一种乙烯焦油变温聚合反应装置

摘要

本发明公开了一种乙烯焦油变温聚合反应装置，包括径向反应器、第一循环加热机构和第二循环加热机构，径向反应器内从下至上依次设置中温区和高温区，径向反应器的底端和顶端分别设有原料入口和产物出口。达到的技术效果为：能够分段控制反应温度，乙烯焦油进入本装置后分段式反应、连续生产，反应更加完全，能够有效提高合格产品收率和生产效率；能够保障中温区和高温区内物料温度的均匀性，从而提高反应的稳定性；可根据生产需求加入所需的反应组分或者催化剂，从而保障反应的高效稳定进行；本装置不仅适用于乙烯焦油原料，也适用于煤焦油、催化裂化油浆等富芳烃原料油，可以生产浸渍沥青，包覆沥青、纺丝沥青、中间相沥青等不同规格产品。

说明书

技术领域

本发明涉及乙烯焦油加工设备技术领域，具体涉及一种乙烯焦油变温聚合反应装置。

背景技术

乙烯焦油是乙烯裂解原料在蒸汽裂解制乙烯过程中原料及产品高温缩合产物，对于乙烯焦油的利用，目前国内一般用作锅炉或窑炉燃料烧掉，利用经济价值低，且乙烯焦油是乙烯原料高温缩合产物，其主要成分为芳烃化合物，侧链短、碳氢比高、灰分含量低、重金属含量很少，用它做锅炉或裂解炉的燃料时，由于含有重烯基芳烃等，燃烧时易产生结焦及黑烟，对环境产生一定污染。因此，对于乙烯工艺副产如此大量的焦油原料，如何充分合理地利用好这部分资源使其产生最佳的经济效益，将对乙烯装置整体效益及乙烯副产资源深加工的发展产生重大影响，也是当前国内外乙烯后加工行业研究的亟待解决的一个重要课题之一。现有技术多采用釜式反应器对乙烯焦油进行加工，会存在温度不能完全均匀，影响产品质量的问题，且产品收率低。

发明内容

为此，本发明提供一种乙烯焦油变温聚合反应装置，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种乙烯焦油变温聚合反应装置，包括径向反应器、第一循环加热机构和第二循环加热机构，所述径向反应器内从下至上依次设置中温区和高温区，所述径向反应器的底端和顶端分别设有原料入口和产物出口，所述中温区靠近所述高温区的一端设有第一循环料抽出口，所述第一循环加热机构的进料端与所述第一循环料抽出口连通，所述第一循环加热机构的出料端与所述原料入口连通；所述高温区靠近所述中温区的一端设有第二循环料注入口，所述高温区背离所述中温区的一端设有第二循环料抽出口，所述第二循环加热机构的进料端与所述第二循环料抽出口连通，所述第二循环加热机构的出料端与所述第二循环料注入口连通，所述中温区设有第一烃化剂注入口，所述高温区设有第二烃化剂注入口。

进一步地，所述中温区内的温度为360℃至380℃，所述高温区内的温度为380℃至420℃；

还包括原料输入管和反应产物出料管，所述原料输入管的一端与所述第一循环加热机构的出料端连通，所述反应产物出料管的一端与所述产物出口连通。

进一步地，还包括气液分布器，所述气液分布器设置在所述中温区和所述高温区之间。

进一步地，还包括多个防混筛板，多个所述防混筛板依次沿所述径向反应器的轴向设置在所述径向反应器内。

进一步地，所述防混筛板包括第一防混筛板和第二防混筛板，所述中温区内设有多个第一防混筛板，相邻两个所述第一防混筛板之间均设有一个所述第一烃化剂注入口；所述高温区内设有多个第二防混筛板，相邻两个所述第二防混筛板之间均设有一个所述第二烃化剂注入口。

进一步地，所述第一防混筛板和所述第二防混筛板分别包括外框体、盲板和多个叶片，所述外框体为圆环形，所述盲板水平设置在所述外框体的中心处，多个所述叶片分别沿所述盲板环形阵列分布，所述叶片的一端与所述盲板连接，所述叶片的另一端与所述外框体的内壁连接，所述叶片与水平面之间的夹角为15°至25°。

进一步地，所述叶片的数量为10个至50个。

进一步地，所述第一防混筛板内所述叶片的数量小于所述第二防混筛板内所述叶片的数量。

进一步地，所述第一循环加热机构包括第一循环管路、第一循环泵和第一加热器，所述第一循环管路的进料端与所述第一循环料抽出口连接，所述第一循环管路的出料端与所述原料入口连接，所述第一循环泵和所述第一加热器分别设置在所述第一循环管路上；

所述第二循环加热机构包括第二循环管路、第二循环泵和第二加热器，所述第二循环管路的进料端与所述第二循环料抽出口连接，所述第二循环管路的出料端与所述第二循环料注入口连接，所述第二循环泵和所述第二加热器分别设置在所述第二循环管路上。

进一步地，所述第一循环管路和所述第二循环管路上分别设有多个阀门。

本发明具有如下优点：采用径向反应器，并设置中温区和高温区，能够分段控制反应温度，乙烯焦油进入本装置后分段式反应、连续生产，物料反应更加完全，能够有效提高合格产品收率和生产效率；通过设置第一循环加热机构和第二循环加热机构，能够有效保障中温区和高温区内物料温度的均匀性，从而提高反应的稳定性，保障产品的品质；通过设置第一烃化剂注入口和第二烃化剂注入口，可根据生产需求加入所需的反应组分或者催化剂，从而保障径向反应器内反应的高效稳定进行；本装置不仅适用于乙烯焦油原料，也适用于煤焦油、催化裂化油浆等富芳烃原料油，可以生产浸渍沥青，包覆沥青、纺丝沥青、中间相沥青等不同规格产品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明一些实施例提供的一种乙烯焦油变温聚合反应装置的整体结构示意图。

图2为本发明一些实施例提供的一种乙烯焦油变温聚合反应装置的防混筛板的俯视图。

图3为本发明一些实施例提供的一种乙烯焦油变温聚合反应装置的防混筛板的剖面图。

图4为本发明一些实施例提供的一种乙烯焦油变温聚合反应装置的防混筛板的叶片的结构示意图。

图中：1、径向反应器，2、中温区，3、高温区，4、气液分布器，5、第一防混筛板，6、第二防混筛板，7、原料入口，8、产物出口，9、第一烃化剂注入口，10、第一烃化剂加料管，11、第一循环料抽出口，12、第二烃化剂注入口，13、第二烃化剂加料管，14、第二循环料注入口，15、第二循环料抽出口，16、原料输入管，17、第一循环管路，18、第一循环泵，19、第一加热器，20、第二循环管路，21、第二循环泵，22、第二加热器，23、反应产物出料管，24、外框体，25、盲板，26、叶片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明第一方面实施例中的一种乙烯焦油变温聚合反应装置，包括径向反应器1、第一循环加热机构和第二循环加热机构，径向反应器1内从下至上依次设置中温区2和高温区3，径向反应器1的底端和顶端分别设有原料入口7和产物出口8，中温区2靠近高温区3的一端设有第一循环料抽出口11，第一循环加热机构的进料端与第一循环料抽出口11连通，第一循环加热机构的出料端与原料入口7连通；高温区3靠近中温区2的一端设有第二循环料注入口14，高温区3背离中温区2的一端设有第二循环料抽出口15，第二循环加热机构的进料端与第二循环料抽出口15连通，第二循环加热机构的出料端与第二循环料注入口14连通，中温区2设有第一烃化剂注入口9，高温区3设有第二烃化剂注入口12。

在上述实施例中，需要说明的是，径向反应器1的总高径比为10:1至20:1，中温区2和高温区3的高度比为2:1，所述径向反应器1内设有第一脱气降液管和第二脱气降液管，第一脱气降液管设置在第一循环料抽出口11处，第二脱气降液管设置在第二循环料抽出口15处。

上述实施例达到的技术效果为：采用径向反应器1，并设置中温区2和高温区3，能够分段控制反应温度，乙烯焦油进入本装置后分段式反应、连续生产，物料反应更加完全，能够有效提高合格产品收率和生产效率；通过设置第一循环加热机构和第二循环加热机构，能够有效保障中温区2和高温区3内物料温度的均匀性，从而提高反应的稳定性，保障产品的品质；通过设置第一烃化剂注入口9和第二烃化剂注入口12，可根据生产需求加入所需的反应组分或者催化剂，从而保障径向反应器内反应的高效稳定进行；本装置不仅适用于乙烯焦油原料，也适用于煤焦油、催化裂化油浆等富芳烃原料油，可以生产浸渍沥青，包覆沥青、纺丝沥青、中间相沥青等不同规格产品。

可选的，如图1至图4所示，在一些实施例中，中温区2内的温度为360℃至380℃，高温区3内的温度为380℃至420℃；

还包括原料输入管16和反应产物出料管23，原料输入管16的一端与第一循环加热机构的出料端连通，反应产物出料管23的一端与产物出口8连通。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，中温区2的温度可设为360℃、365℃、368℃、370℃、375℃或者380℃，高温区3的温度可设为380℃、390℃、395℃、400℃、410℃、415℃或者420℃。

进一步地，整个装置的生产过程如下，乙烯焦油原料由原料入口7进入进项反应器1内后首先到达中温区2内，然后由第一烃化剂注入口9注入烃化剂，在中温区2进行初步反应，反应过程中，中温区2内的物料由第一循环料抽出口11进入第一循环加热机构进行加热后，再由原料入口7返回中温区2内以保证中温区2反应温度的均匀性；物料在中温区2反应一定时间后，由下至上进入高温区3内，然后由第二烃化剂注入口12再次注入烃化剂，物料在高温区3内再次反应，反应过程中，高温区3内的物料由第二循环料抽出口15进入第二循环加热机构进行加热后，再由第二循环料注入口14高温区2内以保证高温区2内反应温度的均匀性，最终物料在高温区反应一段时间后，由径向反应器1顶部的产物出口8送出产品。

上述可选的实施例的有益效果为：中温区2内的温度为360℃至380℃，高温区3内的温度为380℃至420℃，生产过程中通过设置不同的温度，能够灵活控制反应速率。

可选的，如图1至图4所示，在一些实施例中，还包括气液分布器4，气液分布器4设置在中温区2和高温区3之间。

上述可选的实施例的有益效果为：通过设置气液分布器4，能够在物料穿过气液分布器4时将物料混合均匀，进一步保障径向反应器1内物料的均匀性。

可选的，如图1至图4所示，在一些实施例中，还包括多个防混筛板，多个防混筛板依次沿径向反应器1的轴向设置在径向反应器1内。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，防混筛板包括第一防混筛板5和第二防混筛板6，中温区2内设有多个第一防混筛板5，相邻两个第一防混筛板5之间均设有一个第一烃化剂注入口9，第一烃化剂注入口9与第一烃化剂加料管10的一端连通；高温区3内设有多个第二防混筛板6，相邻两个第二防混筛板6之间均设有一个第二烃化剂注入口12，第二烃化剂注入口12与第二烃化剂加料管13的一端连通。

进一步地，多个第一防混筛板5分别沿中温区2的高度方向等间隔设置，多个第二防混筛板6分别沿高温区3的高度方向等间隔设置。

进一步地，第一防混筛板5的数量为5个至10个，第二防混筛板6的数量为3个至8个，第一防混筛板5和第二防混筛板6分别包括外框体24、盲板25和多个叶片26，外框体24为圆环形，盲板25水平设置在外框体24的中心处，多个叶片26分别沿盲板25环形阵列分布，叶片26的一端与盲板25连接，叶片26的另一端与外框体24的内壁连接，叶片26与水平面之间的夹角为15°至25°。

上述可选的实施例的有益效果为：通过设置第一防混筛板5和第二防混筛板6，能够保障物料在径向反应器1内始终由下向上运动，同时物料穿过第一防混筛板5或者第二防混筛板6后流向为螺旋状，能够起到混合物料的作用，保障径向反应器1内物料的均匀性，保障反应效果。

可选的，如图1至图4所示，在一些实施例中，叶片26的数量为10个至50个。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，盲板25为圆形，叶片26的两端分别与盲板25和外框体24焊接，叶片26的数量可设为10个、15个、20个、26个、28个、30个、35个、40个或者50个。

进一步地，第一防混筛板5内叶片26的数量小于第二防混筛板6内叶片26的数量(第一防混筛板5和第二防混筛板6的基本结构相同，仅叶片26的数量不同)，中温区2内分布的每个第一防混筛板5其内叶片26的数量由下至上依次增多(位置越靠上的第一防混筛板5内的叶片26的数量越多)，高温区3内分布的每个第二防混筛板6其内叶片26的数量由下至上依次增多(位置越靠上的第二防混筛板6内的叶片26的数量越多)。

上述可选的实施例的有益效果为：第一防混筛板5内叶片26的数量小于第二防混筛板6内叶片26的数量，越到径向反应器1的上部，能够越好地防止物料向下运动，同时物料混合效果也越好。

可选的，如图1至图4所示，在一些实施例中，第一循环加热机构包括第一循环管路17、第一循环泵18和第一加热器19，第一循环管路17的进料端与第一循环料抽出口11连接，第一循环管路17的出料端与原料入口7连接，第一循环泵18和第一加热器19分别设置在第一循环管路17上；

第二循环加热机构包括第二循环管路20、第二循环泵21和第二加热器22，第二循环管路20的进料端与第二循环料抽出口15连接，第二循环管路20的出料端与第二循环料注入口14连接，第二循环泵21和第二加热器22分别设置在第二循环管路20上。

在上述可选的实施例中，需要说明的是，第一循环管路17和第二循环管路20上分别设有多个阀门，第一循环泵18和第二循环泵21均采用大循环液体泵。

上述可选的实施例的有益效果为：第一循环加热机构和第二循环加热机构分别单独设有第一加热器19和第二加热器22，分别配合第一循环泵18和第二循环泵21使用，可以实现径向反应器1内分段可控变温，以及连续式生产；通过设置多个第一烃化剂注入口9和第二烃化剂注入口12，也可以注入活化剂和其他添加剂，配合控制中温区2内的温度和高温区3内的温度，能够生产出浸渍沥青，包覆沥青、纺丝沥青、中间相沥青等不同规格产品，产品质量及产品收率高。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。