一种用于劣质油净化的膜分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于劣质油净化的膜分离装置，属于油品净化技术领域。


背景技术：

2.重质油常常含有残留催化剂粉尘，现有的技术方案主要使用沉降法、旋流器分离法、静电分离法和过滤法。其中，过滤法具有设备简单、投资少、性能可靠等优点，是一种主要的重质油净化的主要方法。但由于重质油粘度高，对膜分离系统的分离效率和堵塞可能性挑出了更大的挑战。现有技术方案通常采用错流过滤的方法来处理重质油。cn109868156a提出了一种错流过滤法，油浆在原料罐和膜过滤器之间循环流动。
3.该流程使用了两个膜过滤器。原料先进入第一膜过滤器，清液流出，浓缩液进入第二膜过滤器后将清液打回内的原料罐以保持原料罐内油浆杂质降低至正常值。经第二膜过滤器浓缩后的浓液排出。这一设计的好处在于杂质含量稳定，保持相对固定的工艺参数。但是有以下缺陷：1）第二膜过滤器因进料液浓度较高，容易堵塞，且堵塞后会进一步影响第一膜过滤器，直接导致停工。2）无在线冲洗或反冲洗，每次停工都需要长时间以重新达到物料浓度稳定的平稳状态。3）第二膜过滤器的清液无法回收，需要进入原料罐稀释，导致分离效率降低。4）需要两个膜过滤器，设备及膜材成本大。5）虽然原料罐有加热装置，可以加热油浆增加其流动性，但膜管及管线无保温加热装置，劣质油浆（室温下无法流动）易在管线或膜过滤器内堵塞，无法处理劣质油浆。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于劣质油净化的膜分离装置，不仅结构简单，而且便捷高效。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于劣质油净化的膜分离装置，包括储罐c-1、储罐c-2、膜分离器m-1，储罐c-1的出料口与膜分离器m-1的入口之间设有第一进料管路，储罐c-2的出料口与膜分离器m-1的入口之间设有第二进料管路，储罐c-1的进液口与膜分离器m-1的出口之间设有第一回收管路，储罐c-2的进液口与膜分离器m-1的出口之间设有第二回收管路，储罐c-2的出料口与储罐c-1的进液口之间设有互连管路，膜分离器m-1与储罐c-2之间还设有滤液管路。
6.优选的，第一进料管路上沿着液体流向依次设有阀门v-4、泵p-1、阀门v-5、阀门v-17，其中储罐c-1的出料口与阀门v-4之间设有采样口以及采样阀门v-3，阀门v-5与阀门v-17之间设有采样口以及采样阀门v-16。
7.优选的，第二进料管路一端连接储罐c-2的出料口、另一端连接阀门v-4与泵p-1之间的管路，第二进料管路上设有阀门v-8。
8.优选的，互连管路一端连接储罐c-1的进液口、另一端连接储罐c-2的出料口与阀门v-8之间的管路，互连管路上设有阀门v-10以及采样口、采样阀门v-9。
9.优选的，滤液管路通往储罐c-2的顶部入口且沿着液体流向依次设有阀门v-7、流
量计f-1，其中阀门v-7与流量计f-1之间管路还经支管连接泵p-1与阀门v-5之间管路，该支管上设有阀门v-15。
10.优选的，第一回收管路上沿着液体流向依次设有阀门v-18、阀门v-12、流量计f-2、阀门v-1，其中阀门v-18与阀门v-12之间设有采样口以及采样阀门v-11。
11.优选的，第二回收管路一端连接储罐c-2的进液口、另一端连接流量计f-2与阀门v-1之间的管路，第二回收管路上设有阀门v-13。
12.优选的，膜分离器m-1在入口阀门之前以及出口阀门之后连接有环路管道，环路管道上设有背压阀v-6。
13.优选的，储罐c-1与储罐c-2顶部均设有开关口，用于间歇或连续加料。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：结构简单，通过一套装置完成错流过滤式膜分离器处理含固劣质油按批次浓缩提纯、连续稳态分离、正冲洗、反冲洗的功能。经济效益显著，应用前景广阔。
15.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的构造示意图。
17.图中：c-1储罐c-1、c-2储罐c-2、m-1膜分离器m-1、v-1阀门v-1、v-2阀门v-2、v-3阀门v-3、v-4阀门v-4、v-5阀门v-5、v-6阀门v-6、v-7阀门v-7、v-8阀门v-8、v-9阀门v-9、v-10阀门v-10、v-11阀门v-11、v-12阀门v-12、v-13阀门v-13、v-14阀门v-14、v-15阀门v-15、v-16阀门v-16、v-17阀门v-17、v-18阀门v-18、p-1泵p-1、f-1流量计f-1、f-2流量计f-2。
具体实施方式
18.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
19.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
20.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
21.如图1所示，本实施例提供了一种用于劣质油净化的膜分离装置，包括储罐c-1、储罐c-2、膜分离器m-1，储罐c-1的出料口与膜分离器m-1的入口之间设有第一进料管路，储罐c-2的出料口与膜分离器m-1的入口之间设有第二进料管路，储罐c-1的进液口与膜分离器m-1的出口之间设有第一回收管路，储罐c-2的进液口与膜分离器m-1的出口之间设有第二回收管路，储罐c-2的出料口与储罐c-1的进液口之间设有互连管路，膜分离器m-1与储罐c-2之间还设有滤液管路。
22.在本实用新型实施例中，第一进料管路上沿着液体流向依次设有阀门v-4、泵p-1、阀门v-5、阀门v-17，其中储罐c-1的出料口与阀门v-4之间设有采样口以及采样阀门v-3，阀门v-5与阀门v-17之间设有采样口以及采样阀门v-16。
23.在本实用新型实施例中，第二进料管路一端连接储罐c-2的出料口、另一端连接阀门v-4与泵p-1之间的管路，第二进料管路上设有阀门v-8。
24.在本实用新型实施例中，互连管路一端连接储罐c-1的进液口、另一端连接储罐c-2的出料口与阀门v-8之间的管路，互连管路上设有阀门v-10以及采样口、采样阀门v-9。
25.在本实用新型实施例中，滤液管路通往储罐c-2的顶部入口且沿着液体流向依次设有阀门v-7、流量计f-1，其中阀门v-7与流量计f-1之间管路还经支管连接泵p-1与阀门v-5之间管路，该支管上设有阀门v-15。
26.在本实用新型实施例中，第一回收管路上沿着液体流向依次设有阀门v-18、阀门v-12、流量计f-2、阀门v-1，其中阀门v-18与阀门v-12之间设有采样口以及采样阀门v-11。
27.在本实用新型实施例中，第二回收管路一端连接储罐c-2的进液口、另一端连接流量计f-2与阀门v-1之间的管路，第二回收管路上设有阀门v-13。
28.在本实用新型实施例中，膜分离器m-1在入口阀门之前以及出口阀门之后连接有环路管道，环路管道上设有背压阀v-6。
29.在本实用新型实施例中，储罐c-1与储罐c-2顶部均设有开关口，用于间歇或连续加料。
30.在本实用新型实施例中，该膜分离器m-1已申请专利，授权公告号cn214287593u。
31.该用于劣质油净化的膜分离装置的工作原理为：
32.膜分离装置可由多个小膜壳串并形成，图示1仅体现一个。储罐c-1和储罐c-2、膜分离器m-1均有加热及温控装置，管线均有保温，以保持劣质油的流动性。储罐c-1和储罐c-2底部均有出料口通过泵p-1与膜分离器m-1入口相连，顶部均有进液口与膜分离器m-1出口相连，储罐之间也相连。此外，每个储罐还有顶部开口，用于间歇或连续加料。储罐c-1和储罐c-2可分别作为原料罐及产品罐，也可都作为原料罐。储罐c-1和储罐c-2都作为原料罐时，当浓液及清液通过阀门v-15及阀门v-11（三通阀）采出。当储罐c-2作为产品罐时，膜分离器m-1的滤过液可通过阀门v-7（三通阀）选择进入产品罐中。泵p-1为耐高温齿轮泵，可用于高黏高温含固劣质油品的输送及加压。膜分离器m-1的过滤压差由泵及阀门v-5、阀门v-12共同调节。阀门v-3、阀门v-9、阀门v-16、阀门v-11为膜分离过程中的采样口，用于收集分离过程中各环节的样品供检测及调控。阀门v-6为背压阀，当膜分离器m-1出现堵塞等不正常情况时，压力大于设定值时会自动打开，形成环路流回原料罐，而膜分离器m-1可在关闭阀门v-17和阀门v-18的情况下完成检修及更换。
33.（1）膜材品质检测
34.在产品罐（储罐c-2）中加入3l的检测液，设置温度为50℃，打开阀门v-5、阀门v-7、阀门v-8、阀门v-12、阀门v-13、阀门v-17和阀门v-18，调节泵p-1转速至膜内流速为2.5m/s，调节阀门v-12的开度控制膜管内的压差为250pa；稳定2min后读取流量计f-1的数值，之后每10min读数1次，直到连续3次数值相差不超过5%；获得时间和渗透通量之间的关系，可以检测膜材的品质是否达到规定的渗透通量或是否存在大孔裂缝等缺陷。
35.（2）劣质油批次净化
36.在原料罐（储罐c-1）中加入需要净化的原料液，设置原料罐温度，打开阀门v-1、阀门v-4、阀门v-5、阀门v-7、阀门v-12、阀门v-17和阀门v-18；调节泵p-1转速至设定值，调节阀门v-12的开度控制膜分离器m-1的分离压差；随着分离过程的进行，清液通过阀门v-7进
入产品罐（储罐c-2）中，到达设定浓缩比的料液回收至原料罐（储罐c-1）中。
37.（3）劣质油的连续净化
38.将储罐c-2作为原料液进料缓冲罐，储罐c-1为原料罐，通过储罐c-2顶部的开口进行连续补料，料液通过储罐c-2与储罐c-1之间的连接管线（互连管路）进入储罐c-1中，原料液通过泵p-1进入阀门v-5进入膜分离器m-1，浓缩液通过阀门v-18、阀门v-12和阀门v-13回流至储罐c-2，再通过阀门v-10进入原料罐（储罐c-1）中；或采用储罐c-1为原料罐，通过储罐c-1顶部开口直接进行连续补料，原料液通过泵p-1进入阀门v-5进入膜分离器m-1，浓缩液通过阀门v-18、阀门v-12和阀门v-1回流至储罐c-1；将阀门v-7打开至采样位置，清液从阀门v-7采出，打开阀门v-11采出部分浓液，另一部分浓液与储罐c-2顶部的连续补液一同进入储罐c-1中继续下一个循环。通过调节阀门v-11的采出量，调控料液的回流比及浓缩液的浓度，使之达到设定的浓缩度。当系统达到稳定时，储罐c-2顶部的新料补液流率f1=浓液采出流率f2+清液流率f3。通过这种方法，能保持一个较高的膜面流速，有利于保持膜管不堵塞。
39.（4）正冲洗
40.对膜管进行正冲洗时，停止补液和清液、浓液的采出，待料液全部进入储罐c-1后打开阀门v-1、关闭阀门v-13；关闭储罐c-2与储罐c-1之间的连接阀门v-10，将储罐c-2中的液体替换为冲洗液；依次打开阀门v-8、关闭阀门v-4、阀门v-1，开始正冲洗循环；冲洗液从储罐c-2通过泵进入膜分离器m-1中进行正冲洗，冲洗液通过阀门v-12及阀门v-13返回至储罐c-2中循环；当冲洗完成后，再打开阀门v-4，关闭阀门v-8，待管路及膜分离器m-1中的清洗液都被原料液取代后，关闭阀门v-13，打开阀门v-1，使料液回流至储罐c-1中；将储罐c-2中的清洗液放出；按步骤（2）或（3）中继续批次净化或连续净化过程。
41.（5）反冲洗
42.对膜管进行反冲洗时，停止补液和清液、浓液的采出，待料液全部进入储罐c-1后打开阀门v-1、关闭阀门v-13；关闭储罐c-2与储罐c-1之间的连接阀门v-10，将储罐c-2中的液体替换为冲洗液；依次打开阀门v-8、阀门v-15、关闭阀门v-5、阀门v-4、阀门v-17、阀门v-1，开始反冲洗循环；冲洗液从储罐c-2通过泵及阀门v-15进入膜分离器m-1中进行反向冲洗，冲洗液通过阀门v-18、阀门v-12、阀门v-13返回至储罐c-2中循环；当冲洗完成后，再打开阀门v-4，关闭阀门v-8，待管路及膜分离器m-1中的清洗液都被原料液取代后，关闭阀门v-13，打开阀门v-1，使料液回流至储罐c-1中；将储罐c-2中的清洗液放出；按步骤（2）或（3）中继续批次净化或连续净化过程。
43.说明：1）劣质油批次净化的过程中，当原料液量较大时，可以将储罐c-2与储罐c-1之间的阀门打开，将阀门v-7打至采样位。储罐c-2可作为储罐c-1的原料液补充罐，而清液从阀门v-7管线采出。2）劣质油批次净化的过程中，当油品品质很差，膜过滤通量又较大的时候，浓缩液会达到过高浓度，很可能堵塞泵、管路或分离器。此时可以稍微打开阀门v-10，使部分的清液与浓缩液一同进入原料液，保持料液的流动性，以较高膜面流速流动，以达到更好的错流过滤效果。
44.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实
质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。