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1、炼油设计2000年10月PETROLEUMREFINERYENGINEERING第30卷第10期溶剂脱蜡工艺中采用流化床换热器的研究徐应铨齐世学宗祥荣烟台大学化学工程系(山东省烟台市264635))摘要:研究了在溶剂脱蜡工艺中采用流化床换热器代替套管结晶器时,流化床换热器中流化固体颗粒空隙率及流化固体颗粒大小、换热器传热温差和传热效率与脱蜡效果等因素的关系。试验表明,换热器的传热系数较传统的套管结晶器有大幅的提高(5～7倍);油收率增加3%～5%,蜡收率增加2%～4%,蜡含油率可降至3%以下;工艺简单,设备易于维护;有较大的经济效
2、益。该试验为进一步的工业试验提供了可靠的基础数据。主题词:液体固体流化床换热器溶剂脱蜡套管换热器冷却结晶器中间试验液固流化床换热器中的流化固体,由于其激冷却段高度均为3m。在试验过程中主要考察流烈的湍动而对管壁产生了冲刷作用,这不仅可以化固体颗粒空隙率及直径、溶剂比等因素对脱蜡有效地穿透和破坏管壁的边界层,而且可以清除效果的影响。管壁上的沉积物,从而使传热系数提高。1965—1970年美国、西德、荷兰首先对流化床换热器进行了研究并把它应用于海水淡化、脱盐、地热能的利[1]用等方面。1980年开始又推广到其它工业方面,如废水蒸发、易
3、结垢物料的换热等。1989年美国Scheffers公司报导了用流化床换热器取代套管[2]结晶器用于溶剂脱蜡的情况:在相同处理量时,流化床换热器所需的传热面积约为套管结晶器传图1流化床试验装置流程热面积的五分之一;动力消耗约十分之一,这说明A—氟里昂入口(液态);B—氟里昂出口(气态)流化床中的固体颗粒可以有效地清除管壁上的蜡流化固体颗粒采用钢球。流化钢球的流化截层,大大提高了总传热系数。但是从1989年以后面高度控制在3.3～3.4m,在选定钢球直径(dp)再也没有看到流化床换热器溶剂脱蜡的有关报后,据此可计算出某一空隙率(ε)时
4、应装入的钢球导,可能该工艺还存在许多问题。烟台大学经过数量。按一定溶剂比配好的油与溶剂混合液(简几年的试验研究工作,对存在的问题找到了解决称油液)装入原料罐中,加热到规定的预热温度,的方法,并取得很好的试验结果。然后用循环泵将油液输送到流化床中,经顶部的试验过程中先后采用1号单管流化床、1号连分离器使液固分离,油液再返回原料罐中。油液续流化床、2号流化床和4号流化床进行试验(1的流量应能使流化钢球流化截面高度保持在规定号床、2号床、4号床床径分别为25.4,50.8,101.6高度。待操作稳定后将冷剂从上而下送入流化床mm),所用
5、原料油包括减二线、减三线、减四线和的夹套中,使油液逐渐降温。残渣油等各组分。本文只着重介绍减三线油在2对2号床只用I床,先用冷水将油液从预热温号和4号床的试验结果,个别地方也引用一些1度冷到20℃左右,然后改用冷氯化钙溶液将油液号床的试验数据。冷到-15℃左右。冷却过程记录8～12次数据,1试验装置收稿日期:2000-03-17。试验装置见图1。该装置由一根2号和两根4作者简介:徐应铨,教授,1952年毕业于清华大学,一直从事[3]石油化工科研和教学工作。号床组成,它的结构是按照专利而设计的,有效©1994-2010ChinaAc
6、ademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net—18—炼油设计2000年第30卷包括油液流量、冷剂流量、冷却段油液进出口温2628W/(m·℃)。钢球直径试验分别采用直径为度、冷剂进出口温度和流化床上下壁温等。4号床4.0,4.8,6.0mm三种钢球在两种不同空隙率下进采用II,III床。II床以水及冷氯化钙溶液为冷剂,行。从图3可以看出,两种空隙率都显示最佳钢其操作过程与上述2号床相同。当油液温度降到球直径是5mm左右,相当
7、于床径的十分之一。溶0℃左右时,将油液转到Ⅲ床中,改用氟里昂(F12)剂比试验结果见图4,该图也画出1号床的试验曲作冷剂,使油液温度降到-20℃左右。根据上述线。比较这两条曲线,虽然随溶剂比的增加K值数据分别计算出:油液的空速u,传热速率Q,流也在增加,然而2号床增加幅度比较平缓,用加大化床内外侧传热系数hi、ho和总传热系数K,脱溶剂比提高K值的效果不如1号床明显。对兰州蜡温差ΔT等。试验结果均以多次记录的数据的炼油化工总厂减三线油2号床即使采用2∶1的溶平均值来表示。2剂比,也取得K=670W/(m·℃)和ΔT=2.0℃的良好
8、结果,这对降低总负荷及节能都十分有利。2试验原料油的性质以上结果可看出2号床的传热效果比1号床好。试验是以减三线油为主,但在考察各种原料油的适应性时,曾用1号床对各种组分的原料油进行试验,各种原料油的性质列于表1。表1各种原料油的性质原料油减二线油
