一种太阳能炼油的系统及方法与流程

本发明属于太阳能利用，具体涉及一种太阳能炼油的系统及方法。

背景技术：

1、太阳能清洁无害，且太阳光线中蕴含的能量巨大，每秒钟投射到地球上的太阳光线蕴含的总辐射能约为5.9×106吨标煤当量。人们利用聚光镜将太阳光线汇聚，可获得高温热，即光热。目前光热大多用于工业供热、发电及生活用热。原油是地球蕴藏的化石能源，它是几百种不同类型烃类物质的混合物，对原油进行加热，不同长度的烃链在不同的蒸发温度下被蒸发分理处，每种长度不同的烃链物质均具有不同的性质及用途。因此，原油组分的分离对于原油的应用至关重要。然而，目前原油组分的分离多是采用电加热的方式进行蒸发分离，大部分电是直接利用燃烧煤获得。若能利用清洁能源太阳能，将光热应用于原油的炼制，不仅可节约电能，而且对于原油炼制清洁用能革新具有重大的社会经济意义。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种太阳能炼油的系统及方法，利用本发明能够将原油组分中的重油进行分离，不仅可节约电能，而且对于原油炼制清洁用能革新具有重大的社会经济意义。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种太阳能炼油的系统，包括反应换热管、聚光镜、原油馏分蒸出管和热泵系统，所述反应换热管沿聚光镜的焦轴设置，反应换热管上位于聚光镜焦轴上的部分连接有若干原油馏分蒸出管，若干原油馏分蒸出管间隔分布，热泵系统与反应换热管连接。

4、优选的，所述聚光镜的形状为截面形状为双曲线或抛物线的曲面。

5、优选的，本发明太阳能炼油的系统还包括馏分收集系统，每个原油馏分蒸出管与其对应的馏分收集系统连接。

6、优选的，本发明太阳能炼油的系统还包括原油供应系统，所述原油供应系统的原油输出端与反应换热管的原油入口端连接。

7、优选的，所述原油供应系统包括地下原油以及抽油泵，抽油泵的入口连接至地下原油，抽油泵的出口与反应换热管的原油入口端连接。

8、优选的，本发明太阳能炼油的系统还包括汽轮机和发电机，汽轮机与热泵系统连接，发电机与汽轮机连接，抽油泵与发电机连接。

9、优选的，所述反应换热管包括原油蒸馏反应管和热泵系统换热管，热泵系统换热管设置沿着原油蒸馏反应管上位于聚光镜焦轴上的部分设置，原油馏分蒸出管与原油蒸馏反应管连接，热泵系统换热管上设有热泵系统储能入口和热泵系统释能出口，热泵系统与热泵系统储能入口以及热泵系统释能出口连接。

10、优选的，热泵系统换热管设置在原油蒸馏反应管上远离聚光镜的一侧。

11、优选的，反应换热管与各原油馏分蒸出管连接的位置均设有热电偶。

12、本发明还提供了一种太阳能炼油的方法，该方法通过本发明如上所述的太阳能炼油的系统进行，该方法包括如下过程：

13、向反应换热管中输送原油，反应换热管中的原油利用聚光镜聚焦的太阳光被加热，通过控制反应换热管中原油输送的速度，原油在反应换热管中逐渐升温，原油中的组分依次从所述若干原油馏分蒸出管中蒸出，未被蒸出的组分继续沿反应换热管向前流进，原油中各组分达到其蒸馏点时就从各自对应的原油馏分蒸馏管中蒸出。

14、本发明具有如下有益效果：

15、本发明太阳能炼油的系统中，设置聚光镜能够将太阳光进行聚焦，将沿聚光镜的焦轴设置，能够通过聚光镜聚焦的太阳光对反应换热管进行加热，反应换热管利用太阳光的热能能够对其内部流动的原油进行加热蒸馏；反应换热管上位于聚光镜焦轴上的部分连接有若干原油馏分蒸出管，通过这些原油馏分蒸出管能够对原油中蒸馏出的不同馏分进行收集；设置热泵系统能够将反应换热管中未被利用的热量进行储能，当光照较弱时，热泵系统还能够为反应换热管进行补能，使得反应换热管中能够正常对原油进行蒸馏。可以看出，本发明将光热技术和热泵技术联合炼油，实现清洁零碳炼油；构建热泵系统，光照不足时，热泵系统进行释能，以保证原油炼制的连续性。

16、进一步的，本发明还设置了汽轮机和发电机，汽轮机可利用热泵系统的热能进行工作，并驱动发电机发电，发电机发的电能够驱动抽油泵抽油，进而实现整套系统能量的自给自足。

技术特征：

1.一种太阳能炼油的系统，其特征在于，包括反应换热管(4)、聚光镜(5)、原油馏分蒸出管(6)和热泵系统(8)，所述反应换热管(4)沿聚光镜(5)的焦轴设置，反应换热管(4)上位于聚光镜(5)焦轴上的部分连接有若干原油馏分蒸出管(6)，若干原油馏分蒸出管(6)间隔分布，热泵系统(8)与反应换热管(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，所述聚光镜(5)的形状为截面形状为双曲线或抛物线的曲面。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，还包括馏分收集系统，每个原油馏分蒸出管(6)与其对应的馏分收集系统连接。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，还包括原油供应系统，所述原油供应系统的原油输出端与反应换热管(4)的原油入口端连接。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，所述原油供应系统包括地下原油(1)以及抽油泵(3)，抽油泵(3)的入口连接至地下原油(1)，抽油泵(3)的出口与反应换热管(4)的原油入口端连接。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，还包括汽轮机(9)和发电机(10)，汽轮机(9)与热泵系统(8)连接，发电机(10)与汽轮机(9)连接，抽油泵(3)与发电机(10)连接。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，所述反应换热管(4)包括原油蒸馏反应管(4-1)和热泵系统换热管(4-2)，热泵系统换热管(4-2)设置沿着原油蒸馏反应管(4-1)上位于聚光镜(5)焦轴上的部分设置，原油馏分蒸出管(6)与原油蒸馏反应管(4-1)连接，热泵系统换热管(4-2)上设有热泵系统储能入口(4-3)和热泵系统释能出口(4-4)，热泵系统(8)与热泵系统储能入口(4-3)以及热泵系统释能出口(4-4)连接。

8.根据权利要求7所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，热泵系统换热管(4-2)设置在原油蒸馏反应管(4-1)上远离聚光镜(5)的一侧。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能炼油的系统，其特征在于，反应换热管(4)与各原油馏分蒸出管(6)连接的位置均设有热电偶(7)。

10.一种太阳能炼油的方法，其特征在于，该方法通过权利要求1-9任意一项所述的太阳能炼油的系统进行，该方法包括如下过程：

技术总结本发明公开了一种太阳能炼油的系统及方法，该系统包括反应换热管、聚光镜、原油馏分蒸出管和热泵系统，所述反应换热管沿聚光镜的焦轴设置，反应换热管上位于聚光镜焦轴上的部分连接有若干原油馏分蒸出管，若干原油馏分蒸出管间隔分布，热泵系统与反应换热管连接。通过向反应换热管中输送原油，反应换热管中的原油利用聚光镜聚焦的太阳光被加热，通过控制反应换热管中原油输送的速度，原油在反应换热管中逐渐升温，原油中的组分依次从所述若干原油馏分蒸出管中蒸出，未被蒸出的组分继续沿反应换热管向前流进，原油中各组分达到其蒸馏点时就从各自对应的原油馏分蒸馏管中蒸出。利用本发明能够将原油组分中的重油进行分离且可节约电能。技术研发人员：付康丽,韩伟,姚明宇,杨晓,宋晓辉,张顺奇,寇攀高,冯鹏辉,张可臻,白锐槐,左芳菲,杨路,陆续受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29