利用废弃油脂直接生产航煤的工艺及设备的制作方法

本发明涉及航煤生产技术领域，尤其涉及利用废弃油脂直接生产航煤的工艺及设备。

背景技术：

航空煤油密度适宜，热值高，燃烧性能好，能迅速、稳定、连续、完全燃烧，且燃烧区域小，积碳量少，不易结焦；低温流动性好，能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求；热安定性和抗氧化安定性好，可以满足超音速高空飞行的需要；洁净度高，无机械杂质及水分等有害物质，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，对机件腐蚀小，航空煤油适用于燃气涡轮发动机和冲压发动机使用，用于超音速飞行器没有低饱和蒸气压与良好的热安定性。此外，因为煤油不易蒸发、燃点较高，燃气涡轮发动机起动时多用汽油，航空燃油中也加有多种添加剂，以改善燃油的某些使用性能。

目前在利用废弃油脂直接作为原料生产航煤的工艺中，现有技术无法做到进料是复杂的混合物，其水杂远高于常规的脂肪酸水解工艺，将组成复杂质量不稳定的原料直接作为加氢原料，从而导致后续的加氢过程复杂难以控制，目标产品收率低。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的利用废弃油脂直接生产航煤的工艺及设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，包括以下具体步骤：

s1，将符合生物柴油原料用的废弃油脂由泵经换热达到压力为0.8-1mpa，温度为180-200℃时输入水解塔；

s2，将软水换热后，温度达到50-60℃时泵入水解塔的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；

s3，水解塔的水解段间歇通入水蒸汽，废弃油脂中的高碳数烃类经水解得到脂肪酸；

s4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；

s5，将上述加氢产物导出加氢反应塔，经气液分离器分离出氢气，再经油水分离器进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔、水相进入吸收塔，汽提塔反应后c1-c5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔；分馏塔塔顶分馏出c6-c11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。

进一步地，所述汽提塔内多余的蒸汽再进入吸收塔。

进一步地，所述符合生物柴油原料用的废弃油脂包括酸化油、地沟油、动物内脏油、抽油烟机的凝析油、白土精炼脱附油、榨油过程中产生的油泥、牛羊皮油中的一种或多种。

进一步地，所述s4中在脂肪酸与氢气以混合进入加氢反应塔后，加入镍钯催化剂进行催化反应。

利用废弃油脂直接生产航煤的设备，包括水解塔，所述水解塔内从上至下依次分为原料进入段、水解段和排污段，所述原料进入段的内壁连接有原料进入管与水分进入管，所述水解塔的一侧连接有氮气输出管，所述氮气输出管与水分进入管连通，所述水解塔的一侧设有分汽缸，所述分汽缸通过管道分别与原料进入段、水解段及排污段连通，所述水解塔的塔底设置有排出管，所述排出管串联有多个第二换热器，所述第二换热器与加氢反应塔相连，所述加氢反应塔出料端与气液分离器相连，所述气液分离器出液端与油水分离器相连、出气口与加氢反应塔的进氢管相连，所述油水分离器的出液口与吸收塔相连、出油口与汽提塔相连，所述汽提塔的出料口与分馏塔相连。

进一步地，所述水解塔的排污段的底部设有清理机构。

进一步地，所述水解塔的底部设有排污口，所述水解塔的顶端设置有排气口，所述原料进入管与水分进入管均串联有泵组和第一换热器，所述水解塔的顶端安装有压力表与安全阀。

进一步地，所述清理机构包括贯穿转动连接在水解塔底部的转管，所述转管的侧壁通过连接管连接有折形板，所述折形板的侧壁设有硬质毛刷，所述硬质毛刷与水解塔内壁接触，所述连接管的下端通过旋转接头连接有进水管，所述水解塔底部设有转动机构。

进一步地，所述转动机构包括安装在水解塔底部的电机，所述电机的输出轴末端固定有第一齿轮，所述转管的外壁固定有与第一齿轮啮合的第二齿轮。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、克服了常规工艺中将组成复杂质量不稳定的原料直接作为加氢原料，便于控制后续的加氢过程，目标产品收率高；

2、与常规的油脂水解生产脂肪酸工艺相比，本工艺的重要区别点在于进料是复杂的混合物，其航煤纯度(经水解、蒸馏、气体分离等过程得到纯度大于95％的脂肪酸，无水和机械杂质)远高于常规的脂肪酸水解工艺；

3、水解塔底部清理机构自动、高效，避免人工清洁的复杂性，有效防止塔底堵塞。

附图说明

图1为本发明工艺的水解流程结构示意图；

图2为本发明工艺的加氢流程结构示意图；

图3为本发明水解塔内清理机构的结构示意图；

图中：1原料进入管、2分馏塔、3泵组、4水分进入管、5氮气输出管、6汽提塔、7水解塔、8水解段、9第二换热器、10压力表、11安全阀、12排气口、13分汽缸、14排污口、15排污段、16第一换热器、17连接管、18折形板、19硬质毛刷、20电机、21第一齿轮、22第二齿轮、23进水管、24转管、25气液分离器、26油水分离器、27排出管、28加氢反应塔、29吸收塔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

利用废弃油脂直接生产航煤的工艺，包括以下具体步骤：

s1，将符合生物柴油原料用的废弃油脂由泵经换热达到压力为0.8-1mpa，温度为180-200℃时输入水解塔7；

s2，将软水换热后，温度达到50-60℃时泵入水解塔7的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；

s3，水解塔7的水解段8间歇通入水蒸汽，废弃油脂中高碳数烃类经水解得到脂肪酸；

s4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔28，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；

s5，将上述加氢产物导出加氢反应塔28，经气液分离器25分离出氢气，再经油水分离器26进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔6、水相进入吸收塔29，汽提塔6反应后c1-c5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔2；分馏塔2塔顶分馏出c6-c11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。

所述汽提塔6内多余的蒸汽再进入吸收塔29。所述符合生物柴油原料用的废弃油脂包括酸化油、地沟油、动物内脏油、抽油烟机的凝析油、白土精炼脱附油、榨油过程中产生的油泥、牛羊皮油中的一种或多种。所述s4中在脂肪酸与氢气以混合进入加氢反应塔28后，加入镍钯催化剂进行催化反应。

参照图1-3，利用废弃油脂直接生产航煤的设备，包括水解塔7，所述水解塔7内从上至下依次分为原料进入段、水解段8和排污段15，所述原料进入段的内壁连接有原料进入管1与水分进入管4，所述水解塔7的一侧设置有氮气输出管5，氮气输出管5与水分进入管4连通，所述水解塔7的一侧设有分汽缸13，所述分汽缸13通过管道分别与原料进入段、水解段8及排污段15连通，所述水解塔7的塔底设置有排出管27，所述排出管27串联有多个第二换热器9，所述第二换热器9与加氢反应塔28相连，所述加氢反应塔28出料端与气液分离器25相连，所述气液分离器25出液端与油水分离器26相连、出气口与加氢反应塔28的进氢管相连，所述油水分离器26的出液口与吸收塔29相连、出油口与汽提塔6相连，所述汽提塔6的出料口与分馏塔2相连。

所述水解塔7的排污段15的底部设有清理机构。所述水解塔7的底部设有排污口14，所述水解塔7的顶端设置有排气口12，所述原料进入管1与水分进入管4均串联有泵组3和第一换热器16，所述水解塔7的顶端安装有压力表10与安全阀11。所述清理机构包括贯穿转动连接在水解塔7底部的转管24，所述转管24的侧壁通过连接管17连接有折形板18，所述折形板18的侧壁设有硬质毛刷19，所述硬质毛刷19与水解塔7内壁接触，所述连接管17的下端通过旋转接头连接有进水管23，所述水解塔7底部设有转动机构。所述转动机构包括安装在水解塔7底部的电机20，所述电机20的输出轴末端固定有第一齿轮21，所述转管24的外壁固定有与第一齿轮21啮合的第二齿轮22。

本发明中，将符合生物柴油原料用废弃油由原料进入管1输入，通过泵组3以及第一换热器16达到一定压力和温度输入水解塔7，将软水换热后泵入水解塔7，通过氮气输出管5输入进水解塔7中，水解段8间歇通入高纯氮气，搅拌物料扩大接触面积，水解塔7塔底间歇通入水蒸汽，废弃油脂经水解得到脂肪酸，其中所含的机械杂质、水解过程中产生的聚合物等杂质，经排污口14排出，避免了常规工艺中杂质堵塞水解塔7，脂肪酸经分离后纯度达到95％。所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔28，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；将上述加氢产物导出加氢反应塔28，经气液分离器25分离出氢气，再经油水分离器26进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔6、水相进入吸收塔29，汽提塔6反应后c1-c5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔2；分馏塔2塔顶分馏出c6-c11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。

水解塔7排污时，电机20转动，带动转管24转动，进而带动折形板18的侧壁上的硬质毛刷19与水解塔7内壁接触，进水管23起到供水的作用，连接管17中有喷嘴可以向塔内喷水，将残留在塔壁上的高粘度油脂刷洗干净，防止发生堵塞。

利用酸化油直接生产航煤的工艺为例：包括以下具体步骤：s1，将酸化油由泵经换热达到压力为1mpa，温度为180℃时输入水解塔7；s2，将软水换热后，温度达到55℃时泵入水解塔7的原料进入段，原料进入段间歇通入高纯氮气并搅拌；s3，水解塔7的水解段8间歇通入水蒸汽，酸化油中高碳数烃类经水解得到脂肪酸；s4，将上述所得脂肪酸与氢气以3:5混合进入加氢反应塔28，控制脂肪酸和氢气的比例、空速控制加氢脱羧与烯烃的加氢深度；s5，将上述加氢产物导出加氢反应塔28，经气液分离器25分离出氢气，再经油水分离器26进行油水分离，分离出的油相进入汽提塔6、水相进入吸收塔29，汽提塔6反应后c1-c5组分被分离出来，剩余液体组分进入分馏塔2；分馏塔2塔顶分馏出c6-c11，中间分馏出航煤燃油组分，重组分由塔底分离再循环与废弃油脂混合加氢。

其中，步骤s3中所得到的脂肪酸纯度为97％；航煤选择性为80.2％，航煤馏分的密度为0.875g/cm³,硫含量＜0.5μg/g，机械杂质＜0.1μg/g。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。