CN101775306A - 一种硬质沥青的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种硬质沥青的生产方法，涉及一种沥青的生产方法，煤焦油送入管式炉加热后送入二段蒸发器蒸馏制得中温沥青，然后送入反应塔，反应后的沥青送入改质塔，改质塔内闪蒸后制得硬质沥青。本发明通过与配套设备的结合使用，在生产中还可以通过控制反应时间、压强和温度生产出硬质沥青；使用中温沥青与高温焦油混合制备硬质沥青，反应温度通过调整高温焦油的加入比例来调节，生产工艺不需要二次加热，不会消耗热能，节约了资源；在负压低温下生产，也更环保；缩短了生产硬质沥青所需的反应时间达到40％以上，生产产率得以提高，甲苯不溶物可提高2-3％，即甲苯不溶物的含量可达到27-29％。
Description
技术领域
本发明涉及一种沥青的生产方法，具体的说是一种硬质沥青的生产方法。
背景技术
目前，在国内生产硬质沥青的技术还不够成熟，硬质沥青的需求主要靠进口，但是在国外硬质沥青普遍采用中温沥青闪蒸工艺，该工艺产品质量一般，该工艺投资大，设备配件昂贵，能耗高，污染环境，装置停车检修频繁，操作人员劳动强度大，其硬质沥青的甲苯不溶物较低，一般含量小于25％，且含量值不容易控制，如果将甲苯不溶物的含量提高2-3％，可显著改变硬质沥青的质量。而且生产工艺所需的配套设备也较昂贵，用这种生产工艺来生产硬质沥青成本会很高，而且这种工艺生产时间较长，工艺流程较复杂，同时也都需要对生产过程进行二次的加热，浪费热能，提高了成本，也不环保，不符合节能减耗降排的发展要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题的不足，提供了一种硬质沥青的生产方法，不需二次加热，具有节能环保、质量好等优点。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种硬质沥青的生产方法，采用的生产装置包括管式炉、二段蒸发器、馏分塔、反应塔、改质塔、冷却器、气液分离器、真空泵和收集器，制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用煤焦油作原料，将原料送入管式炉后，加热至375-420℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二段蒸发器，另有一路高温焦油经副管道直通反应塔，用于反应塔内物料的温度控制和混合反应；
步骤二：高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间5-30分钟，蒸馏温度360-370℃，生成中温沥青，蒸馏过程中的油气经馏分塔冷却后收集，生成的中温沥青送入反应塔；
步骤三：中温沥青送入反应塔后，将反应塔内的气压控制在20-80KPa，塔内反应温度控制在370-390℃，当温度低于所需温度时，开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入高温焦油，注入量以反应塔内温度升至所需范围止；
步骤四：送入反应塔中的沥青，在反应塔内反应10-120分钟，使沥青中的甲苯不溶物含量达到25％以上，反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，反应后的沥青送入改质塔；
步骤五：沥青送入改质塔后，使改质塔内形成负压，负压控制在-90--10KPa，进行闪蒸，闪蒸时间为5-120分钟，闪蒸过程中产生的油气经油气管排出后，经冷却、分离后收集，闪蒸后的沥青送入收集器，即制得硬质沥青。
本发明，所述的原料煤焦油中密度1.15-1.21，灰份≤0.13％，萘含量≥7％，甲苯不溶物3.5-7.0％，当温度在80℃时的恩氏粘度≤4.0。
本发明的有益效果是：
本方法通过与配套设备的结合使用，在生产中还可以通过控制反应时间、压强和温度生产出硬质沥青；使用中温沥青与高温焦油混合制备硬质沥青，反应温度通过调整高温焦油的加入比例来调节，生产工艺不需要二次加热，不会消耗热能，节约了资源；在负压低温下生产，也更环保；缩短了生产硬质沥青所需的反应时间达到40％以上，生产产率得以提高，甲苯不溶物可提高2-3％，即甲苯不溶物的含量可达到27-29％。
附图说明
图1是本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式：
一种硬质沥青的生产方法，采用的生产装置包括管式炉、二段蒸发器、馏分塔、反应塔、改质塔、冷却器、气液分离器、真空泵和收集器。
实施例一
一种硬质沥青的生产方法，制备方法包括如下步骤：
步骤一：原料煤焦油中密度1.21，当温度在80℃时的恩氏粘度4.0，灰份0.13％，萘含量7％，甲苯不溶物7.0％，通过管式炉对原料煤焦油进行加热至420℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二段蒸发器，管式炉还另设有一路副管道直通反应塔，用于对反应塔内物料的反应温度调节控制和混合反应；
步骤二：高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间5分钟，蒸馏温度370℃，生成中温沥青，蒸馏过程中的油气从二段蒸发器塔顶排出经馏分塔冷却后收集，生成的中温沥青经过主管道送入反应塔；
步骤三：中温沥青送入反应塔后，将反应塔内的气压控制在80KPa，反应塔内的反应温度控制在390℃，中温沥青的温度为370℃低于反应所需温度，此时开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入420℃高温焦油调节反应塔内反应温度，反应塔内温度升至390℃时候关闭副管道上的控制阀；
步骤四：送入反应塔中的中温沥青和高温焦油，在反应塔内反应120分钟，使沥青中甲苯不溶物含量达到29％，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，将反应后的沥青送入改质塔；
步骤五：沥青送入改质塔后，通过真空泵将改质塔的负压控制在-10KPa，进行120分钟的闪蒸，闪蒸过程中产生的油气经油气管排出到冷却器和气液分离器，经冷却、分离后收集到闪蒸油槽，将闪蒸后的沥青送入收集器，即制得硬质沥青。
实施例二
一种硬质沥青的生产方法，制备方法包括如下步骤：
步骤一：原料煤焦油中密度1.18，当温度在80℃时的恩氏粘度3.0，灰份0.1％，萘含量8％，甲苯不溶物5.0％，将原料送入管式炉后，加热至375℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二段蒸发器，另有一路高温焦油经副管道直通反应塔，用于反应塔内物料的温度控制和混合反应；
步骤二：高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间20分钟，蒸馏温度365℃，生成中温沥青，蒸馏过程中的油气从二段蒸发器塔顶排出经馏分塔冷却后收集，将中温沥青送入反应塔；
步骤三：将中温沥青送入反应塔后，将反应塔内的气压控制在20KPa，塔内反应温度控制在370℃，中温沥青的温度为365℃低于反应所需温度，此时开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入375℃的高温焦油，反应塔内温度升至370℃时候关闭副管道上的控制阀；
步骤四：送入反应塔中的中温沥青和高温焦油，在反应塔内混合反应10分钟，将沥青中甲苯不溶物含量达到27％，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，将反应后的沥青送入改质塔；
步骤五：沥青送入改质塔后，通过真空泵将改质塔的负压控制在-90KPa，进行进行5分钟的闪蒸，闪蒸过程中产生的油气经油气管排出到冷却器和气液分离器，经冷却、分离后收集到闪蒸油槽，将闪蒸后的沥青送入收集器，即制得硬质沥青。
实施例三
一种硬质沥青的生产方法，制备方法包括如下步骤：
步骤一：原料煤焦油中密度1.15，当温度在80℃时的恩氏粘度1.0，灰份0.05％，萘含量10％，甲苯不溶物3.5％，加热至400℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二段蒸发器，另设有一路副管道直通反应塔，用于反应塔内物料的温度控制和混合反应；
步骤二：高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间30分钟，蒸馏温度360℃，生成中温沥青，蒸馏过程中的油气从二段蒸发器塔顶排出经馏分塔冷却后收集，将生成的中温沥青送入反应塔；
步骤三：中温沥青送入反应塔后，将反应塔内的气压控制在50KPa，塔内反应温度控制在378℃，中温沥青的温度为360℃低于反应所需温度，此时开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入400℃的高温焦油，反应塔内温度升至378℃时候关闭副管道上的控制阀；
步骤四：送入反应塔中的中温沥青和高温焦油，在反应塔内混合反应20分钟，将沥青中甲苯不溶物含量达到28％，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，将反应后的沥青送入改质塔；
步骤五：沥青送入改质塔后，通过真空泵将改质塔的负压控制在-70KPa，进行进行30分钟的闪蒸，闪蒸过程中产生的油气经油气管排出到冷却器和气液分离器，经冷却、分离后收集到闪蒸油槽，将闪蒸后的沥青送入收集器，即制得硬质沥青。制得的硬质沥青产品所达到的指标和参数如下：沥青软化点105℃，甲苯不溶物28％，喹啉不溶物9％，灰分0.20％，挥发份58％，其产品指标优于目前同类产品。
本发明所使用的管式炉和二段蒸发器为焦油制沥青生产工艺中的通用设备。管式炉通过主管道与二段蒸发器连接，二段蒸发器的出料口通过管道与反应塔上的物料入口连接，管式炉通过副管道与反应塔上的高温料进口连接。
本发明采用的反应塔是为一密闭容器，反应塔上部设有两个进料口，分别与管式炉和二段蒸发器连接，用于输入中温沥青和高温焦油。在与进料口连接的管道上设置阀门，用于控制进料量，以达到调温的目的。反应塔顶部还设有油气出口，并通过输送管与二段蒸发器连接，将反应过程中从沥青中分离出的油气重新送回二段蒸发器内并排除到馏分塔内被收集。在反应塔下部设有两个出料口，分别与收集器和改质塔连接，用于中温改质沥青的输出以及向改质塔输送沥青。在反应塔上设置液位计接口和温度计接口，便于检测塔内沥青量和温度。由于在反应塔开始用于生产之前，塔内温度较低，若此时中温物料进入反应塔，温度下降较多，调整反应塔内温度时需要掺入的高温焦油太多。因此，可以在反应塔内或者塔外设置预热装置，预热装置由铺设在反应塔底部的加热管组成，加热管内通入高温蒸汽，起到预热反应塔的作用。设备开始工作后，物料源源不断进入反应塔，塔内温度由物料保持，不需加热，可停止输入高温蒸汽。
本发明所使用的改质塔为密闭容器，上部设有物料进口用于接收从反应塔送入的沥青，改质塔顶部设置用于油气排出口，油气排出口通过管道与冷却器、气液分离器和真空泵顺序连接。在抽真空的同时，将闪蒸过程分离出的油气抽出，经冷却分离后收集。改质塔底部设有收集口，通过管道与收集器连接。为提高改质塔的闪蒸效果，可在塔内设置一个分散器，使进入改质塔的沥青分散下落，增大沥青与空气的接触面，提高闪蒸产率。分散器可以从中轴线剖开的钢管交叉焊接组成，并架设在改质塔内，剖开面朝上，并在底部打孔。输入改质塔的沥青落在分散器内，顺钢管流动并由底部钻孔落下，当进入的沥青达到最大量时，还可以从两侧溢出，起到均匀分散的作用。其分散器的设置形式不限于以上描述，只要能起到分散作用即可。
Claims (2)
1.一种硬质沥青的生产方法，采用的生产装置包括管式炉、二段蒸发器、馏分塔、反应塔、改质塔、冷却器、气液分离器、真空泵和收集器，其特征在于：制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用煤焦油作原料，将原料送入管式炉后，加热至375-420℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二段蒸发器，另有一路高温焦油经副管道直通反应塔，用于反应塔内物料的温度控制和混合反应；
步骤二：高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间5-30分钟，蒸馏温度360-370℃，生成中温沥青，蒸馏过程中的油气经馏分塔冷却后收集，生成的中温沥青送入反应塔；
步骤三：中温沥青送入反应塔后，将反应塔内的气压控制在20-80KPa，塔内反应温度控制在370-390℃，当温度低于所需温度时，开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入高温焦油，注入量以反应塔内温度升至所需范围止；
步骤四：送入反应塔中的沥青，在反应塔内反应10-120分钟，使沥青中的甲苯不溶物含量达到25％以上，反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，反应后的沥青送入改质塔；
步骤五：沥青送入改质塔后，使改质塔内形成负压，负压控制在-90--10KPa，进行闪蒸，闪蒸时间为5-120分钟，闪蒸过程中产生的油气经油气管排出后，经冷却、分离后收集，闪蒸后的沥青送入收集器，即制得硬质沥青。
2.如权利要求1所述的一种硬质沥青的生产方法，其特征在于：所述的原料煤焦油中密度1.15-1.21，灰份≤0.13％，萘含量≥7％，甲苯不溶物3.5-7.0％，当温度在80℃时的恩氏粘度≤4.0。
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