一种高温电分离器及其从油品中去除杂质的应用制造技术

本发明专利技术公开一种高温电分离器及其从油品中去除杂质的应用。该电分离器包括接地容器、绝缘外壳、高压电极和分离床；高压电极设置在所述接地容器的中心，且贯穿整个分离床；高压电极外接高压电源，高压电极与接地容器的极性相反；绝缘外壳设置在所述高压电极和接地容器之间，绝缘外壳包括支撑结构，由支撑结构将绝缘外壳与高压电极和接地容器隔离开来；分离床填充在所述接地容器内。该装置适用于230℃以上，甚至高达350℃的高温环境。本发明专利技术使用的装置不仅可以去除油中的固体颗粒，而且可以去除其中的金属元素、及沥青质。

A high temperature electric separator and its application in removing impurities from oil products

【技术实现步骤摘要】
一种高温电分离器及其从油品中去除杂质的应用
本专利技术属于重油除杂
，具体涉及一种高温电分离器及其从油品中去除杂质的应用。
技术介绍
从20世纪70年代开始，一种称为“电过滤器”或“静电分离器”的新型分离器应运而生，其特点是使用一种位于高达50kVDC的高压电产生的强电场下的玻璃珠、陶瓷微球或沸石微球等多孔过滤介质床层，用于去除重油、半废油或废油中的催化剂细粉或金属化合物等微小固体颗粒。电分离器技术运用先进的、流动的由球形平滑表面组成的玻璃珠、陶瓷微球或沸石微球床，克服了机械过滤器在操作期间清洁困难的问题。当电场关闭时，其清洁方法是很有效的。即使有很少的科学参考文献或理论研究直接论证电分离器的静电分离机制，但电分离器在炼油厂的应用证实其取得了一定程度的成功。然而，现有的电分离器在处理催化油浆的工业化应用中，还存在一些问题，例如由于电极和分离器等的局限性无法适用于高温工况，在线分离时油品需降温处理，分离后下游加工工序油品又需要加热，导致电分离器能量损失严重。鉴于此，提供一种适用于高温工况、能有效降低油品分离工序能耗的分离器，成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种高温电分离器，所述电分离器包括接地容器、绝缘外壳、高压电极和分离床；所述高压电极设置在所述接地容器的中心，且贯穿整个分离床；所述高压电极外接高压电源，所述高压电极与所述接地容器的极性相反；所述绝缘外壳设置在所述高压电极和接地容器之间，所述绝缘外壳包括支撑结构，由支撑结构将绝缘外壳与高压电极和接地容器隔离开来；所述分离床填充在所述接地容器内。根据本专利技术的技术方案，所述绝缘外壳围成的结构为圆柱体。根据本专利技术的技术方案，所述电分离器还包括接地容器固定部件，例如所述固定部件为法兰；示例性地，所述固定部件包括法兰一和法兰二，所述法兰一、接地容器和法兰二构成压力容器。根据本专利技术的技术方案，所述支撑结构包括支管一和支管二，支管一和支管二用来支撑所述绝缘外壳的顶部和底部。进一步地，所述高压电极穿过所述支管一的中心到达所述支管二的中心处。进一步地，所述支管一用于将所述绝缘外壳与所述高压电极隔离，所述支管二用于将所述高压电极与所述接地容器隔离。进一步地，所述支管一和支管二的材质为绝缘材质，所述绝缘材质优选为耐高温材料(例如至少耐230℃的材料，进一步如耐350℃的材料)，例如陶瓷。根据本专利技术的技术方案，所述高压电极与所述高压电源之间设置高压连接线和柔性高压电缆，所述高压电源通过高压连接线和柔性高压电缆为所述高压电极供电。进一步地，所述高压连接线固定在所述接地容器的固定部件上，且其穿过所述固定部件，与位于接地容器内部的柔性高压电缆连接。进一步地，所述高压连接线包括金属导体、绝缘层、法兰三和金属帽，金属导体穿过接地容器的固定部件，绝缘层设置在金属导体与固定部件的接触部位，法兰三和金属帽用于固定高压连接线。优选地，所述绝缘层的材质为耐高温材料(例如至少耐230℃的材料，进一步如耐350℃的材料)，例如陶瓷。根据本专利技术的技术方案，所述高压电源与所述高压电极的顶部连接。高压电源接通后，在接地容器内，高压电极与接地容器之间会产生垂直于高压电极的梯度电场，分离床的过滤介质之间的间隙会产生局域电场，且局域电场的强度大于梯度电场，使高压电极和接地容器在绝缘外壳和分离床围成的空间范围内产生一个不均匀电磁场，油中的固体颗粒和/或沥青质在介电泳力作用下被吸附在过滤介质上。根据本专利技术的技术方案，所述分离床中的过滤介质可以选自本领域已知的过滤介质，例如玻璃珠、陶瓷微球或沸石微球等。根据本专利技术的技术方案，所述绝缘外壳的材质可以为金属，例如碳钢。根据本专利技术的技术方案，所述接地容器为圆柱形容器，在所述圆柱形容器相对两端设有至少一个液体入口和出口。进一步地，所述绝缘外壳围成的圆柱体的半径与接地容器的半径比为0.3-0.8，例如3/7-9/16，示例性地，半径比为0.4。根据本专利技术的技术方案，所述电分离器还可以包括加热装置，所述加热装置设置在所述液体入口处，用于加热待处理的油品。本专利技术中所述的“顶部”指的是远离地面的一端。进一步地，本专利技术还提供上述电分离器从油品中分离杂质的应用。根据本专利技术的应用，处理的所述油品可以为重油、废油或半废油；优选为高灰分含量的重油，例如灰分含量为1500-10000ppm。根据本专利技术的应用，所述杂质的分离过程包括：所述电分离器与高压电源连接，油品流经分离床，在230-350℃操作温度和不均匀电场条件下，将油品中的杂质吸附在分离床层。其中，230-350℃操作温度的实现可以由在线分离得到的热油(热油温度为230-350℃)直接送入电分离器中得到；或者将油品在进入电分离器时进行预热，预热至230-350℃；或者对电分离器内的油品进行加热。其中，所述不均匀电场的产生如前文所述。其中，所述高压电源的电压范围为10-50kV，直流(DC)。其中，所述油品可以从电分离器的顶部或其底部注入，优选从底部注入。当油品从电分离器的顶部注入时，其从电分离器的底部流出，记为“上进下出”注入方式。当油品从电分离器的底部注入时，其从电分离器的顶部流出，记为“下进上出”注入方式。其中，所述杂质包括固体颗粒物和/或沥青质。其中，所述固体颗粒物包括用于催化裂化工艺中的催化剂(如硅铝氧化物)、微量的焦粉、金属(如铁、铜、镁、镍、钒、钙、钾、钠等)及金属氧化物。进一步地，所述固体颗粒物的粒径不超过100微米，优选不超过50微米，更优选不超过25微米。根据本专利技术的应用，上述应用还包括对吸附有杂质的电分离器的清洗过程：使接地容器内的高压电极断电，向接地容器内通入清洗介质，清洗介质通过分离床，将吸附在分离床上的杂质冲刷出来，排出电分离器。进一步地，本专利技术还提供一种电分离系统，所述系统包含所述电分离器。进一步地，所述电分离系统包括所述电分离器、供油贮油罐、收集贮油罐、高压电源和预过滤器，所述供油贮油罐、预过滤器、电分离器和收集贮油罐顺次连接，所述高压电源与所述电分离器连接。预过滤器可以大致上防止油品中的大尺寸的固体颗粒进入设备。这些大尺寸的固体颗粒可能大于固体颗粒阈值的尺寸，而固体颗粒阈值尺寸可以等于或大于由过滤介质之间的间隙。重油和其他一些废油或半废油在室温下粘度较高，外观上看起来更像是半固体，并且其中含有大量杂质颗粒物。粘性力的存在削弱了用于从重油中分离颗粒物的介电泳力。本申请专利技术人出人意料地发现，当油温超过230℃时，这些半固态重油，废油或半废油的粘度会降低到与水相似的水平，此时介电泳力产生的分离效果会提高。本专利技术提供的电分离装置，通过使用介电泳力在230℃下，甚至高达350℃的高温条件下，从重油、废油或半废油中不但可以去除杂质颗粒，而且尤其可以去除其中所含的金属元素以及沥青质。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的电分离器中的关键部件(如绝缘外壳、支撑结构、过滤介质等)均采用耐高温材质，从而使得该电分离器适用于230℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温电分离器，其特征在于，所述高温电分离器包括接地容器、绝缘外壳、高压电极和分离床；/n所述高压电极设置在所述接地容器的中心，且贯穿整个分离床；所述高压电极外接高压电源，所述高压电极与所述接地容器的极性相反；/n所述绝缘外壳设置在所述高压电极和接地容器之间，所述绝缘外壳包括支撑结构，由支撑结构将绝缘外壳与高压电极和接地容器隔离开来；/n所述分离床填充在所述接地容器内。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温电分离器，其特征在于，所述高温电分离器包括接地容器、绝缘外壳、高压电极和分离床；
所述高压电极设置在所述接地容器的中心，且贯穿整个分离床；所述高压电极外接高压电源，所述高压电极与所述接地容器的极性相反；
所述绝缘外壳设置在所述高压电极和接地容器之间，所述绝缘外壳包括支撑结构，由支撑结构将绝缘外壳与高压电极和接地容器隔离开来；
所述分离床填充在所述接地容器内。


2.根据权利要求1所述的高温电分离器，其特征在于，所述绝缘外壳围成的结构为圆柱体；
所述电分离器还包括接地容器固定部件；
所述支撑结构包括支管一和支管二，支管一和支管二用来支撑所述绝缘外壳的顶部和底部；
优选地，所述高压电极穿过所述支管一的中心到达所述支管二的中心处；
优选地，所述支管一和支管二的材质为绝缘材质，所述绝缘材质优选为耐高温材料。


3.根据权利要求2所述的高温电分离器，其特征在于，所述高压电极与所述高压电源之间设置高压连接线和柔性高压电缆，所述高压电源通过高压连接线和柔性高压电缆为所述高压电极供电；
优选地，所述高压连接线固定在所述接地容器的固定部件上，且其穿过所述固定部件，与位于接地容器内部的柔性高压电缆连接；
优选地，所述高压连接线包括金属导体、绝缘层、法兰三和金属帽，金属导体穿过接地容器固定部件，绝缘层设置在金属导体与固定部件的接触部位，法兰三和金属帽用于固定高压连接线；
优选地，所述绝缘层的材质为耐高温材料。


4.根据权利要求1-3任一项所述的高温电分离器，其特征在于，所述高压电源与所述高压电极的顶部连接。


5.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：白鹰，李杰，陈骜，谭惠，陈旭，
申请(专利权)人：美国拉贝尔有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US