專利名稱：煤焦油預(yù)處理工藝及成套設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)煤焦油資源的深加工利用領(lǐng)域，提供了一種對(duì)煤焦油進(jìn)行規(guī)?；?中預(yù)處理的工藝方法及成套設(shè)備，以使處理后的煤焦油滿足后續(xù)深加工工藝要求。
背景技術(shù)：
煤焦油是焦化工業(yè)的重要產(chǎn)品之一，其組成極為復(fù)雜。煤焦油中的有機(jī)化合物估 計(jì)有一萬種以上，已被鑒定的約有五百多種，是一種十分復(fù)雜的混合物。2004 2007年，中國(guó)煤焦油產(chǎn)量平均年增長(zhǎng)17.5%。2007年中國(guó)焦油消費(fèi)量為 860萬噸，其中，520萬噸的焦油用于深加工，占焦油總消費(fèi)量的60. 5%。到2010年，預(yù)計(jì)中 國(guó)煤焦油的產(chǎn)量約為1070萬噸。隨著煤焦油深加工技術(shù)的發(fā)展，不斷提取出高附加值產(chǎn)品 的影響，用于深加工的煤焦油量也越來越大。為發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，現(xiàn)代焦油加工向著集中 化、大型化、高質(zhì)量、高效率、多品種和低消耗的方向發(fā)展。煤焦油在進(jìn)行深加工前必須進(jìn)行預(yù)處理，主要為脫水、脫鹽、脫除(機(jī)械)雜質(zhì)等。煤焦油脫水傳統(tǒng)工藝中，煤焦油脫水的步驟可分為初步脫水和最終脫水。初步 脫水一般采用加熱靜置脫水法，即焦油在貯槽內(nèi)用蛇管加熱保溫在70 80°C，靜置36h以 上，焦油與水因密度不同而分離。靜置脫水可使焦油中水分初步脫至4%以下。此外，焦油 初步脫水還有離心脫水法和加壓加熱脫水法等。初步脫水是很重要的操作，可使溶于水中 的大部分鹽類(主要是銨鹽)隨水分一齊排出，有利于以后的焦油加工操作。焦油最終脫水，依生產(chǎn)規(guī)模不同，主要有如下幾種方式1)間歇釜脫水。間歇蒸餾系統(tǒng)中，專設(shè)此釜進(jìn)行焦油最終脫水。釜內(nèi)焦油溫度加 熱至100°C以上，使水蒸發(fā)脫除。脫水釜容積與蒸發(fā)釜相同，一釜脫水焦油供一釜蒸餾用。2)管式爐脫水。連續(xù)焦油蒸餾系統(tǒng)及大型間歇系統(tǒng)(如在年處理12000t的焦油 工段)多數(shù)是應(yīng)用管式爐脫水。經(jīng)初步脫水的焦油送入管式爐連續(xù)加熱到130°C，然后送入 蒸發(fā)器，脫去部分輕油和水。此時(shí)焦油含水降至0.3% 0.5%。在連續(xù)式管爐焦油蒸餾系 統(tǒng)中，焦油最終脫水在管式爐內(nèi)的對(duì)流段進(jìn)行，也可以使焦油脫水至含水0. 3% 0. 5%以 下。煤焦油脫鹽焦油所含水分中溶有氯化銨、硫氰化銨、硫酸銨等，其中主要是氯化 銨。這部分鹽類在焦油最后脫水階段仍留在焦油中，當(dāng)加熱到220 250°C的溫度時(shí)，固定 銨鹽會(huì)分解成游離酸和銨。例如=NH4Cl — HC1+NH3產(chǎn)生的鹽酸存在于焦油中，會(huì)引起管道和設(shè)備嚴(yán)重腐蝕。同時(shí)，銨鹽還會(huì)使焦油餾 分與水起乳化作用，對(duì)萘油餾分的脫酚操作十分不利。因此，焦油必須在蒸餾前進(jìn)行脫鹽處理。傳統(tǒng)焦油脫鹽主要方法有1)在回收鼓風(fēng)冷凝工段采取循環(huán)氨水和冷凝氨水混合的工藝流程，降低固定銨鹽 的濃度。2)采用焦油洗萘流程的粗苯工段，由于焦油中大量銨鹽進(jìn)入終冷循環(huán)水中，可降低焦油中的含鹽濃度；3)焦油在進(jìn)入管式爐前加入碳酸鈉，使固定銨鹽轉(zhuǎn)化為不易分解的鈉鹽。例如NH4CL+Na2C03— NaCL+NH3+C02+H202NH4CL+Na2C03 — (NH4) 2C03+2NaCL脫鹽后的焦油，固定氨含量應(yīng)小于O.Olg/kg焦油，才能保證管式爐的操作正常。 焦油脫鹽處理后生成的鈉鹽留在焦油中，最后殘留在浙青內(nèi)成為浙青灰分，因而會(huì)影響浙 青的質(zhì)量，特別是煉制浙青焦時(shí)影響浙青焦質(zhì)量。由于煤焦油的粘度大，存在一定量的固體機(jī)械雜質(zhì)及油水兩相，而且水相比油相 輕，所以傳統(tǒng)工藝對(duì)除雜沒有好的辦法。目前，三相離心分離設(shè)備技術(shù)已逐步成熟，在煤焦 油預(yù)處理階段應(yīng)用是完全可行的。關(guān)于煤焦油的預(yù)處理方面，中國(guó)專利CN200510047366. 5公開了一種煤焦油中水 分的脫除方法，采用空氣鼓泡加熱脫水。中國(guó)專利CN200610105277.6還公開了一種采用電 場(chǎng)凈化煤焦油的方法。中國(guó)專利CN200710034412. 7公開了一種煤焦油的預(yù)處理方法，采用 溶劑萃取對(duì)煤焦油中雜質(zhì)進(jìn)行分離。中國(guó)專利2007201擬6090公布了一種采用交直流復(fù)合 電場(chǎng)進(jìn)行煤焦油的脫鹽脫水的撬裝式裝置。從傳統(tǒng)煤焦油預(yù)處理工藝和設(shè)備來看，存在能耗高、效率低、效果差的不足。從現(xiàn) 有技術(shù)上分析，針對(duì)煤焦油預(yù)處理的工藝和設(shè)備，在單獨(dú)使用時(shí)，很難適應(yīng)10萬噸/年以上 規(guī)模集中加工的要求，預(yù)處理的效果也難以滿足現(xiàn)代深加工工業(yè)技術(shù)的要求。特別是隨著 對(duì)煤焦油餾分的加氫改質(zhì)工藝的推廣應(yīng)用，對(duì)煤焦油預(yù)處理的工藝指標(biāo)要求已有明顯的提
尚O所以，開發(fā)煤焦油集中預(yù)處理的工藝及成套設(shè)備，才能為現(xiàn)代焦油加工業(yè)發(fā)展提 供充分技術(shù)保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過采用多道工序，對(duì)煤焦油進(jìn)行一種組合式預(yù)處理的工藝方案。應(yīng)用了 現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在沉降、離心、過濾的基礎(chǔ)上，增加兩級(jí)水洗脫鹽、脫水電場(chǎng)設(shè)備。 并對(duì)關(guān)鍵設(shè)備、技術(shù)作了重要改進(jìn)。以使煤焦油預(yù)處理能適應(yīng)現(xiàn)代焦油工業(yè)規(guī)?；罴庸?要求。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案煤焦油預(yù)處理的工藝路線為原料煤焦油罐內(nèi)熱沉降一原料油泵輸送一超級(jí)離心 分離一換熱器升溫一過濾器除雜一一級(jí)水洗電場(chǎng)分離一二級(jí)水洗電場(chǎng)分離一預(yù)處理合格 油深加工。待處理煤焦油原料首先集中混勻輸送到煤焦油儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐內(nèi)有加熱盤管，可以使 煤焦油加熱到一定溫度，一般在70 80°C。在儲(chǔ)罐內(nèi)原料煤焦油保持一定的溫度和靜置 沉降時(shí)間，以使部分水份可通過沉降分離出來。底部煤焦油通過原料泵首先輸送至三相離 心分離設(shè)備中，以進(jìn)一步分離雜質(zhì)和水份。經(jīng)離心分離后的煤焦油須進(jìn)一步換熱，升溫到 120 130°C，再經(jīng)自動(dòng)反沖洗過濾裝置過濾掉部分渣油和雜質(zhì)。過濾后煤焦油分別經(jīng)一級(jí) 高壓電場(chǎng)分離罐和二級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐水洗脫鹽、脫水處理，作為合格的處理后的原料油 進(jìn)入到后續(xù)深加工裝置中。
本發(fā)明的有益效果是(1)采用離心、過濾、兩級(jí)高壓電場(chǎng)分離多道工序?qū)γ航褂?進(jìn)行集中預(yù)處理，確保煤焦油與處理后的質(zhì)量達(dá)到后續(xù)深加工工藝要求。(2)能使煤焦油預(yù) 處理達(dá)到深度脫鹽、脫水、脫雜質(zhì)要求，減輕對(duì)后續(xù)加工裝置如加氫改質(zhì)工藝中的催化劑影 響。( 與傳統(tǒng)工藝相比單位投資少、提高了生產(chǎn)效率、降低能耗、經(jīng)濟(jì)效益高。(4)實(shí)現(xiàn)了 規(guī)模經(jīng)濟(jì)，可以增加產(chǎn)品品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量，有利于采用先進(jìn)技術(shù)消除污染，并提高了資 源利用率。


附圖1是本發(fā)明所采用系統(tǒng)工藝流程圖。圖中煤焦油原料儲(chǔ)罐(1)、原料油泵(2)、三相離心分離機(jī)(3)、換熱器(4)、自動(dòng) 反沖洗過濾器(5)、一級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐(6)、二級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐(7)、高壓電場(chǎng)分離罐電 源(8)、混合器(9)、高壓電場(chǎng)分離罐頂集油包(10)、注水泵(11)、注破乳劑泵(12)、排水口 (13)、預(yù)處理排油口(14)、電場(chǎng)分離罐界位控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)(15)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述不同來源的煤焦油原料經(jīng)集中混勻后輸送到煤焦油原料儲(chǔ)罐(1)，儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)有加 熱盤管，可使待處理煤焦油加熱并維持在70 80°C，經(jīng)靜置沉降36小時(shí)以上。底部煤焦 油經(jīng)原料油泵O)首先輸送至三相離心分離機(jī)(3)，分離出部分雜質(zhì)和水份。經(jīng)離心分離 后的煤焦油經(jīng)換熱器(4)進(jìn)一步升溫到120 130°C，再經(jīng)自動(dòng)反沖洗過濾器( 過濾掉 部分渣油和機(jī)械雜質(zhì)。過濾處理后煤焦油經(jīng)一級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐(6)和二級(jí)高壓電場(chǎng)分離 罐(7)，進(jìn)行兩級(jí)高壓電場(chǎng)水洗脫鹽、脫水處理。注水和破乳劑通過注水泵(11)、和注破乳 劑泵(1 在流量調(diào)節(jié)閥控制下分別注到一級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐(6)和二級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐 (7)。兩級(jí)電場(chǎng)分離罐均包括一個(gè)高壓電場(chǎng)分離罐電源(8)、混合器(9)、高壓電場(chǎng)分離罐頂 集油包(10)及電場(chǎng)分離罐界位控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1 。水洗排出水通過排水口(1 排放至污 水處理系統(tǒng)。合格后煤焦油經(jīng)預(yù)處理排油口(14)送到后續(xù)深加工裝置。應(yīng)用實(shí)例針對(duì)10萬噸/年處理量的高溫煤焦油進(jìn)行連續(xù)預(yù)處理，每小時(shí)流量為 12. 5噸。采用大罐靜置沉降48小時(shí)后，原料煤焦油中仍有3. 6%水份。經(jīng)離心分離后煤焦 油原料中水份為3. 0%左右。自動(dòng)反沖洗過濾器過濾精度為50微米，能過濾掉煤粉、焦粉等 機(jī)械雜質(zhì)。再經(jīng)兩級(jí)高壓電場(chǎng)水洗分離，注水均為新鮮水，注水量各為原料量的5% 8%， 兩級(jí)注水溶性破乳劑量各為原料量的20ppm，電場(chǎng)采用新型高頻脈沖電源，電場(chǎng)電壓0 30000V連續(xù)可調(diào)，脈沖頻率范圍200 10000Hz，最大脈寬比為90 %。實(shí)際運(yùn)行高壓電場(chǎng)電 壓為25000V，運(yùn)行頻率2000 4000Hz，脈寬比50%。處理后煤焦油含水小于0. 5%，含鹽 小于5mgNaCl/L，達(dá)到了煤焦油深加工預(yù)處理要求。
權(quán)利要求
1.煤焦油預(yù)處理工藝及成套設(shè)備，它由靜置沉降、離心分離、過濾分離、高壓電場(chǎng)分離 等多工序組合應(yīng)用，其特征在于主要由三相離心分離機(jī)(3)、自動(dòng)反沖洗過濾器(5)、一級(jí) 高壓電場(chǎng)分離罐(6)、二級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐(7)等組成的成套設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤焦油預(yù)處理工藝及成套設(shè)備，其特征在于一、二級(jí)高壓電 場(chǎng)分離罐包含有高壓電場(chǎng)分離罐電源(8)、混合器(9)、高壓電場(chǎng)分離罐頂集油包(10)、電 場(chǎng)分離罐界位控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)(15)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤焦油預(yù)處理工藝及成套設(shè)備，其特征在于高壓電場(chǎng)分離 罐電源(8)采用新型高頻脈沖電源形式，電場(chǎng)電壓0 30000V連續(xù)可調(diào)，脈沖頻率范圍 200 10000Hz，最大脈寬比為90%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤焦油預(yù)處理工藝及成套設(shè)備，是由煤焦油原料儲(chǔ)罐(1)，三相離心分離機(jī)(3)，自動(dòng)反沖洗過濾器(5)，一級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐(6)，二級(jí)高壓電場(chǎng)分離罐(7)等共同組成的集成化預(yù)處理系統(tǒng)。適合現(xiàn)代煤焦油深加工工業(yè)中規(guī)?；疃阮A(yù)處理脫鹽、脫水、脫雜質(zhì)的工藝要求。高壓脈沖電源的使用大大提高了兩級(jí)電場(chǎng)分離設(shè)備的處理效果。
文檔編號(hào)C10C1/00GK102079983SQ20091022489
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者劉建春, 王龍祥 申請(qǐng)人:江蘇三星化工有限公司