煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺及装置

摘要

本发明涉及一种煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺及装置，原料焦油经换热后进入脱水塔，脱水塔塔顶采出轻油馏分与水；脱水塔底焦油，经换热后进入主塔，主塔塔顶采出酚油馏分；侧线采出混油馏分；塔底采出炭黑油或软沥青；抽出主塔塔底物料；从主塔底抽出部分软沥青，送到沥青塔，进行负压蒸馏，塔侧线采出重油馏分，塔底生产沥青；所述主塔为常压低温馏分塔，所述沥青塔为低温减压沥青塔，整个流程中全馏分不加碱。装置的脱水塔底部通过管道连接主塔中部，主塔底部通过管道连接沥青塔的中部。主塔底部通过一加热炉内循环，沥青塔的底部通过一加热炉内循环。本发明具有全馏分不加碱，按市场需求及温度梯度切取馏分，不用直接过热汽，无新增工艺废水，能耗低及产品品质高等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及煤焦油加工技术领域，涉及煤焦油蒸馏的不加碱、塔底沥青强制循环加热、常减压蒸馏流程及馏分切取顺序方面的焦油蒸馏工艺方法，特别涉及一种煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺及装置。

背景技术

煤焦油是在炼焦过程中的副产品，是从炼焦煤气中冷凝而来。煤焦油中含有的有机化合物有近万种，大部分属芳香类化合物，它们是重要的化工原料。目前全世界煤焦油产量在2000万吨以上。通常，煤焦油先要通过蒸馏将其分成轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油及沥青，再进行精制加工。典型的焦油连续蒸馏工艺有常压蒸馏、减压蒸馏及常减压蒸馏工艺。

因焦油中有铵盐类等腐蚀介质，传统的煤焦油蒸馏工艺是需要加碱的，虽然解决了腐蚀问题，但因沥青及蒽油中含有大量钠离子，使产品的品质与用途受到很大影响，带来销售困难。不加碱焦油蒸馏过程中会产生严重腐蚀，为此传统工艺只能加碱。但该腐蚀也是有规律的，与设备及管道材质、工艺流程、操作温度与压力以及操作方式等都有较大关系。

为防止炉管结焦，传统工艺是采用物料直接加热送到塔内闪蒸蒸馏的，不足热量由过热蒸汽补充。

传统的常减压蒸馏工艺一般是在三个塔或蒸发器内完成：其中第一个塔为常压脱水塔，第二个塔为常压沥青塔，第三个塔为减压馏分塔，在馏分塔内的焦油原料是加碱的。该工艺存在的主要问题是：

1、蒸馏过程只实现了部分不加碱，大部分馏分是加碱的，未实现全馏分不加碱，产品品质低。

2、馏分切取顺序问题。该工艺先切取全部沥青，再切取加工其它馏分，无论从满足市场需求角度，还是从节能角度均不尽合理。从市场需求角度讲，市场对炭黑油及沥青均有需求，且通常炭黑油的需求量更大，这种先全部切取沥青的工艺与市场需求有些不匹配；只有在客户单要沥青类产品，该流程才有一定的合理性。其次，先在高温下切取沥青，再将高温气相馏分急冷后进入下一个塔进行蒸馏，这样势必造成系统能耗很高，同时也会使沥青中产生较多的二次喹啉不溶物，不利于沥青的二次加工。

有鉴于此，寻求一种煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺及装置成为该领域技术人员的追求目标。

发明内容

本发明的任务是提供一种煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺及装置，它解决了上述现有技术所存在的问题，具有全馏分不加碱，按市场需求及温度梯度切取馏分，不用直接过热汽，无新增工艺废水，能耗低及产品品质高等优点。

本发明的技术解决方案如下：

一种煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺，包括脱水塔、主塔以及沥青塔，包括以下步骤：

（1）原料焦油经换热后进入脱水塔，脱水塔塔顶采出轻油馏分与水；

（2）脱水塔底焦油，经换热后进入主塔，主塔塔顶采出酚油馏分；侧线采出混油馏分；塔底采出炭黑油或软沥青；抽出主塔塔底物料；

（3）从主塔底抽出部分软沥青，送到沥青塔，进行负压蒸馏，塔侧线采出重油馏分，塔底生产沥青；

所述主塔为常压低温馏分塔，所述沥青塔为低温减压沥青塔，整个流程中全馏分不加碱。

所述主塔塔底物料由主塔底循环泵抽出，在焦油管式炉加热提升温度后，返回主塔塔底，作为主塔热源。

所述沥青塔热源由塔底管式炉加热强制循环完成。

一种煤焦油不加碱常减压蒸馏装置，包括脱水塔、主塔、沥青塔以及两个加热炉；

所述脱水塔的底部通过管道连接主塔中部，所述主塔的底部通过管道连接沥青塔的中部；

所述主塔的底部通过一加热炉内循环，所述沥青塔的底部通过一加热炉内循环。

所述沥青塔顶部设有一真空泵。

按本发明的煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺，原料焦油经换热后进入脱水塔，脱水塔塔顶采出轻油馏分与水；脱水塔塔底热源由加热炉节能器加热塔底物料强制循环加热供给。

脱水塔底焦油，经换热后进入主塔。主塔塔顶采出酚油馏分；侧线采出混油馏分，送下道洗涤及工业萘蒸馏工序进一步加工；塔底采出软沥青或炭黑油。主塔塔底物料，由主塔底循环泵抽出，在焦油管式炉加热提升后，返回主塔塔底，作为主塔热源。

从主塔底抽出部分炭黑油，送到第三个沥青塔，进行负压蒸馏，塔侧线采出重油馏分，塔底生产沥青，该塔热源由塔底管式炉加热强制循环完成。沥青塔的进料量是根据市场对沥青的需求所决定。

整个蒸馏流程的特征是：第二个塔为常压低温馏分塔，第三个塔为低温减压沥青塔，而传统的第二个塔为常压高温沥青塔，第三个塔为减压馏分塔，次序与减压部位正好相反。其次，该流程的特征是全馏分不加碱。第三个特征是后两个塔均采用管式炉强制循环加热，不通直接过热蒸汽。

本发明的煤焦油不加碱常减压蒸馏装置主要包括五个部分：常压脱水塔部分、常压主塔部分、减压沥青塔部分、主塔及沥青塔加热炉部分以及节能换热部分。全馏程原料不加碱，为三个塔、两个强制循环加热炉，除最后一个重组分沥青塔采用减压操作外，前两个塔为常压操作。

本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，本发明的煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺及装置具有如下特点和优点：

1、焦油原料全馏程不加碱，通过改进蒸馏系统设备与管道材质、控制正常操作与开停工方式与参数等，进而克服不加碱所产生的腐蚀影响，其优点是沥青或炭黑油中钠离子含量低，产品品质高，有利于其进一步的加工利用，产品销售容易，附加值高。

2、按市场需求及温度梯度确定馏分切取顺序，确定蒸馏流程，具有市场适应性好、调节灵活、能耗低等优点。

3、焦油蒸馏主塔、沥青塔均采用强制循环加热，焦油主塔不通直接过热蒸汽、温度控制稳定，无新增工艺废水产生。

4、主塔及沥青塔均在较低温度下操作，最大温度小于360℃，温度低，沥青无二次喹啉不溶物及缩聚反应物产生，有利于提高沥青及炭黑油品质。

附图说明

图1为本发明的一种煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺的流程图。

图2为本发明的一种煤焦油不加碱常减压蒸馏装置的结构图。

附图标记：

1为原料焦油，2为脱水塔，3为轻油和水，4为酚油，5为混油，6为主塔，7为软沥青或炭黑油，8为塔底焦油，9为加热炉，10为加热炉，11为沥青塔，12为真空泵，13为重油，14为沥青，15为加热炉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

参看图1，本发明的一种煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺，包括脱水塔2、主塔6以及沥青塔11，包括以下步骤：

（1）原料焦油1经换热后进入脱水塔2，脱水塔2塔顶采出轻油3馏分与水。

（2）脱水塔2底焦油，经换热后进入主塔6，主塔6塔顶采出酚油4馏分；侧线采出混油5馏分；塔底采出炭黑油或软沥青7；抽出主塔6塔底物料。

（3）从主塔6底抽出部分软沥青，送到作为第三个塔的沥青塔11，进行负压蒸馏，塔侧线采出重油13馏分，塔底生产沥青14。

主塔6为常压低温馏分塔，沥青塔11为低温减压沥青塔11。整个流程中全馏分不加碱。

主塔6塔底物料由主塔6底循环泵抽出，在焦油管式炉加热提升温度后，返回主塔6塔底，作为主塔6热源。沥青塔11热源由塔底管式炉加热强制循环完成。脱水塔2塔底热源由加热炉节能器加热塔底物料强制循环加热供给。

参看图2，本发明的一种煤焦油不加碱常减压蒸馏装置，包括脱水塔2、主塔6、沥青塔11以及两个加热炉。脱水塔2的底部通过管道连接主塔6中部，主塔6的底部通过管道连接沥青塔11的中部。主塔6的底部通过一加热炉9内循环。沥青塔11的底部通过一加热炉15内循环。沥青塔11顶部设置一真空泵12。

本发明在具体实施中采用如下方式：

某公司15万吨/年焦油加工工程，采用的是煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺装置。具体工艺步骤如下：

由油库来的不加碱煤焦油原料与主塔底炭黑油换热后，经焦油预热器加热进入脱水塔。

脱水塔塔顶温度约98℃～105℃，塔顶逸出的轻油馏分和水经轻油冷凝冷却器冷却到30℃后，流入轻油分离槽内，在此，轻油与水分离。分离出的轻油一部分返回脱水塔作为回流，其余轻油作为产品送至槽区；分离水自流到废水槽。

脱水塔循环泵将脱水塔塔底的无水焦油抽出，送至焦油加热炉节能器与加热炉烟道气换热，被加热至210℃～230℃后，返回脱水塔底部作为脱水塔的热源。

脱水塔底焦油8，由塔底抽出泵抽出，经无水焦油/炭黑油换热器换热进入主塔。

主塔塔顶逸出的酚油汽经酚油冷凝冷却器冷却到70℃后，再流入主塔回流槽。一部分酚油馏分送回塔顶作为回流，其余的酚油馏分作为产品送至槽区。

主塔侧线切取混合油馏分。混合馏分经混合冷却器冷却至80℃后，送往馏分洗涤部分，作为馏分洗涤部分的原料。

主塔塔底的炭黑油，由主塔循环泵抽出，在焦油管式炉加热至330℃～360℃后，返回主塔塔底，作为主塔热源。

主塔塔底油抽出泵将塔底的炭黑油抽出后，一部分（约50%，可调节）依次与原料焦油经两级换热后，在冷却器中冷却至90℃，送槽区。另一部分送下一个沥青塔，在负压蒸馏条件下，塔顶蒸出不凝性气体，侧线采出重油，塔底生产沥青，该塔热源由塔底沥青管式炉循环强制加热。同时该塔负压是由一套独立的真空系统完成。

其中，主要技术操作指标如下：

脱水塔顶油汽出口温度：102℃

脱水塔底无水焦油出口温度：220℃

主塔顶油汽出口温度：170℃～200℃

主塔侧线混合油采出温度：210℃～225℃

主塔底油采出温度 ：340℃～355℃

沥青塔侧线油采出温度：220℃～240℃

沥青塔底油采出温度：345℃C360℃

加热炉油出口温度 ：350℃～360℃

脱水塔顶部气相压力：3kPag

主塔顶部气相压力 ：3kPag

沥青塔顶部气相压力：10kPag（绝压）

煤气耗量：600～700Nm³/h。

综上所述，本发明的煤焦油不加碱常减压蒸馏工艺及装置具有全馏分不加碱，按市场需求及温度梯度切取馏分，不用直接过热汽，无新增工艺废水，能耗低及产品品质高等优点。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。