CN101892064A - 一种煤焦油分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤焦油分离方法,煤焦油进入分离器S分离为渣油和油汽SV,油汽SV进入分馏塔T分离为轻质馏分油和分馏塔底油,对灰分含量高或腐蚀性组分含量高或重组分热缩合起始温度低的煤焦油的分离过程,通过互为备用的分离器S和SB的切换操作,保证分离过程的连续性,具有提高设备开工率,提高产品质量、平稳操作、延长操作周期、降低能耗、大规模降低轻质馏分油储罐投资等优点。

Description

一种煤焦油分离方法
技术领域
本发明涉及一种煤焦油分离方法,使用切换操作的两台分离器和连续操作的分馏塔,特别适合于将中、低温煤焦油分离为渣油和轻质油的过程。
背景技术
众所周知,来自煤热解或煤造气或其它过程的中、低温煤焦油含有大量的适合于加氢转化的轻质油组分(比如常规沸点低于510℃的石脑油组分、柴油组分、蜡油组分),同时中、低温煤焦油或其重油中含有大量的沥青质和灰分,生产运行表明,将其分离为渣油和轻质油的分馏塔,需要定期停工检修,更换塔进料段上部或下段的塔内件,清理堵塞的液流通道。由于煤焦油分离装置开停工程序复杂、停工周期较长(一般5~7天),煤焦油分离装置停工期间,为保证加氢装置的连续运行,必须设置一定规模的煤焦油分离产品储罐,煤焦油分离装置的规模也必须扩大(与其连续生产相比),这样大幅度增大了储罐和装置投资,大幅度增大了储罐占地;如果煤焦油分离装置对轻质油加氢转化采用热进料,煤焦油分离装置热产品进入常温储罐中作备用加氢原料的冷却过程不可避免地形成热损失,其进入加氢工序前需要加热,增大了能耗。
本发明的目的在于提供一种煤焦油分离方法,使用切换操作的两台分离器和连续操作的分馏塔,确保生产过程的长期连续化,类似方法未见报道。
发明内容
本发明一种煤焦油分离方法,包括如下步骤:
①煤焦油进入分离器S分离为渣油和油汽SV;
②油汽SV进入分馏塔T分离为轻质馏分油和分馏塔底油;
③分离器S与分离器SB互为备用。
本发明特征进一步在于:②分馏塔T分离出一个或两个或多个侧线抽出油。
本发明特征进一步在于:①渣油主要由常规沸点高于510℃的组分组成。
本发明特征进一步在于:②分馏塔T的位于下部的侧线抽出油,主要由蜡油组分组成。
本发明特征进一步在于:②分馏塔顶油主要由石脑油组分组成。
本发明特征进一步在于:①以煤焦油进料口为基准,将塔式分离器S划分为上段和下段,煤焦油进入分离器S分离为上升的煤焦油闪蒸油汽和下降的煤焦油闪蒸油液;在分离器S下段,煤焦油闪蒸油液和塔上部流下的液体与自塔底部进入的水蒸汽逆流接触,汽化液相中轻组分,渣油自分离器S底部排出;在分离器S上段,煤焦油闪蒸油汽和塔下部上升的汽相与分馏塔底油逆流接触,汽化液相中轻组分;②至少一部分分馏塔底油进入分离器S。
本发明特征进一步在于:②以油汽SV进料口为基准,将分馏塔T划分为上段和下段,在分馏塔T下段,塔上部流下的液体与自塔底部进入的水蒸汽逆流接触,汽化液相中轻组分。
本发明特征进一步在于:②油汽SV经过脱灰分设施DS脱除至少一部分灰分,脱灰分后油汽DSS进入分馏塔T,含灰分脱除物排出脱灰分设施DS。
本发明特征进一步在于:②油汽SV和一部分分馏塔底油混合后,经过脱灰分设施脱除至少一部分灰分,脱灰分后油汽DSS进入分馏塔T,含灰分脱除物排出脱灰分设施DS。
本发明特征进一步在于:④分离器渣油进入沉降分离罐F分离为澄清油和富含杂质油。
本发明特征进一步在于:④渣油经过热裂解工序得到渣油裂解轻质油,至少一部分渣油裂解轻质油进入分离器S。
本发明特征进一步在于:④分离器渣油经过热裂解工序得到渣油裂解轻质油,至少一部分渣油裂解轻质油进入分馏塔T。
本发明特征进一步在于:分离器S的操作压力一般低于0.06MPa、通常低于0.04MPa;分馏塔T的操作压力一般低于0.06MPa、通常低于0.04MPa。
本发明特征进一步在于:煤焦油可以是来自中温炼焦过程的煤焦油或来自低温炼焦过程的煤焦油或中温煤焦油或低温煤焦油。
具体实施方式
以下详细描述本发明。
本发明所述压力指的是绝对压力。本发明所述的常规沸点指的是物质在一个大气压力下的汽、液平衡温度。本发明所述的常规液体烃指的是常规条件下呈液态的烃类,包括戊烷及其沸点更高的烃类。本发明所述的比重,除非特别说明,指的是常压、15.6℃条件下液体密度与常压、15.6℃条件下水密度的比值。除非特别说明,本发明所述的组分的组成或浓度或含量值均为重量基准值。
本发明所述煤焦油,指的是含有适合于加氢改质组分的煤焦油,它来自煤热解或煤造气或其它过程的煤焦油产品,本发明所述煤焦油可以是来自中温炼焦过程的煤焦油或来自低温炼焦过程的煤焦油或中温煤焦油或低温煤焦油,本发明所述煤焦油含有富含煤沥青组分的渣油组分。
因此,本发明所述煤焦油,可以是煤造气的副产物(低温煤焦油),也可以是煤炼焦煤热解过程(包括低温炼焦、中温炼焦过程)的副产物煤焦油或煤焦油馏份,本发明所述煤焦油还可以是上述煤焦油的混合油。
由于原煤性质和炼焦或造气工艺条件均在一定范围内变化,煤焦油的性质也在一定范围内变化。本发明所述煤焦油的性质比重通常为0.89~1.15,通常金属含量为5~80PPm、硫含量为0.1~0.4%、氮含量为0.6~1.6%。本发明所述煤焦油,有时无机水含量为0.2~5.0%,有时有机氧含量为2.5~11%、特别地为3.5~10%、更特别地为5~10%。
按照本发明,所述煤焦油进行分离之前,通常经过过滤除固体颗粒的过程。
本发明所述渣油指的是煤焦油渣油,主要由常规沸点高于510℃的组分组成。
本发明所述煤焦油石脑油馏份,指的是常规沸点一般为60~220℃、通常为60~200℃的煤焦油馏份。本发明所述煤焦油柴油馏份,指的是常规沸点一般为160~390℃、通常为180~370℃的煤焦油馏份。本发明所述煤焦油蜡油馏份,指的是常规沸点一般为350~530℃、通常为350~510℃的煤焦油馏份。
本发明所述煤焦油轻质馏份油,指的是常规沸点一般为60~530℃、通常为60~510℃的煤焦油馏份油,因此,它可以是煤焦油石脑油馏份、煤焦油柴油馏份、煤焦油蜡油馏份或其混合油。
本发明是一种长周期连续的将煤焦油分离为渣油和轻质油的分离方法,包括如下步骤:①煤焦油进入分离器S分离为渣油和油汽SV;②油汽SV进入分馏塔T分离为轻质馏分油和分馏塔底油;③分离器S与分离器SB互为备用。
分馏塔T可以分离出一个或两个或多个侧线抽出油。
分馏塔T的操作目标,可以是控制位于其下部的侧线抽出油主要由蜡油组分组成,也可以是控制分馏塔顶油主要由石脑油组分组成,便于窄馏分的进一步分类加工。
分离器S的一种操作方式是:①以煤焦油进料口为基准,将塔式分离器S划分为上段和下段,煤焦油进入分离器S分离为上升的煤焦油闪蒸油汽和下降的煤焦油闪蒸油液;在分离器S下段,煤焦油闪蒸油液和塔上部流下的液体与自塔底部进入的水蒸汽逆流接触,汽化液相中轻组分,渣油自分离器S底部排出;在分离器S上段,煤焦油闪蒸油汽和塔下部上升的汽相与分馏塔底油逆流接触,汽化液相中轻组分;②至少一部分分馏塔底油进入分离器S。
分馏塔T的一种操作方式是:②以油汽SV进料口为基准,将分馏塔T划分为上段和下段,在分馏塔T下段,塔上部流下的液体与自塔底部进入的水蒸汽逆流接触,汽化液相中轻组分。分馏塔底油主要由重蜡油组分和轻渣油组分组成,经加热炉单独加热至较高温度后,与经加热炉单独加热的渣油,一起进行焦化或其它联合热加工。利用分馏塔底油结焦温度比渣油结焦温度高的特点,提高分馏塔底油加热温度,有效降低渣油加热温度,延缓渣油加热炉炉管结焦。
本发明的一种操作方式是:②油汽SV经过脱灰分设施DS脱除至少一部分灰分,脱灰分后油汽DSS进入分馏塔T,含灰分脱除物排出脱灰分设施DS。
脱灰分设施DS可以是任意一种合适有效的设备:如旋风分离器、大直径容器重力沉降器、金属锲型网(形成窄缝)过滤器。
本发明的一种操作方式是:②油汽SV和一部分分馏塔底油混合后,经过脱灰分设施脱除至少一部分灰分,脱灰分后油汽DSS进入分馏塔T,含灰分脱除物排出脱灰分设施DS。
可以对本发明的渣油进行澄清处理:④分离器渣油进入沉降分离罐F分离为澄清油和富含杂质油。
一种对本发明的渣油后续热裂解工序得到渣油裂解轻质油进行联合分离方式是:渣油经过热裂解工序得到渣油裂解轻质油,至少一部分渣油裂解轻质油进入分离器S。
一种对本发明的渣油后续热裂解工序得到渣油裂解轻质油进行联合分离方式是:④分离器渣油经过热裂解工序得到渣油裂解轻质油,至少一部分渣油裂解轻质油进入分馏塔T。
本发明分离器S的操作压力一般低于0.06MPa、通常低于0.04MPa;分馏塔T的操作压力一般低于0.06MPa、通常低于0.04MPa。
本发明所述煤焦油可以是来自中温炼焦过程的煤焦油或来自低温炼焦过程的煤焦油或中温煤焦油或低温煤焦油。
本发明所述分离器S与分离器SB互为备用,指的是分离器S与分离器SB工艺功能相同,可以互换。
本发明的优点在于:
①对灰分含量高或腐蚀性组分含量高或重组分热缩合起始温度低的煤焦油的分离过程,通过分离器S和SB的切换操作,可以保证分离过程的连续性,具有提高设备开工率,提高产品质量、平稳操作、延长操作周期、大规模降低轻质油储罐投资、降低能耗等优点。
②分离器S正常运行时,备用期的分离器SB可作分离器S渣油的澄清罐使用,上部液体经加热炉加热后完成焦化或其它热加工,富含灰分的底部液体不经过加热炉直接进入焦化反应器或其它热加工程序。
实施例
中温煤焦油常规分离技术方案如下:中温煤焦油换热升温后经过煤焦油加热炉后进入常规分馏塔进行分离。分馏塔分为上、下两段,分馏塔上段为精馏段,分馏塔下段包括洗涤段、煤焦油原料闪蒸段和水蒸汽汽提段。分馏塔塔顶压力为0.02MPa,全部煤焦油分离为塔顶回流罐排出的塔顶油、塔上部中段抽出油(柴油)、塔下部中段抽出油(蜡油)、洗涤段外甩油和塔底渣油。
表1  脱水后煤焦油轻质油分析数据
  项目   轻质油
  密度(20℃),kg/m3   0.9822
  馏程,℃(D2287)
  IBP/10%   165/222
  30%/50%   289/332
  70%/90%   366/407
  95%/EBP   430/524
  硫,%   0.13
  氮,%   0.7659
  C/H   83.37/9.16
  凝点,℃   10
  粘度(100℃),mm/s2   3.467
  残炭,%   0.47
  酸值,mgKOH/g   0
  重金属,ppm
  Fe   40.47
  Na   0.37
  Ni   0.0143
  V   0.0252
表2  煤焦油渣油分析数据
  项目   数值
  硫含量,%   0.40
  氮含量,%   0.8519
  C/H重量比   89.1/5.90
  残炭,%   37.8
  软化点(环球法),℃   106
  延度(25℃),cm   0
表3  煤焦油组分含量
  组分名称   收率,%   备注
  水   4.22
  轻质油   83.77
  渣油   12.03
  合计   100.00
采用本发明技术方案的实施例如下:①分离器S功能同于常规分离技术方案中的分馏塔下段;②分馏塔T功能同于常规分离技术方案中的分馏塔上段;③分离器S与分离器SB互为备用。实施例操作条件详见表4。该方案的优点在于:①通过分离器S和SB的切换操作,可以保证分离过程的连续性;②分离器S正常运行时,备用期的分离器SB可作分离器S渣油的澄清罐使用,上部液体经加热炉加热后完成焦化或其它热加工,富含灰分的底部液体不经过加热炉直接进入焦化反应器或其它热加工程序。作为实施例的变化,可以采用或组合采用本发明的其它方案。
表4  实施例操作条件表
  序号   技术方案   实施例
  1   进料加热炉操作条件
  1.1   进料流量,kg/h   26101
  1.2   加热炉出口温度,℃   360
  1.3   加热炉出口压力,MPa   0.07
  2   分离器S操作条件
  2.1   顶部压力,MPa   0.045
  2.2   顶部温度,℃   336
  2.3   底部温度,℃   300
  2.4   分馏塔底油流量,kg/h   4757
  2.5   底部汽提水蒸汽流量,kg/h   2468
  2.6   顶部蒸汽SV流量,kg/h   29471
  2.7   渣油流量,kg/h   2794
  2.8   塔顶洗涤油循环量,kg/h   20000
  2.9   塔顶洗涤油外甩量,kg/h   1062
  3   分馏塔操作条件
  3.1   总冷却负荷,MMkcal/h   5.5
  3.2   顶部压力,MPa   0.020
  3.3   顶部温度,℃   105
  3.4   回流温度,℃   40
  3.5   第一侧线抽出温度,℃   178
  ASTMD86,5%馏出点温度,℃   249
  ASTMD86,95%馏出点温度,℃   337
  3.6   第二侧线抽出温度,℃   276
  ASTMD86,5%馏出点温度,℃   354
  ASTMD86,95%馏出点温度,℃   ≮495
  3.7   底部温度,℃   334
尽管本文仅列举一个实施例,但足以表明本发明的效果。

Claims (19)

1.一种煤焦油分离方法,包括如下步骤:
①煤焦油进入分离器S分离为渣油和油汽SV;
②油汽SV进入分馏塔T分离为轻质馏分油和分馏塔底油;
③分离器S与分离器SB互为备用。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
②分馏塔T分离出一个侧线抽出油。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
②分馏塔T分离出两个侧线抽出油。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
②分馏塔T分离出多个侧线抽出油。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
①渣油主要由常规沸点高于510℃的组分组成。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
②分馏塔T的位于下部的侧线抽出油,主要由蜡油组分组成。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
②分馏塔顶油主要由石脑油组分组成。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
①以煤焦油进料口为基准,将塔式分离器S划分为上段和下段,煤焦油进入分离器S分离为上升的煤焦油闪蒸油汽和下降的煤焦油闪蒸油液;在分离器S下段,煤焦油闪蒸油液和塔上部流下的液体与自塔底部进入的水蒸气逆流接触,汽化液相中轻组分,渣油自分离器S底部排出;在分离器S上段,煤焦油闪蒸油汽和塔下部上升的汽相与分馏塔底油逆流接触,汽化液相中轻组分。
②至少一部分分馏塔底油进入分离器S。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
②以油汽SV进料口为基准,将分馏塔T划分为上段和下段,在分馏塔T下段,塔上部流下的液体与自塔底部进入的水蒸气逆流接触,汽化液相中轻组分。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
②油汽SV经过脱灰分设施DS脱除至少一部分灰分,脱灰分后油汽DSS进入分馏塔T,含灰分脱除物排出脱灰分设施DS。
11.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
②油汽SV和一部分分馏塔底油混合后,经过脱灰分设施脱除至少一部分灰分,脱灰分后油汽DSS进入分馏塔T,含灰分脱除物排出脱灰分设施DS。
12.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
④分离器渣油进入沉降分离罐F分离为澄清油和富含杂质油。
13.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
④渣油经过热裂解工序得到渣油裂解轻质油,至少一部分渣油裂解轻质油进入分离器S。
14.根据权利要求1或2或3或4所述的方法,其特征在于:
④分离器渣油经过热裂解工序得到渣油裂解轻质油,至少一部分渣油裂解轻质油进入分馏塔T。
15.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:
分离器S的操作压力低于0.06MPa;分馏塔T的操作压力低于0.06MPa。
16.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:
煤焦油为来自中温炼焦过程的煤焦油。
17.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:
煤焦油为来自低温炼焦过程的煤焦油。
18.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:
煤焦油为中温煤焦油。
19.根据权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于:
煤焦油为低温煤焦油。
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