的中部；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔頂部通過管線連接冷凝裝置采出汽油產品；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔中部部通過管線連接冷凝裝置采出柴油產品；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔底部通過管線采出重油產品。
圖I示出了本實用新型使用廢舊塑料煉制汽柴油的設備的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步說明。圖I示出了本實用新型使用廢舊塑料煉制汽柴油的設備的結構示意圖。[0018]如圖I所示，本實用新型整套設備包括雙旋桿燃燒尾氣預熱進料裝置I ;臥式固定內攪拌常壓催化熱裂解反應釜2 ;加氫蒸餾裝置3 ;溫度與壓力控制系統4 ;汽柴油收集與油水分離以及油品后期處理裝置5。原料主要成分為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等無害廢舊塑料的毛料，首先經過清洗、破碎、除水等預處理程序后(視原料品質而定，非必要程序)，投入雙旋桿燃燒尾氣預熱進料裝置進料口中。經進料裝置預熱、擠壓后，加溫至150-300攝氏度后進入臥式固定內攪拌常壓催化熱裂解反應釜中，并保證將反應釜內的高溫油氣與外界空氣完全隔離。反應釜加溫前應預先投入150-600公斤的底料，并加入常溫催化熱裂解所需的催化劑，常用催化劑大致可為:金屬類;金屬氧化物類；金屬氧化物-稀土類；分子篩類；沸石礦物類；活性炭催化劑等。常使用Ni，Cu，Al等五種金屬混合物或采用銅粉作為廢塑料催化裂解的催化劑。一些金屬氧化物如硅鋁微球、A1203、CuO, MgO, ZnO, Ti02、Fe203、氧化鈰、Co-Mo氧化物等也常被用來作廢塑料裂解的催化劑。還有大量廢棄物，如粉煤灰，爐渣， 電石渣等，它們都是金屬或者非金屬氧化物的混合物。反應釜工作中，反應釜加熱爐膛內溫度應控制在400-600攝氏度。反應釜內壓力控制在100至103千帕。反應時反應釜中內攪拌轉子連續轉動，正反轉轉換時間為2-8秒，間隔時間為2-6秒。工作時，反應釜內物料在以上條件下不斷裂解為高溫油氣混合氣體，并經管道逸出反應釜。新物料經雙旋桿燃燒尾氣預熱進料裝置預熱后源源進入反應釜內進行裂解，生產過程中，反應釜中物料維持量應保持一定程度的平衡。反應釜中生產的高溫油氣混合氣體，經管道進入加氫蒸餾系統的一號蒸餾塔底部，該蒸餾塔塔頂溫度控制在170-300攝氏度，塔頂壓力控制在99至102千帕。混合氣體自塔底而上。一號蒸餾塔內填充物由30*25毫米拉西瓷環與加氫催化劑組成，加氫催化劑為經過硫化處理的鎳、鈀化合物，能使反應腹內高溫裂解產生的含烯烴油氣與裂解自然生成的游離氫氣分子在塔內200至350攝氏度下進行催化反應，有效減少油氣分子中的烯烴不飽和鍵，提聞廣品的質量與穩定性。一號蒸餾塔塔頂可使0攝氏度至所控塔頂溫度之內的組分逸出，經管道進入二號蒸餾塔腰部，第二座蒸餾塔塔頂溫度控制在90至100攝氏度，所控二號塔頂溫度以下餾分的氣體可由塔頂逸出并冷卻后收集為汽油。其余組分由塔中部經管道收集為柴油。少量重油組分經二號塔底收集，用于再投料回煉。使用聚丙烯為原料，二氧化三鋁為催化劑時，在450度反應溫度下，不計算物料雜質的柴油收率約為55%，汽油收率約為28%，重油收率為3%。隨催化溫度的升高，液體收率減少，油品中汽油餾分含量升高，柴油餾分含量變化不明顯，而重油餾分含量則逐漸減少。除液體收集物以外的生成物為Cl至C4的低分子有機物，由于其在常溫下為氣態，不易儲存，因此經管道接入爐膛作為熱源燃燒使用。以上所述的僅是本實用新型的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型創造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種煉制汽柴油系統，其特征在于包括雙旋桿燃燒尾氣預熱進料裝置(I);臥式固定內攪拌常壓催化熱裂解反應釜(2);加氫蒸餾裝置(3);溫度與壓力控制系統(4);以及汽、柴油收集與油水分離裝置(5)，所述的預熱進料裝置(I)直接與反應釜(2)連接，物料經旋桿利用反應釜加熱的尾氣進行預熱后進入反應釜；反應釜(2)通過管線與加氫蒸餾裝置(3)連接；所述的加氫蒸餾裝置(3)由兩座蒸餾塔構成，第一座蒸餾塔底部連接反應釜并內置初次加氫催化劑；所述加氫蒸餾裝置的第一座蒸餾塔頂部連接第二座蒸餾塔的中部；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔頂部通過管線連接冷凝裝置采出汽油產品；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔中部通過管線連接冷凝裝置采出柴油產品；所述的加氫蒸餾裝置的第二座蒸餾塔底部通過管線采出重油產品。
2.根據權利要求I所述的煉制汽柴油系統，其特征在于預熱進料裝置(I)使用大功率可調速電機通過變速箱驅動，內置雙螺桿，使用互相咬合的齒輪同步反向旋轉驅趕物料；該進料裝置從對反應釜加熱的爐膛中引入高溫尾氣，對經螺桿旋轉驅動的物料進行預熱，軟化物料，增加熱量利用效率。
3.根據權利要求I所述的煉制汽柴油系統，其特征在于反應釜(2)呈臥式，固定于加熱爐體之上，內置筒式攪拌芯，貼壁轉動對物料進行攪拌，解決物料高溫結焦問題；反應釜一端外置密封水冷傳動箱，在將驅動電機扭力傳入反應釜中的攪拌芯的同時，阻止反應釜內高溫裂解油氣外泄。
4.根據權利要求2或3所述的煉制汽柴油系統，其特征在于反應釜(2)通過兩條管線與加氫蒸餾裝置(3)的第一座蒸餾塔連接，其中一條管線將高溫裂解油氣通入第一座蒸餾塔。
5.根據權利要求4所述的煉制汽柴油系統，其特征在于加氫蒸餾裝置(3)的第一座蒸餾塔中內置鎳、鈀加氫催化劑，使反應腹內高溫裂解產生的含烯烴油氣與裂解自然生成的游離氫氣分子在塔內200至350攝氏度下進行催化反應。
6.根據權利要求5所述的煉制汽柴油系統，其特征在于所述加氫蒸餾裝置(3)的第二座蒸餾塔分餾汽油、柴油與重油，各種產品經過冷凝裝置后分別使用汽柴油收集與油水分離裝置(5)進行收集，去除水分后等待進一步處理。
7.根據權利要求6所述的煉制汽柴油系統，其特征在于溫度與壓力控制系統(4)對生產過程中的各個關鍵點的溫度與壓力進行全自動可調控制，反應釜爐膛加熱溫度控制在400至600攝氏度；反應釜內壓力控制在100至103千帕，所述第一座蒸餾塔塔頂溫度控制在170至300攝氏度，塔頂壓力控制在99至102千帕，第二座蒸餾塔塔頂溫度控制在70至100攝氏度，使所述輕汽油產品餾程控制在30至100攝氏度，使所述輕柴油產品餾程100至300攝氏度。
專利摘要本實用新型公開了一種煉制汽柴油系統，其包括雙旋桿燃燒尾氣預熱進料裝置；臥式固定內攪拌常壓催化熱裂解反應釜；加氫蒸餾裝置；溫度與壓力控制系統；汽柴油收集與油水分離裝置。所述進料裝置直接與反應釜連接，物料經旋桿利用反應釜加熱尾氣進行預熱后進入反應釜；所述的反應釜通過管線與加氫蒸餾裝置連接；所述的加氫蒸餾裝置由兩座蒸餾塔構成。本實用新型通過使用臥式固定內攪拌反應釜，對比傳統的滾筒式反應裝置只能單次投料，實現了連續進料連續生產；并采用加氫二次蒸餾的正規石化工藝，安全無污染，并且大大提高了廢舊塑料煉制油品的產品質量。
文檔編號C10G1/00GK202465600SQ201220091298
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月1日 優先權日2012年3月1日
發明者羅逸之 申請人:羅逸之