本發(fā)明屬于萃取裝置及工藝領(lǐng)域，特別地，涉及一種萃取塔裝置及應(yīng)用該萃取塔用于煤焦油的萃取分離工藝。

背景技術(shù)：

煤焦油是煤在受熱干餾或氣化過(guò)程中得到的褐色或者黑色粘稠的液體產(chǎn)物，同時(shí)具有刺激性氣味。煤焦油本身性質(zhì)不穩(wěn)定，成分比較復(fù)雜，其主要由水、烷烴、芳烴和一些含雜原子(硫、氮和氧)化合物組成，而且成分和含量隨工況條件(溫度、壓力、停留時(shí)間、加熱速率、有無(wú)催化劑)變化很大。目前煤焦油主要有3種利用方式：一是直接燃燒或者經(jīng)過(guò)加氫處理作為汽柴油的調(diào)和油；二是精細(xì)加工成為各類(lèi)化學(xué)品或者染料和醫(yī)藥的中間產(chǎn)品；三是獲得瀝青產(chǎn)品及衍生品。

上述煤焦油的利用大多建立在先以蒸餾工藝(包括常壓蒸餾和減壓蒸餾兩種方式)對(duì)煤焦油進(jìn)行不同餾分的切割，依次得到輕油餾分(＜170℃)、酚油餾分(170～230℃)、洗油餾分(230～300℃)、蒽油餾分(270～360℃)和瀝青，不同油品餾分段分別通過(guò)加氫精制、加氫裂化獲得燃料油或者是汽柴油的調(diào)和油，而瀝青組分除了用于道理建設(shè)，還可以通過(guò)改性或者采用延遲焦化工業(yè)生產(chǎn)低硫的瀝青焦。但是，蒸餾工藝所需要的最高溫度達(dá)到了450℃以上，有時(shí)還要考慮減壓蒸餾，因此，蒸餾工藝對(duì)設(shè)備要求高，投資額度大，而且能耗也很大，此外，煤焦油同時(shí)還具有高灰分、高黏度、高含水量等特點(diǎn)，在蒸餾之前必須經(jīng)過(guò)一定的處理，使固體含量降低滿(mǎn)足蒸餾工藝要求，降低黏度減輕泵的負(fù)荷和后續(xù)的處理費(fèi)用，降低水含量減少蒸餾的能耗。

因此，亟需開(kāi)發(fā)一種非蒸餾的方法將焦油等稠物進(jìn)行分級(jí)分離，到達(dá)脫除焦油中的固廢、對(duì)焦油進(jìn)行分離的目的。已知的分離技術(shù)中，萃取分離方式已廣泛利用在現(xiàn)有的工業(yè)過(guò)程中，但在煤焦油的實(shí)際萃取分離的過(guò)程中，焦油中粘稠的瀝青質(zhì)與顆粒大小不均的灰渣的存在，經(jīng)常引起設(shè)備的堵塞問(wèn)題，導(dǎo)致萃取工藝無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行，因而萃取裝置的結(jié)構(gòu)與萃取溶劑的選擇是實(shí)現(xiàn)萃取工藝可靠運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，本發(fā)明提供了一種萃取塔、萃取分離系統(tǒng)和煤焦油萃取工藝，該萃取塔能夠避免堵塞、便于維護(hù)，有利于煤焦油中各成分的快速萃取、分離，且萃取工藝高效、耗能低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種萃取塔，包括攪拌裝置、過(guò)濾篩板以及嵌套設(shè)置的外筒和內(nèi)筒，萃取塔的頂蓋上連接有萃取液進(jìn)入管和溶劑進(jìn)入管，萃取塔的底部連接有萃取相外排管，攪拌裝置伸入內(nèi)筒中進(jìn)行攪拌，過(guò)濾篩板可拆卸地安裝在內(nèi)筒的底端以作為該內(nèi)筒的底蓋，使得內(nèi)筒中的液體經(jīng)由過(guò)濾篩板的過(guò)濾后而進(jìn)入外筒中。

優(yōu)選地，過(guò)濾篩板包括層疊且間隔設(shè)置的多層網(wǎng)篩，該多層網(wǎng)篩的篩孔孔徑從上至下依次減小。

優(yōu)選地，過(guò)濾篩板還包括作為夾層的過(guò)濾膜，該過(guò)濾膜固定設(shè)置在相鄰的兩層網(wǎng)篩之間。

優(yōu)選地，該萃取塔還包括設(shè)置在頂蓋上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)升降桿與過(guò)濾篩板相連，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降驅(qū)動(dòng)下，過(guò)濾篩板能夠向上抵靠在內(nèi)筒的底端，或向下移動(dòng)以與內(nèi)筒脫離連接。

優(yōu)選地，攪拌裝置包括葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)桿，葉片安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)桿的底端并伸入內(nèi)筒中，轉(zhuǎn)動(dòng)桿的頂端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連以能夠被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，轉(zhuǎn)動(dòng)桿為空心桿，升降桿同軸設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)桿內(nèi)。

優(yōu)選地，內(nèi)筒整體伸入外筒內(nèi)，且頂蓋同時(shí)封蓋內(nèi)筒和外筒的頂端。

優(yōu)選地，內(nèi)筒的至少一部分向上伸出于外筒，該外筒的頂端周向連接于內(nèi)筒的外筒壁，頂蓋封蓋在內(nèi)筒的頂端。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種萃取分離系統(tǒng)，包括分離單元和上述的萃取塔，分離單元包括萃取相儲(chǔ)罐、分離器、溶劑儲(chǔ)罐和萃取物儲(chǔ)罐，萃取相外排管、萃取相儲(chǔ)罐和分離器依次連接，萃取塔排出的萃取相通過(guò)分離器分離成萃取物和溶劑，分離后的萃取物存儲(chǔ)于萃取物儲(chǔ)罐中，分離后的溶劑存儲(chǔ)于溶劑儲(chǔ)罐中并能夠通過(guò)溶劑進(jìn)入管返流至內(nèi)筒中。

優(yōu)選地，該萃取分離系統(tǒng)包括多個(gè)分離單元，萃取相外排管安裝有多通閥，以通過(guò)多通閥分別連接多個(gè)分離單元。

本發(fā)明還相應(yīng)提供了一種煤焦油萃取工藝，采用上述的萃取分離系統(tǒng)，煤焦油萃取工藝包括萃取步驟：將預(yù)加熱和攪拌后的煤焦油通入萃取塔，并且通入預(yù)定質(zhì)量比率的溶劑進(jìn)行攪拌萃取，在萃取塔萃取后通過(guò)分離單元獲得萃取物并回收溶劑。

優(yōu)選地，萃取步驟中，對(duì)通入萃取塔的溶劑進(jìn)行預(yù)熱，且通入萃取塔的煤焦油的預(yù)加熱溫度不大于120℃。

優(yōu)選地，萃取步驟包括對(duì)煤焦油的多級(jí)萃取，每級(jí)萃取中向萃取塔內(nèi)通入不同的溶劑，并通過(guò)與萃取塔相連的不同的分離單元獲得相應(yīng)的萃取物并回收相應(yīng)的溶劑。

優(yōu)選地，在多級(jí)萃取中，后級(jí)萃取使用的溶劑的溶解性高于前級(jí)萃取使用的溶劑的溶解性。

更優(yōu)選地，萃取步驟包括一級(jí)萃取和二級(jí)萃取，一級(jí)萃取中采用的溶劑為石油醚、輕油或洗油，二級(jí)萃取中采用的溶劑為芳烴類(lèi)化合物、丙酮或四氫呋喃。

優(yōu)選地，萃取步驟包括通過(guò)分離單元將回收的溶劑返流回萃取塔。

特別地，煤焦油萃取工藝還包括過(guò)濾排渣步驟：過(guò)濾篩板堵塞時(shí)，下降過(guò)濾篩板以與內(nèi)筒分離，停止通入煤焦油并增大溶劑的通入量，在攪拌裝置的攪拌作用下，將堵塞的雜質(zhì)隨溶劑流入外筒中。

特別地，煤焦油萃取工藝還包括過(guò)濾篩板清潔步驟：將萃取塔內(nèi)的液體排空，將過(guò)濾篩板與內(nèi)筒分離、內(nèi)筒與外筒分離，取出過(guò)濾篩板進(jìn)行清潔。

根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的萃取塔中采用了開(kāi)拆卸的雙筒結(jié)構(gòu)和過(guò)濾篩板，因而在萃取過(guò)程中，過(guò)濾篩板中堵塞的雜質(zhì)可被溶劑沖洗，以避免堵塞，而在需要時(shí)也可拆除內(nèi)外筒和過(guò)濾篩板以達(dá)到外部清潔的目的，擺脫了在萃取過(guò)程中由于瀝青含量過(guò)高并與雜質(zhì)形成稠物而導(dǎo)致過(guò)濾網(wǎng)堵塞的現(xiàn)象，減緩堵塞發(fā)生的周期，緩解了堵塞帶來(lái)的檢修時(shí)間。雙筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可有效減緩萃取分離過(guò)程中的返混現(xiàn)象。在萃取分離系統(tǒng)和工藝中，可實(shí)現(xiàn)溫和條件下對(duì)煤焦油中輕質(zhì)組分、重質(zhì)組分和雜質(zhì)的快速、高效分離，降低殘余的瀝青中富含原有煤焦油中的焦粉、煤粉和無(wú)機(jī)礦物質(zhì)成分，獲得的瀝青通過(guò)簡(jiǎn)便的方法加工作為重要的碳材料原料來(lái)使用。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的萃取塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式的萃取塔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示的萃取塔中的過(guò)濾篩板下放排渣時(shí)的示意圖；

圖4a～圖4e為圖1所示的萃取塔中的過(guò)濾篩板更換時(shí)的過(guò)程示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的萃取分離系統(tǒng)的原理圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)2溶劑進(jìn)入管

3萃取液進(jìn)入管4內(nèi)筒

5外筒6頂蓋

7升降桿8過(guò)濾篩板

9轉(zhuǎn)動(dòng)桿10葉片

11萃取相外排管41外筒壁

21第一萃取相儲(chǔ)罐22第二萃取相儲(chǔ)罐

31第一分離器32第二分離器

41第一溶劑儲(chǔ)罐42第二溶劑儲(chǔ)罐

51第一萃取物儲(chǔ)罐52第二萃取物儲(chǔ)罐

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對(duì)附圖所示的方向而言的或者是針對(duì)豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關(guān)系描述用詞；“豎直方向”指的是圖示的紙面上下方向；“內(nèi)、外”通常指的是相對(duì)于腔室而言的腔室內(nèi)外。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種萃取塔，該萃取塔包括攪拌裝置、過(guò)濾篩板8以及嵌套的外筒5和內(nèi)筒4，萃取塔的頂蓋6上連接有萃取液進(jìn)入管3和溶劑進(jìn)入管2，萃取塔的底部連接有萃取相外排管11，攪拌裝置伸入內(nèi)筒4中進(jìn)行攪拌，過(guò)濾篩板8可拆卸地安裝在內(nèi)筒4的底端以作為該內(nèi)筒4的底蓋覆蓋內(nèi)筒4的底端開(kāi)口，使得內(nèi)筒4中的液體經(jīng)由過(guò)濾篩板8的過(guò)濾后而進(jìn)入外筒5中。本發(fā)明的萃取裝置中增設(shè)了可升降拆除的過(guò)濾篩板8，以針對(duì)煤焦油的成分特性，有效濾除其中的瀝青質(zhì)與顆粒大小不均的灰渣等，避免各種雜質(zhì)產(chǎn)生堵塞。此外，本發(fā)明的萃取裝置中采用了雙筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可有效減緩萃取分離過(guò)程中的返混現(xiàn)象。因此，本發(fā)明的萃取塔尤其適合于煤焦油等雜質(zhì)含量高的萃取溶液，擺脫了在萃取過(guò)程中由于瀝青含量過(guò)高并與雜質(zhì)形成稠物而導(dǎo)致過(guò)濾網(wǎng)堵塞的現(xiàn)象，便于維護(hù)，且設(shè)備造價(jià)低、投入少、回收期短，效益顯著。

過(guò)濾篩板8至的篩孔孔徑可根據(jù)萃取液體的雜質(zhì)成分的粒徑大小而確定。過(guò)濾篩板8可以是單層結(jié)構(gòu)，但在本實(shí)施方式中，優(yōu)選地采用多層結(jié)構(gòu)，即過(guò)濾篩板8包括層疊且間隔設(shè)置的多層網(wǎng)篩(如圖4e所示)，該多層網(wǎng)篩的篩孔孔徑從上至下依次減小，以依次過(guò)濾不同大小的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，過(guò)濾篩板8還可包括作為夾層的過(guò)濾膜(圖中未顯示)，該過(guò)濾膜固定設(shè)置在相鄰的兩層網(wǎng)篩之間。通過(guò)設(shè)置過(guò)濾膜，可除去更為微小的雜質(zhì)。

在本實(shí)施方式中，為便于對(duì)過(guò)濾篩板8的操作控制，將過(guò)濾篩板8與攪拌裝置一體安裝。參見(jiàn)圖1或圖2，萃取塔包括設(shè)置在頂蓋6上方的電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1通過(guò)升降桿7與過(guò)濾篩板8相連。因此，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1的升降驅(qū)動(dòng)下，過(guò)濾篩板8能夠如圖1和圖2所示地向上抵靠在內(nèi)筒4的底端，也可如圖3所示地向下移動(dòng)以與內(nèi)筒4脫離連接。

除電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1，攪拌裝置還包括葉片10和轉(zhuǎn)動(dòng)桿9，葉片10安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)桿9的底端并伸入內(nèi)筒4中，轉(zhuǎn)動(dòng)桿9的頂端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1相連以能夠被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)動(dòng)桿9為空心桿，升降桿7同軸設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)桿9內(nèi)。因此，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1能夠同時(shí)驅(qū)動(dòng)升降桿7帶動(dòng)過(guò)濾篩板8和轉(zhuǎn)動(dòng)桿9升降運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)桿9也可獨(dú)立地帶動(dòng)葉片10旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以進(jìn)行攪拌作業(yè)，兩桿之間避免產(chǎn)生任何機(jī)械干涉。其中，這種具備旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1在組成上通?？砂姍C(jī)、減速箱、齒輪箱等，齒輪箱可包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪、絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)等。轉(zhuǎn)動(dòng)桿9的頂端可固定安裝有與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)齒輪配合的周向齒輪，以沿轉(zhuǎn)動(dòng)桿9的橫截面的周向相互嚙合，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿9旋轉(zhuǎn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，升降桿7的頂端固定安裝于在絲桿螺母上，從而構(gòu)成絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)升降桿7升降移動(dòng)。這種電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)組成是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并非本發(fā)明的結(jié)構(gòu)重點(diǎn)，因而不再細(xì)述。

此外，在萃取塔的雙筒結(jié)構(gòu)中，在內(nèi)筒4中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌后的質(zhì)量較重的液體下沉至外筒5的內(nèi)腔中，由于筒徑不同以及間隔壁的存在，可有效減緩萃取分離過(guò)程中的返混現(xiàn)象，提高萃取效率。其中，作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式，圖2所示的萃取塔中，內(nèi)筒4整體伸入外筒5內(nèi)，且頂蓋6同時(shí)封蓋內(nèi)筒4和外筒5的頂端。而在圖1所示的萃取塔中，內(nèi)筒4的一部分向上伸出于外筒5外，該外筒5的頂端周向連接于內(nèi)筒4的外筒壁41，頂蓋6封蓋在內(nèi)筒4的頂端。內(nèi)筒4與外筒5之間可通過(guò)螺栓、螺釘或榫卯等方式連接或承座式卡接配合，實(shí)現(xiàn)可拆卸式安裝，必要時(shí)還可設(shè)置密封圈以在連接處進(jìn)行環(huán)向密封。

如圖3所示，在使用圖1所示的萃取塔對(duì)煤焦油進(jìn)行萃取時(shí)，若固體顆?；蛘呓褂徒M分中的瀝青質(zhì)堵塞過(guò)濾篩板8時(shí)，可通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1控制轉(zhuǎn)動(dòng)桿9下降，使過(guò)濾篩板8與內(nèi)筒4分離，然后關(guān)閉萃取液進(jìn)入管3停止通入煤焦油，并進(jìn)一步加大溶劑流量。同時(shí)，再通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1驅(qū)動(dòng)葉片10旋轉(zhuǎn)，從而在旋轉(zhuǎn)流體的作用下，使堵塞濾篩板8的雜質(zhì)隨溶劑從過(guò)濾篩板8與內(nèi)筒4之間的周向縫隙中流出至外筒5，進(jìn)而經(jīng)萃取相外排管11排出。

如圖4a～4e所示，當(dāng)堵塞嚴(yán)重，需要對(duì)過(guò)濾篩板8進(jìn)行維護(hù)、更換時(shí)，可依次通過(guò)拆除螺栓等緊固件，以使外筒5與內(nèi)筒4分離；而后通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1使升降桿7帶動(dòng)過(guò)濾篩板8、轉(zhuǎn)動(dòng)桿9、葉片10下降，過(guò)濾篩板8與內(nèi)筒4脫離連接；再將過(guò)濾篩板8與轉(zhuǎn)動(dòng)桿9、升降桿7分離，取下過(guò)濾篩板8；最后將取下的過(guò)濾篩板8的不同孔徑的多層網(wǎng)篩剝離，利用沖洗或者焚燒的方式除去粘附在篩網(wǎng)上的雜質(zhì)。若有過(guò)濾膜，則需要先取下過(guò)濾膜，以免造成膜體損壞。

在上述萃取塔的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供了一種萃取分離系統(tǒng)，該系統(tǒng)可包括與萃取塔連接的分離單元，分離單元包括萃取相儲(chǔ)罐、分離器、溶劑儲(chǔ)罐和萃取物儲(chǔ)罐，萃取相外排管11、萃取相儲(chǔ)罐和分離器依次連接，萃取塔排出的萃取相通過(guò)分離器分離成萃取物和溶劑，分離后的萃取物存儲(chǔ)于萃取物儲(chǔ)罐中，分離后的溶劑存儲(chǔ)于溶劑儲(chǔ)罐中并能夠通過(guò)溶劑進(jìn)入管2返流至內(nèi)筒4中。

在該萃取分離系統(tǒng)中，萃取塔萃取后的底層液體(即萃取相)通過(guò)萃取相外排管11排出至分離單元，進(jìn)一步通過(guò)分離器可分離出萃取物和溶劑，分離后的萃取物被提取至萃取物儲(chǔ)罐中，分離后的溶劑可通過(guò)溶劑進(jìn)入管2返流至內(nèi)筒4中，重復(fù)利用，反復(fù)參與萃取過(guò)程。

其中，該萃取分離系統(tǒng)可包括多個(gè)分離單元，萃取相外排管11安裝有多通閥，以通過(guò)多通閥分別連接多個(gè)分離單元，從而可實(shí)現(xiàn)不同溶劑對(duì)萃取液的連續(xù)分級(jí)萃取。例如圖5所示的萃取分離系統(tǒng)中包括了相互獨(dú)立的兩個(gè)分離單元，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)萃取分離。

最后，根據(jù)上述萃取塔和萃取分離系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種煤焦油萃取工藝，該工藝至少包括萃取步驟：將預(yù)加熱和攪拌后的煤焦油通過(guò)萃取液進(jìn)入管3通入萃取塔，并且通過(guò)溶劑進(jìn)入管2通入預(yù)定質(zhì)量比率的溶劑進(jìn)行攪拌萃取，在萃取塔進(jìn)行反復(fù)攪拌、靜置的萃取后，底層的萃取相再通過(guò)分離單元分離，獲得萃取物并回收溶劑。其中，通過(guò)分離單元還可將回收的溶劑從溶劑儲(chǔ)罐通過(guò)溶劑進(jìn)入管2返流回萃取塔，以提高溶劑的利用率。

需要特別指出的是，在上述萃取步驟中，對(duì)通入萃取塔的溶劑也優(yōu)選地進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度上限為該溶劑的沸點(diǎn)。通入萃取塔的煤焦油的預(yù)加熱溫度可不大于120℃，相對(duì)于需要更高的預(yù)加熱溫度(<450℃)的蒸餾萃取工藝而言，可實(shí)現(xiàn)在溫和條件下對(duì)煤焦油中輕質(zhì)組分、重質(zhì)組分和雜質(zhì)的快速、高效分離，進(jìn)而為煤焦油的高附加值利用提供可靠的原料。

當(dāng)存在多個(gè)獨(dú)立的分離單元時(shí)，上述萃取步驟可包括對(duì)煤焦油的多級(jí)萃取，每級(jí)萃取中向萃取塔內(nèi)通入不同的溶劑，并通過(guò)與萃取塔相連的不同的分離單元獲得相應(yīng)的萃取物并回收相應(yīng)的溶劑。在多級(jí)萃取中，后級(jí)萃取使用的溶劑的溶解性應(yīng)高于前級(jí)萃取使用的溶劑的溶解性，以萃取分離而獲得更多的有效組分，且去除更多雜質(zhì)。

對(duì)于煤焦油而言，可分為輕質(zhì)組分、重質(zhì)組分和殘?jiān)蚨鲜鲚腿〔襟E可分為一級(jí)萃取和二級(jí)萃取。當(dāng)然，也可根據(jù)需要進(jìn)行多級(jí)萃取，分離得到更多的組分。當(dāng)進(jìn)行圖5所示的兩級(jí)萃取時(shí)，依照溶解性強(qiáng)弱，溶劑的選擇一般以烷烴類(lèi)、芳烴類(lèi)和溶解性極強(qiáng)的丙酮、四氫呋喃或吡啶的順序開(kāi)展萃取。因此一級(jí)萃取中采用的溶劑優(yōu)選為石油醚、輕油或洗油等，二級(jí)萃取中采用的溶劑選為融解性更強(qiáng)的甲苯等芳烴類(lèi)化合物、丙酮或四氫呋喃等。

一級(jí)萃取時(shí)要求煤焦油在充分?jǐn)嚢韬图訜岬念A(yù)處理?xiàng)l件下，溫度小于120℃，煤焦油與溶劑1按照1:1～3的質(zhì)量比例混合，萃取10-30分鐘，經(jīng)由過(guò)濾篩板8獲得萃取相，萃取相暫存于第一萃取相儲(chǔ)罐21中，萃余物為焦油輕質(zhì)成分，萃取相通過(guò)第一分離器31分離出含有焦粉、煤粉、無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的焦油重質(zhì)瀝青，保存于第一萃取物儲(chǔ)罐51中，同時(shí)對(duì)萃取相進(jìn)行蒸餾后可回收一級(jí)溶劑，并循環(huán)利用。

二級(jí)萃取時(shí)要求焦油在充分?jǐn)嚢?、加熱的預(yù)處理?xiàng)l件下，溫度小于120℃，向一級(jí)萃取完成后的萃余物中加入二級(jí)溶劑，萃余物和二級(jí)溶劑按照1:1～3的質(zhì)量比例混合，萃取10-30分鐘，經(jīng)由篩板過(guò)濾8的萃取相暫存于第二萃取相儲(chǔ)罐22中，通過(guò)第二分離器32分離獲得二級(jí)溶劑和二級(jí)萃取物；此處的萃取物一般為煤焦油中的精制成分，保存于第二萃取物儲(chǔ)罐52中；篩板上的萃余物幾乎為焦油中所有的雜質(zhì)；對(duì)萃取物進(jìn)行蒸餾、回收二級(jí)溶劑循環(huán)使用。

可見(jiàn)，由于煤焦油的不溶于溶劑的雜質(zhì)成分的存在，上述煤焦油萃取工藝還包括過(guò)濾排渣步驟：當(dāng)過(guò)濾篩板8產(chǎn)生堵塞時(shí)，下降過(guò)濾篩板8以與內(nèi)筒4分離，停止通入煤焦油并增大溶劑的通入量，在攪拌裝置的攪拌作用下，將堵塞的雜質(zhì)隨溶劑流入外筒5中，如圖3所示。此外，還可包括如圖4a～4e所示的過(guò)濾篩板清潔步驟：將萃取塔內(nèi)的液體排空，將過(guò)濾篩板8與內(nèi)筒4分離、內(nèi)筒4與外筒5分離，取出過(guò)濾篩板8進(jìn)行清潔。通過(guò)這種過(guò)濾排渣步驟和過(guò)濾篩板清潔步驟，避免了堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生，方便萃取過(guò)程的順利進(jìn)行，方便了裝置維護(hù)。

因此，在完成上述二級(jí)萃取后，通過(guò)提取過(guò)濾篩板8可獲得萃余物，即焦油中所有的煤粉、焦粉、無(wú)機(jī)礦物和少量喹啉不溶物等雜質(zhì)。具體地，通過(guò)打開(kāi)過(guò)濾篩板8，利用少量輕油或者蒽油對(duì)篩板進(jìn)行洗滌，使雜質(zhì)經(jīng)篩板和萃取筒內(nèi)壁的開(kāi)縫處排出，以免堵塞篩板影響過(guò)濾效果。

通過(guò)本發(fā)明的萃取塔、萃取分離系統(tǒng)和工藝，可在溫和條件下(最高萃取溫度＜120℃)及常壓條件下完成對(duì)煤焦油的萃取分離，降低了殘余的瀝青中富含原有煤焦油中的焦粉、煤煤和無(wú)機(jī)礦物質(zhì)成分，獲得的萃取物經(jīng)加氫可獲得輕質(zhì)油，獲得的瀝青通過(guò)簡(jiǎn)便的方法加工作為重要的碳材料原料來(lái)使用。

實(shí)施例1：將80℃左右的煤焦油經(jīng)萃取液進(jìn)入管3輸送至萃取塔的內(nèi)筒4，以等流量的正庚烷為溶劑，使萃取塔的內(nèi)筒4中的煤焦油與溶劑的質(zhì)量比1:1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿9和葉片10一直處于攪拌過(guò)程中，打開(kāi)萃取塔的位于萃取相外排管11中的出口閥，使萃取相進(jìn)入第一萃取相儲(chǔ)罐21中，萃取相經(jīng)第一分離器31(例如蒸餾分離器)分為正庚烷進(jìn)入第一溶劑儲(chǔ)罐41中，萃取物在第一萃取物儲(chǔ)罐51中存儲(chǔ)，第一溶劑儲(chǔ)罐41中的正庚烷循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取，正庚烷循環(huán)使用3次后，第一萃取物儲(chǔ)罐51中獲得的正庚烷萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為35.2；

將溶劑更換為甲苯，甲苯經(jīng)溶劑進(jìn)入管2進(jìn)入萃取塔的內(nèi)筒4，使內(nèi)筒4中的焦油和溶劑質(zhì)量比1:1，電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿9和葉片10一直處于攪拌狀態(tài)，打開(kāi)萃取塔的萃取相外排管11中的出口閥，使萃取相進(jìn)入第二萃取相儲(chǔ)罐22中，萃取相經(jīng)第二分離器22(蒸餾分離器)分為甲苯進(jìn)入第二溶劑儲(chǔ)罐42中，萃取物在第二萃取物儲(chǔ)罐52中存儲(chǔ)，第二溶劑儲(chǔ)罐42中的甲苯循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取，甲苯循環(huán)3次后，第二萃取物儲(chǔ)罐52中獲得甲苯萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為57.1；

打開(kāi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1使過(guò)濾篩板8與內(nèi)筒4的底端分離，加入輕油對(duì)過(guò)濾篩板8進(jìn)行清洗，分離得到甲苯不容物(主要為瀝青質(zhì)、焦渣、礦物質(zhì)等)占原焦油質(zhì)量百分比為7.7。

實(shí)施例2：將50℃左右的煤焦油經(jīng)萃取液進(jìn)入管3輸送至萃取塔的內(nèi)筒4，以等流量的正庚烷為溶劑，在內(nèi)筒4使焦油和溶劑質(zhì)量比1:1，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿9和葉片10一直處于攪拌狀態(tài)，打開(kāi)萃取塔出口閥，萃取相進(jìn)入第一萃取相儲(chǔ)罐21中，萃取相經(jīng)第一分離器31分為正庚烷進(jìn)入第一溶劑儲(chǔ)罐41中，萃取物在第一萃取物儲(chǔ)罐51中存儲(chǔ)，第一溶劑儲(chǔ)罐41中的正庚烷循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取，正庚烷循環(huán)3次后，第一萃取物儲(chǔ)罐51中獲得正庚烷萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為84.2；

將溶劑更換為甲苯，甲苯經(jīng)溶劑進(jìn)入管2進(jìn)入內(nèi)筒4，在內(nèi)筒4中使焦油和溶劑質(zhì)量比1:1，電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)桿9和葉片10一直處于攪拌過(guò)程中，打開(kāi)萃取塔出口閥，萃取相進(jìn)入第二萃取相儲(chǔ)罐22中，萃取相經(jīng)第二分離器22分為甲苯進(jìn)入第二溶劑儲(chǔ)罐42中，萃取物在第二萃取物儲(chǔ)罐52中存儲(chǔ)，第二溶劑儲(chǔ)罐42中的甲苯循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取，甲苯循環(huán)3次后，第二萃取物儲(chǔ)罐52中獲得甲苯萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為13.9；

打開(kāi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1使過(guò)濾篩板8與內(nèi)筒4的底端分離，加入輕油對(duì)過(guò)濾篩板8進(jìn)行清洗，分離得到甲苯不容物(主要為瀝青質(zhì)、焦渣、礦物質(zhì)等)占原焦油質(zhì)量百分比為1.9。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種簡(jiǎn)單變型，例如過(guò)濾篩板8并不限于與攪拌裝置一并安裝及被同一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，過(guò)濾篩板8也可獨(dú)立設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)方便的可拆卸安裝；這些簡(jiǎn)單變型均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。