劣质油沿程磁处理系统
技术领域
本实用新型用于原油脱酸技术领域，特别是涉及一种劣质油沿程磁处理系统。
背景技术
原油、生物质油等高酸值油品在加工过程中，将导致加热炉、分馏塔以及设备管线腐蚀，影响产品质量。
现有技术中，针对高酸值油品的脱酸、脱氧工艺流程复杂，需要消耗大量电能等能源，而且脱酸效果不佳。
实用新型内容
本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种劣质油沿程磁处理系统，其能够充分发挥磁体分散、降黏抗磁性碳氢化合物的作用，利于高酸油彻底脱酸，强化脱酸效果，同时，无需额外磁预处理装置和电能的耗费。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：劣质油沿程磁处理系统，包括
供油管道；
脱酸剂管道；
反应装置，包括
磁体组件单元，包括框架和多个磁体，多个所述磁体沿框架的长度方向依次安装在所述框架上，相邻所述磁体之间留有穿管间隙；
盘管，一端形成进液口，另一端形成出液口，所述进液口和 /或出液口处设置控制阀，所述盘管往复盘绕并穿过多个所述穿管间隙；
其中，所述供油管道、所述脱酸剂管道均与所述进液口连接。
优选的，所述框架采用尼龙材料通过3D打印成型，所述框架沿长度方向设有多个磁槽，多个所述磁体依次安装在所述磁槽中。
优选的，所述盘管往复盘绕并多次穿过一个所述穿管间隙。
优选的，所述盘管的管径不大于1mm。
优选的，所述盘管采用聚四氟乙烯管。
优选的，还包括底板和盖板，多个所述磁体组件单元并行排列在所述底板和盖板之间，所述盘管往复盘绕并穿过多个磁体组件单元的穿管间隙，所述磁体组件单元与所述底板和/或盖板固定连接，所述磁体组件单元、底板和盖板形成一个反应组件，所述底板上于相邻所述磁体组件单元之间设有限位部件。
优选的，还包括箱体，所述箱体上沿高度方向设有能够放置多层所述反应组件的槽位。
优选的，还包括油存储装置、脱酸剂存储装置、水浴箱和恒温箱，所述反应装置设在所述恒温箱中，所述油存储装置与所述供油管道连接，所述油存储装置位于所述水浴箱中或所述供油管道穿过所述水浴箱；所述脱酸剂存储装置与所述脱酸剂管道连接，所述脱酸剂存储装置位于所述水浴箱中或所述脱酸剂管道穿过所述水浴箱。
优选的，所述水浴箱和所述恒温箱之间的供油管道、脱酸剂管道外侧均设有保温层。
优选的，所述脱酸剂管道上设有第一泵，所述油存储装置底部设有进水孔，所述进水孔通过进水管与水存储装置连接，所述进水管上设有第二泵。
上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：使用时，将劣质油经供油管道输入盘管的进液口，将脱酸剂经脱酸剂管道输入盘管的进液口，劣质油和脱酸剂一起沿盘管输送，液体在盘管内流动过程中，可以使抗磁性的碳氢化合物分子产生与外磁场相反的附加磁矩，磁化后带有附加磁矩的分子被迫按照一定的排列方式取向，改变了原来的位置，扩大了分子间的间距，宏观产生降黏、分散的作用。该技术方案能够充分发挥磁体分散、降黏抗磁性碳氢化合物的作用，利于高酸油彻底脱酸，强化脱酸效果，同时，无需额外磁预处理装置和电能的耗费。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型一个实施例示意图；
图2是图1所示的一个实施例的反应装置结构示意图；
图3是图1所示的一个实施例底板上设有多个磁体组件单元结构；
图4是图3中A处局部放大图；
图5是图1所示的一个实施例一个反应组件结构示意图；
图6是图1所示的一个实施例箱体结构示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
本实用新型中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型的实施例提供了一种劣质油沿程磁处理系统，其能够用于劣质油的脱酸、降粘，参见图1，劣质油沿程磁处理系统包括供油管道700、脱酸剂管道800和反应装置。其中，供油管道700用于将劣质油输送至反应装置，脱酸剂管道800用于将脱酸剂输送至反应装置，使得劣质油与脱酸剂在反应装置中混合脱酸、降粘。
参见图2、图3，反应装置包括磁体组件单元100和盘管200，其中，磁体组件单元100用于产生磁处理所需的磁场，盘管200 用于输送高酸油和脱酸剂，以为其提供磁处理的反应通道。使用时，将高酸油和脱酸剂一起沿盘管200输送，在液体在盘管200 内流动过程中，磁场可以使抗磁性的碳氢化合物分子产生与外磁场相反的附加磁矩，磁化后带有附加磁矩的分子被迫按照一定的排列方式取向，改变了原来的位置，扩大了分子间的间距，宏观产生降黏、分散的作用。该技术方案能够充分发挥磁体分散、降黏抗磁性碳氢化合物的作用，利于高酸油彻底脱酸，强化脱酸效果，同时，无需额外磁预处理装置和电能的耗费。
具体的，参见图3，磁体组件单元100包括框架110和多个磁体120，磁体120可采用永磁体或软磁体，例如在一些实施例中，磁体120包括钕铁硼永磁体，多个磁体120沿框架110的长度方向依次安装在框架110上，相邻磁体120之间留有穿管间隙 111，磁体间磁场强度平均超过300mT。盘管200的一端形成进液口210，另一端形成出液口220，供油管道700、脱酸剂管道 800均与进液口连接，进液口210和/或出液口220处可设置控制阀，用于控制反应进程。使用时，高酸油和脱酸剂由进液口 210流入，由出液口220流出。盘管200由磁体组件单元100的一侧穿过某个穿管间隙111，至另一侧后折回并穿过该穿管间隙 111或下一个穿管间隙111，盘管如此往盘绕并穿过多个穿管间隙111，使磁场存在于盘管200的流动行程中，磁体120正反面磁场充分利用，节省设备占地空间。在上述实施例中，盘管200 可设置一根或多根，可根据具体使用要求灵活布置。
框架110为磁体120提供定位和支撑，在一些实施例中，参见图2，框架110沿长度方向设有多个磁槽，多个磁体120依次安装在磁槽中，磁体120能够从磁槽的一侧或两侧嵌入或取出磁槽，磁体120在磁槽中的拆装更加便利，定位更加稳固。其中，框架110采用尼龙材料通过3D打印成型，3D打印成型工艺对于产品进行个性化精准成型，降低产品的加工难度。而且，尼龙材料耐一般酸碱性腐蚀，而且，尼龙材料对于磁体120的磁场影响较弱，保证脱酸和降黏反应效果。
在一些实施例中，参见图3、图4，盘管200往复盘绕并多次穿过一个穿管间隙111，使磁体120正反面磁场充分利用，同时，节省设备占地空间。
在一些实施例中，盘管200的管径不大于1mm，形成脱酸和降黏反应微通道，微通道的特征尺寸一般在10μm～1mm之间，微反应器内的流体比表面积大小可达到104～106m2/m3，高于常规反应器达1～3个数量级，因此，微通道反应器具有高效的传热、传质能力，有反应过程连续可控、体积小、消耗低、数增放大等优点。但是，虽然通道的直径远远小于传统管道式反应器的特征尺寸，对于分子水平的反应而言仍然较大。而磁处理技术，可以使抗磁性的碳氢化合物分子产生与外磁场相反的附加磁矩，磁化后带有附加磁矩的分子被迫按照一定的排列方式取向，改变了原来的位置，扩大了分子间的间距，宏观产生降黏、分散的作用。将磁处理技术与微通道技术结合，可从分子级别到微米级别强化传质作用，有利于一些抗磁性的液体如原油、生物质油等在微通道内进行脱酸、脱氧反应等。设计了一种沿程磁处理微通道反应器，进行了模拟高酸劣质油脱酸反应，证实降黏和反应同时进行，大大提高模拟高酸劣质油的脱酸效率。
在一些实施例中，盘管200采用聚四氟乙烯管，聚四氟乙烯管耐一般酸碱性腐蚀，而且，聚四氟乙烯对于磁体120的磁场影响较弱，保证脱酸和降黏反应效果。
在一些实施例中，还包括底板300和盖板400，多个磁体组件单元100并行排列在底板300和盖板400之间，多个磁体组件单元100并行排列，盘管200往复盘绕并穿过多个磁体组件单元 100的穿管间隙111，多个磁体组件单元100保证盘管200沿程的磁场强度，保证脱酸和降黏反应效果，磁体组件单元与底板和 /或盖板固定连接，底板300上于相邻磁体组件单元100之间设有限位部件500，磁体组件单元100、底板300和盖板400形成一个反应组件，反应组件形成一个整体，方便存储、运输和装配，而且，也方便将多个反应组件串并联，改善处理效果。
在一些实施例中，参见图2、图6，还包括箱体600，箱体 600上沿高度方向设有能够放置多层反应组件的槽位610，反应组件能够由箱体600的侧方插入或退出箱体600，定位、安装更加方便。此外，多个反应组件在高度上分层排布，也大大节约了整个反应装置的占用空间。
参见图1，在一些实施例中，还包括油存储装置710、脱酸剂存储装置810、水浴箱720、820和恒温箱900，反应装置设在恒温箱900中，恒温箱900使劣质油和脱酸剂流经盘管时，外部环境温度维持在特定温度以上，保证脱酸、降粘效果。油存储装置710与供油管道700连接，油存储装置710位于水浴箱720中或供油管道700穿过水浴箱720，使劣质油在进入盘管前经过水浴箱预热；脱酸剂存储装置810与脱酸剂管道800连接，脱酸剂存储装置810位于水浴箱820中或脱酸剂管道800穿过水浴箱 820，使脱酸剂在进入盘管前经过水浴箱预热。预热后的劣质油和脱酸剂能够更加快速、均匀的混合，脱酸、降粘效果更佳。
为了避免劣质油和脱酸剂在管道输送中温度出现较大波动，参见图1，在一些实施例中，水浴箱和恒温箱900之间的供油管道700、脱酸剂管道800外侧均设有保温层。
参见图1，脱酸剂管道800上设有第一泵840，第一泵840 用于将脱酸剂由脱酸剂存储装置810向盘管输送。
参见图1，油存储装置710底部设有进水孔，进水孔通过进水管750与水存储装置760连接，进水管750上设有第二泵740，第二泵740用于将劣质油由油存储装置710向盘管输送。本实施例中，劣质油采用水顶油的方式进行输送，其具有以下优势：1. 水存储装置760的水干净，第二泵运行工况良好；2.防止劣质油腐蚀第二泵；3.常温输水，水在底下顶高温油，注入体积定量稳定，且油温变化不大。4.操作方便，放空排气放的是水，无油品泄漏燃烧危险。5.泵自身要求温度不超60℃，防止劣质油影响第二泵的正常工作。
应用实例：
设置不安装磁体的反应装置作为对比例。参见图1，将模拟高酸劣质油(含1.62mgKOH/g环烷酸的变质氧化柴油)转装入油存储装置710中，然后将油存储装置710放置在60℃恒温水浴箱中，恒温稳定2h。调整平流泵的转速，分别以5mL/min、 10mL/min、15mL/min的流量从油存储装置710的底部向高酸劣质油罐内注入蒸馏水，采油水顶的方法将高酸劣质油通过供油管道700，然后注入到60℃已恒温2h的放置于恒温箱900内的反应装置。同时将已60℃恒温的脱酸剂通过另外一个平流泵，以与高酸模拟油同流量值(剂/油流量比1：1)注入反应装置，进行并流脱酸反应。将反应装置出口出来的高酸劣质油与脱酸剂形成的乳状液，接入玻璃量筒。待乳状液破乳完全后，取一定量脱酸后的高酸劣质油按照GB/T264-83(2004)石油产品酸值测定法进行酸值分析。
表1模拟高酸劣质油脱酸效果数据表
表2 60℃模拟油在不同测量转速下对应的表观黏度单位：mPa·s
备注：应用Brookfield RVDV-III Ultra流变仪0#转子60℃测表观黏度值
中从以上表1、表2可以看出，应用沿程磁处理系统，进行了模拟高酸劣质油(含1.62mgKOH/g环烷酸的变质氧化柴油) 和脱酸剂(体积比乙醇：氨水：氨水＝65:2:33)，在60℃下，同为10mL/min流量并流进料反应，一次性酸值降为0.0927 mgKOH/g，远低于0.5mgKOH/g高酸劣质油的指标，一次性反应脱酸率高达94.3％，较沿程无磁体处理系统的脱酸率提高了2.8％。沿程磁处理的油品的表观黏度比无磁处理的黏度低，在微通道反应器的基础上继续强化脱酸效率。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
