CN102206501B - 一种高温油渣重力排放方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，该方法是将煤直接液化后的产物残渣通过排渣系统高温排出，具体包括以下步骤：(1)进行煤液化热油大循环运转；(2)液化装置投煤前，向重力排渣线灌油，打开排污阀排油，使重力排渣管线充满油；(3)开启分离塔真空系统，同时保持热油循环；(4)将含固物料排放至废煤浆罐系统；(5)通过排污阀排出减底物料；(6)用减底物料置换重力排渣管线中的物料；(7)通过重力排渣线实现自动排渣。与现有技术相比，本发明减少排渣时对动设备的依赖性，降低循环泵的负运转荷和分离塔操作难度，提高循环泵的运转寿命，分离塔操作的平稳性，保证煤液化装置长周期运行的可靠性。

Description

一种高温油渣重力排放方法

技术领域

本发明涉及一种油渣的排放方法，更具体地说，是煤直接液化反应后的产物残渣的高温排放方法。

背景技术

煤直接液化工艺过程是将已制备好的煤粉与液化反应过程所产生的液化重油配制成油煤浆，在高温455℃、高压20Mpa下，加氢液化转化为液体产品的过程，整个液化工艺可分成煤浆制备单元、反应单元和分离单元。不管煤直接液化采用何种工艺，煤的转化率都不可能达到100％，最后总有少量未反应物需要排出装置，加上煤中夹带的无机矿物质均以固体形态与液化油和沥青混合在一起，然后经过固液分离(常采用的有减压蒸馏、溶剂萃取、过滤和离心分离等)分离出液化油后剩余的含固体介质称为液化残渣，它是一种高炭、高灰和高硫的物质，在高温状态具有较好的流动性，温度低于300℃后，流动性差，易发生凝固。液化残渣是煤液化工艺生产过程中的主要产物之一，在产物中占有较大的比重，煤液化工艺的连续运行必须将产生的残渣及时排出系统，维持装置的可操作性。

现行煤液化工艺中产生的液化残渣，采用残渣循环泵将分离塔底的残渣排出。但这一流程的排渣能否稳定依赖于循环泵是否能正常运行，由于残渣中的固体含量高达50％，对泵的磨损大，极易磨损失效，泵的耐磨性要求高，且物料在低于300℃时流动性差，塔至循环泵的管线及泵的保温伴热要求高，一旦温度维持偏低，物料粘性加大，流动性变差，使得泵的输送性能大大降低，甚至可能造成泵无法正常工作，导致泵无法送出物料，分离塔满料，整个操作系统无法正常进行，严重时造成分离装置堵塞及整个装置停车。

中国专利200620200027.6，描述了一种液体沥青排渣罐，将液体沥青中的细颗粒杂质排出，采用在排渣罐前设置进料阀，清渣时关闭进料阀再进行清渣。该设备为间隙操作，对于大规模生产装置的操作或需要连续操作的装置，存在排放罐体积过大，操作繁琐，温度高的物料安全性差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种减轻动设备的运行负荷，降低操作难度、提高使用寿命的高温油渣重力排放方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，该方法是将煤直接液化后的产物残渣通过排渣系统高温排出，具体包括以下步骤：

(1)开启进料阀，将热油输入分离塔的热油循环线，进行煤液化热油大循环运转，热油运转过程中，控制分离塔液位，和返回分离塔压力，使分离塔塔底物料排出，热油运行时完成对流程、设备和仪表的调校，同时启动导热油系统，完成对排渣系统的预热；

(2)液化装置投煤前，向重力排渣线灌油，打开排污阀排油，使重力排渣管线充满油；

(3)开启分离塔真空系统，分离塔开始负压运行，真空度为-0.092～-0.098Mpa，同时保持热油循环；

(4)煤浆进料后，反应后的物料进入分离塔，控制塔底液位，将含固物料排放至废煤浆罐系统，每隔2～4小时定期将热油循环线切换到重力排残渣线，通过重力排渣线实现减底自循环，并通过重力排渣线循环5-10分钟，用减底物料置换重力排渣管线中的物料；

(5)通过排污阀排出减底物料，观察塔底残渣成型情况，残渣成型后，控制油渣排出阀向成型机排放液化残渣，打通残渣排放流程；

(6)关闭残渣排出阀，控制返塔压力，使重力排渣线实现减底自循环5-10分钟，用减底物料置换重力排渣管线中的物料；

(7)控制返塔压力，分离塔塔底通过热油循环线自循环，打开油渣排出阀向成型机排渣，通过重力排渣线实现自动排渣。

所述的分离塔包括塔底、塔体、塔连接部、收集器和塔顶，所述的塔体设置在塔顶和塔底之间，塔体内设有填料，塔体靠近塔顶处设有收集器；所述的塔底呈锥体状，从锥体处引出热油循环线，塔底底部连接重力排渣线；所述的塔体上设有进料阀；所述的塔顶连接真空系统。

所述的分离塔为一能耐高温、高真空的容器，耐温最高至400℃，真空达到-0.10Mpa，分离塔的内壁粗糙度为0.2～0.4μm，分离塔进料阀的进料口方向为切向进料，进口处涂内衬陶瓷材料，陶瓷内衬高度为2-10倍的进口管道直径。

所述的热油循环线包括循环线出口阀、循环线调节阀a、循环泵、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀，所述的循环线出口阀设置在塔底的椎体上，所述的循环线入口阀设置在塔体上，循环线出口阀通过管线依次连接循环线调节阀a、循环泵、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀。

所述的管线设夹套管伴热，循环线调节阀a、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀均为夹套阀，夹套内由系统导热油装置提供导热油，控制导热油的温度为330℃-350℃；所述的循环泵根据流量大小选择齿轮泵或离心泵，循环线调节阀a、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀及流体流动部位均采用夹套保温型式。

所述的重力排渣线包括油渣排放阀、排放线调节阀、排放阀、油渣排放液控阀，所述的油渣排放阀设置在塔底底部，油渣排放阀通过管线依次连接排放线调节阀、排放阀、油渣排放液控阀，所述的热油循环线与重力排渣线之间设有循环线排放线控制阀。

所述的重力排渣线的管线和渣排放阀、排放线调节阀、排放阀、油渣排放液控阀均为夹套阀，夹套内330℃-350℃导热油循环，油渣排放阀为偏心旋转阀，防止开关后物料堵塞。

所述的真空系统包括真空系统阀、换热器、压力表和真空罐，所述的换热器一端连接分离塔塔顶，另一端连接真空罐，所述的真空系统阀设置在换热器与分离塔塔顶之间，所述的压力表设置在真空罐上。

所述的分离塔的塔体下部设有液位计，该液位计分别连接循环线压力控制阀和渣油排放液控阀，控制渣油的排出量，所述的分离塔的塔体上部采用差压液位计或浮筒式液位计测量控制轻质组分物料的抽出。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、减轻动设备的运行负荷，降低了分离塔的操作难度。

2、分离塔进料转油线内介质速度较快且含固量高，对设备冲刷、磨损严重，采用切向进料，分离塔底进口处涂内衬陶瓷材料，增加分离塔的耐磨性能，提高设备使用寿命。

3、提高了分离塔的稳定性，有利于实现煤液化装置长周期运行。

附图说明

图1为本发明高温油渣重力排放装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，一种高温油渣重力排渣方法，该方法是将煤直接液化后的产物残渣通过排渣系统高温排出，整个排渣系统由真空系统、分离塔、循环泵、进料管线、循环管线、重力排渣管线、排渣阀和液位测定装置组成。

分离塔包括塔底、塔体2、塔连接部6、收集器7和塔顶，所述的塔体2设置在塔顶和塔底之间，塔体2内设有填料5，塔体靠近塔顶处设有收集器7，塔体分为多节时，多节塔体之间采用塔连接部6连接；所述的塔底呈锥体状，从锥体处引出热油循环线，塔底底部连接重力排渣线；所述的塔体上设有进料阀3，进料阀3前设有入口温度测量计4；所述的塔顶连接真空系统。

本发明所述的分离塔为一能耐高温、高真空的容器，耐温最高至400℃，真空达到-0.10Mpa。为防止残渣在塔底部沉积，塔底部设计为锥型，同时避免塔残渣在分离塔壁上粘连，使该容器易清洗，对容器内壁进行抛光，抛光后容器表面的粗糙度为0.2～0.4μm。分离塔进料口方向为切向进料，避免物料对分离塔冲刷磨损，并在分离塔进口处涂内衬陶瓷材料，提高分离塔的耐磨性能。陶瓷内衬高度为2-10倍的进口管道直径。

所述的真空系统包括真空系统阀9、换热器10、压力表11和真空罐12，所述的换热器10一端连接分离塔塔顶，另一端连接真空罐12，所述的真空系统阀9设置在换热器10与分离塔塔顶之间，所述的压力表11设置在真空罐12上。真空系统将分离塔维持在高真空状态，以便实现液化油与固体物分离。通过循环泵和循环管线将塔底含固物料循环，起到搅动作业，防止发生固体物在设备及管线中的沉积，循环管线上设有切断阀、压力控制阀。分离底部含固量高且易发生凝固，采用核料位计准确测定减压塔底部的液位，根据液位控制排渣管线上的气动调节阀开度，利用减压塔与排渣口的位差产生的重力，克服分离塔的真空度及流动阻力，实现将液化残渣自动连续排出塔外，排渣管线上设有出口切断阀、调节阀、排污阀。排出量由测出液位信号输出，控制排料阀的开度实现。

所述的热油循环线包括循环线出口阀1、循环线调节阀a26、循环泵25、循环线调节阀b24、循环线压力控制阀23、循环线自控阀15和循环线入口阀14，所述的循环线出口阀1设置在塔底的椎体上，所述的循环线入口阀14设置在塔体上，循环线出口阀1通过管线依次连接循环线调节阀a26、循环泵25、循环线调节阀b24、循环线压力控制阀23、循环线自控阀15和循环线入口阀14。热油循环线从分离塔的锥体处引出，通过循环泵25回流至分离塔内，管线设夹套管伴热，循环线调节阀a26、循环线调节阀b24、循环线压力控制阀23、循环线自控阀15和循环线入口阀14均为夹套阀，夹套内由系统导热油装置提供导热油，控制导热油的温度为330℃-350℃。循环泵25根据流量大小选择齿轮泵或离心泵，循环线调节阀a26、循环线调节阀b24、循环线压力控制阀23、循环线自控阀15和循环线入口阀14及流体流动部位均采用夹套保温型式。

所述的重力排渣线包括油渣排放阀18、排放线调节阀19、油渣排放液控阀20、排放阀21，所述的油渣排放阀18设置在塔底底部，油渣排放阀18通过管线依次连接排放线调节阀19、排放阀21、油渣排放液控阀20，所述的热油循环线与重力排渣线之间设有循环线排放线控制阀22。重力排渣线的管线和渣排放阀18、排放线调节阀19、排放阀21、油渣排放液控阀20均为夹套阀，夹套内330℃-350℃导热油循环，油渣排放阀18为偏心旋转阀，防止开关后物料堵塞。

本发明所述的油渣排放阀18为旋转偏心阀，阀芯的回转中心不与旋转轴同心，球面压紧阀座时，容易把结晶、结疤物破坏，流路简单，可减小阀座磨损，Kv值大，“自洁”性能好，对油渣物料可延长使用寿命，具有优良的稳定性。

本发明所述的液位控制为分段控制，分离塔上部采用的液位计(LIC-2)13为差压液位计或浮筒式液位计测量控制轻质组分物料的抽出，油渣循环线的返回口在差压液位计的下方。分离塔下部采用的液位计(LIC-1)16为核料位计控制渣油的排出量。

采用本发明方法进行高温油渣重力排渣具体步骤如下：

煤液化装置热油350℃油运，进料阀3开启，系统循环热油进入分离塔。循环线压力控制阀23、循环线排放线控制阀22、排放阀21、渣油排放液控阀20、排放线调节阀19、油渣排放阀18、真空系统阀9关闭，循环线出口阀1、循环线调节阀a 26、循环线调节阀b24、循环线入口阀14、循环线自控阀15、循环泵25开启，与上述相连阀的管线与煤液化装置结合形成热油运行循环线，通过液位控制(LIC-1)16、循环线压力控制阀23控制分离塔液位，循环线自控阀15控制返回分离塔压力，确保塔底物料由循环线压力控制阀23排出分离塔进入装置其它单元，热油运行时完成对流程、设备和仪表的调校，同时启动导热油系统，完成对排渣系统的预热。打开球阀油渣排放阀18，球阀排放线调节阀19，向重力排渣线灌油。打开排放阀21，向大桶排油，确认重力排渣管线充满油后关闭球阀排放线调节阀19；随后关闭排放阀21。打开真空系统阀9，开启分离塔真空系统，分离塔开始负压运行，真空度为-0.092～-0.098Mpa，同时保持热油循环。

装置达到进煤条件后，煤浆在高温高压进行加氢反应，反应后的物料进入分离塔，循环线压力控制阀23由液位控制(LIC-1)16控制开启，控制塔底液位，将含固物料排放至废煤浆罐系统。每隔2～4小时定期将循环线切换到重力排残渣线，即打开球阀油渣排放阀18，球阀排放线调节阀19、循环线排放线控制阀22，通过循环线自控阀15控制返回压力，确认已经通过重力排渣线实现减底自循环，并通过重力排渣线循环5-10分钟，用减底物料置换重力排渣管线中的物料；通过排污阀21排出减底物料，观察塔底残渣成型情况。残渣成型后，开循环线排放线控制阀22，关循环线压力控制阀23，通过液位控制(LIC-1)16控制渣油排放液控阀20向成型机排放液化残渣，打通残渣排放流程。打开排放线调节阀19，关闭渣油排放液控阀20，通过循环线自控阀15控制返塔压力，重力排渣线实现减底自循环5-10分钟，用减底物料置换重力排渣管线中的物料；通过循环线自控阀15控制返塔压力，关闭循环线排放线控制阀22，塔底通过循环线自循环，打开渣油排放液控阀20向成型机排渣；渣油排放液控阀20的开度由液位控制(LIC-1)16控制，通过重力排渣线将油渣排至，实现自动排渣。

Claims (9)

1.一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，该方法是将煤直接液化后的产物残渣通过排渣系统高温排出，具体包括以下步骤：

（1）开启进料阀，将热油输入分离塔的热油循环线，进行煤液化热油大循环运转，热油运转过程中，控制分离塔液位，和返回分离塔压力，使分离塔塔底物料排出，热油运行时完成对流程、设备和仪表的调校，同时启动导热油系统，完成对排渣系统的预热；

（2）液化装置投煤前，向重力排渣线灌油，打开排放阀排油，使重力排渣管线充满油；

（3）开启分离塔真空系统，分离塔开始负压运行，真空度为-0.092～-0.098Mpa，同时保持热油循环；

（4）煤浆进料后，反应后的物料进入分离塔，控制塔底液位，将含固物料排放至废煤浆罐系统，每隔2～4小时定期将热油循环线切换到重力排残渣线，通过重力排渣线实现减底自循环，并通过重力排渣线循环5-10分钟，用减底物料置换重力排渣管线中的物料；

（5）通过排污阀排出减底物料，观察塔底残渣成型情况，残渣成型后，控制油渣排出阀向成型机排放液化残渣，打通残渣排放流程；

（6）关闭残渣排出阀，控制返塔压力，使重力排渣线实现减底自循环5-10分钟，用减底物料置换重力排渣管线中的物料；

（7）控制返塔压力，分离塔塔底通过热油循环线自循环，打开油渣排出阀向成型机排渣，通过重力排渣线实现自动排渣。

2.根据权利要求1所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的分离塔包括塔底、塔体、塔连接部、收集器和塔顶，所述的塔体设置在塔顶和塔底之间，塔体内设有填料，塔体靠近塔顶处设有收集器；所述的塔底呈锥体状，从锥体处引出热油循环线，塔底底部连接重力排渣线；所述的塔体上设有进料阀；所述的塔顶连接真空系统。

3.根据权利要求2所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的分离塔为一能耐高温、高真空的容器，耐温最高至400℃，真空达到-0.10Mpa，分离塔的内壁粗糙度为0.2～0.4μm，分离塔进料阀的进料口方向为切向进料，进口处涂内衬陶瓷材料，陶瓷内衬高度为2-10倍的进口管道直径。

4.根据权利要求1或2所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的热油循环线包括循环线出口阀、循环线调节阀a、循环泵、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀，所述的循环线出口阀设置在塔底的椎体上，所述的循环线入口阀设置在塔体上，循环线出口阀通过管线依次连接循环线调节阀a、循环泵、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀。

5.根据权利要求4所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的管线设夹套管伴热，循环线调节阀a、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀均为夹套阀，夹套内由系统导热油装置提供导热油，控制导热油的温度为330℃-350℃；所述的循环泵根据流量大小选择齿轮泵或离心泵，循环线调节阀a、循环线调节阀b、循环线压力控制阀、循环线自控阀和循环线入口阀及流体流动部位均采用夹套保温型式。

6.根据权利要求4所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的重力排渣线包括油渣排放阀、排放线调节阀、排放阀、油渣排放液控阀，所述的油渣排放阀设置在塔底底部，油渣排放阀通过管线依次连接排放线调节阀、排放阀、油渣排放液控阀，所述的热油循环线与重力排渣线之间设有循环线排放线控制阀。

7.根据权利要求6所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的重力排渣线的管线和渣排放阀、排放线调节阀、排放阀、油渣排放液控阀均为夹套阀，夹套内330℃-350℃导热油循环，油渣排放阀为偏心旋转阀，防止开关后物料堵塞。

8.根据权利要求1所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的真空系统包括真空系统阀、换热器、压力表和真空罐，所述的换热器一端连接分离塔塔顶，另一端连接真空罐，所述的真空系统阀设置在换热器与分离塔塔顶之间，所述的压力表设置在真空罐上。

9.根据权利要求1所述的一种高温油渣重力排放方法，其特征在于，所述的分离塔的塔体下部设有液位计，该液位计分别连接循环线压力控制阀和渣油排放液控阀，控制渣油的排出量，所述的分离塔的塔体上部采用差压液位计或浮筒式液位计测量控制轻质组分物料的抽出。

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