CN103666513B - 高含尘量煤焦油分离提质工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高含尘量煤焦油分离提质工艺及系统，解决了现有高含尘量煤焦油除尘困难、影响产品品质的问题。技术方案包括高含尘量煤焦油依次经过滤器过滤灰尘，然后送入进料罐进料，再经预热器预热至到200—250℃以上后送入精馏塔精馏得到轻质组分和重质组分，所述轻质组分由精馏塔塔顶馏出后经所述预热器预热除尘后的煤焦油后再送入塔冷凝器冷凝成液态形成轻质焦油，轻质焦油出塔回流槽后分成三部分，一部分回流入精馏塔，另一部分送至焦油混合罐与高含尘量煤焦油混后后再一起送入过滤器过滤灰尘，余下部分送轻焦油储罐。本发明工艺简单、煤焦油除尘效果好、节能降耗、无废水排放、对环境友好、设备投资和运行成本低。

Description

高含尘量煤焦油分离提质工艺及系统

技术领域

本发明涉及一种焦油提质工艺及系统，具体的说是一种高含尘量煤焦油分离提质工艺及系统。

背景技术

目前我国煤焦油主要以烟煤与褐煤为原料生产半焦的副产品，我国每年半焦的生产量在3000万吨左右，煤焦油的生产是在半焦生产的基础上提炼的，按照每年半焦的产量，煤焦油每年产量在300万吨左右，如此大的煤焦油产量，其加工过程是多种多样的，由于各种因素，国内的煤焦油加工工业发展还处于很初级的阶段，规模小、技术水平低、产品少，环保水平差是我国煤焦油加工工业的现状特点。国内最常见的煤焦油加工工艺有以下两种：一是煤焦油蒸馏分离技术，即利用煤焦油中各组分性质有差别，但性质相近的组分较多，用蒸馏技术分离各种馏分，使蒽、酚、萘等欲提取组分产品浓缩到相应馏分中，再进一步采用物理或化学方法分离；二是对煤焦油进行催化加氢处理，生产燃料油品。

褐煤热解提质过程，包括气体热载体和固体热载体工艺，得到的煤焦油中的粉尘含量较大，最大可达30%以上。褐煤热解提质过程产出焦油粉尘含量大有以下几个原因导致：一是褐煤的稳定性差，加热时因水和煤气析出而使煤块破裂，荒煤气会带出大量的煤粉或半焦粉；二是作为热载体的废烟气与煤热解荒煤气混合，干馏出口气量和气速增大，携带煤粉或粉尘量增加；三是煤在热解提质过程，煤变成了干燥疏松多孔的结构，煤的堆密度一般只有450—600Kg/Nm³，热解提质过程煤的粉化现象也比较严重，煤粉由于密度减小和粒度降低极易被气体带出。一般褐煤热解提质过程含尘气体处理采用旋风除尘器除尘，旋风除尘器的除尘效率并不高，除尘效率一般在80—90%，并且小于5μm的粒子基本没有脱除效果，从而导致在收油过程得到的煤焦油中的粉尘含量较大，很难把焦油中的粉尘含量控制在3%以下。

褐煤热解提质过程得到的煤焦油中的粉尘具有下述特点：（1）煤焦油中密度和粒度都较小，密度只有450—600Kg/Nm³，80%以上的粉尘粒度在20μm以下；（2）煤焦油中重质组分高，粘度大。

由于褐煤热解提质过程中得到的煤焦油具有上述特点，因而用一般的过滤分离手段很难将煤焦油的粉尘去除，而煤焦油提质工艺中煤焦油中的粉尘含量超过0.5%wt就会带来加氢处理困难等问题，降低获得的轻质焦油的品质，影响经济收益；而通过水来洗涤焦油又存在耗水量大、污染大，需要油水分离增加工艺难度的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、煤焦油除尘效果好、节能降耗、无废水排放、对环境友好、设备投资和运行成本低的高含尘量煤焦油分离提质工艺。

本发明还提供一种用于上述工艺的系统，具有系统简单、设备投资和运行成本低的优点。

技术方案包括高含尘量煤焦油依次经过滤器过滤灰尘，然后送入进料罐进料，再经预热器预热至到200—250℃以上后送入精馏塔精馏得到轻质组分和重质组分，所述轻质组分由精馏塔塔顶馏出后经所述预热器预热除尘后的煤焦油后再送入塔冷凝器冷凝成液态形成轻质焦油，轻质焦油出塔回流槽后分成三部分，一部分回流入精馏塔，另一部分送至焦油混合罐与高含尘量煤焦油混后后再一起送入过滤器过滤灰尘，余下部分送轻焦油储罐。

所述送入焦油混合罐的轻质焦油与高含尘量煤焦油的混合质量比为0.1—1。所述过滤器为烧结金属式过滤器。

控制所述轻质焦油与高含尘量煤焦油混合后的温度为50—70℃。

控制所述轻质焦油与高含尘量煤焦油混合后的粘度降低到5cP以下。

所述过滤器为烧结金属式过滤器，除尘后的煤焦油中的煤粉含量小于0.01%wt。

所述预热器包括#1预热器和#2预热器，由所述进料罐引出的除尘后煤焦油依次经#1预热器和#2预热器预热后再送入精馏塔；由所述精馏塔塔顶馏出的轻质组分经#1预热器预热除尘后的煤焦油后送入塔冷凝器；所述精馏塔塔底的重质组分为塔底再沸器供热后再经#2预热器进一步预热除尘后煤焦油后，再送入蒸汽发生器副产蒸汽并降温至170℃以下形成重质沥青油，所述重质沥青油送重质沥青油储槽中冷却成型。

本发明高含尘量煤焦油分离提质系统，包括依次连接的过滤器、进料罐、预热器及精馏塔，所述精馏塔塔顶出口经预热器与塔冷凝器、塔回流槽连接，所述塔回流槽的出口分别与精馏塔回流入口、焦油混合罐以及焦油储罐连接，所述焦油混合罐出口与过滤器连接。

所述预热器包括#1预热器和#2预热器，所述焦油混合罐依次与#1预热器、#2预热器和精馏塔连接，所述精馏塔的塔顶出口经#1预热器与塔冷凝器连接；所述精馏塔的塔底出口经再沸器、#2预热器、蒸汽发生器与重质沥青油储槽连接。

所述过滤器优选烧结金属式过滤器。

所述高含尘量煤焦油是指含尘量为大于3%wt的煤焦油。

本发明采用精馏塔馏出的轻质煤焦油作为为稀释介质，与高含尘量煤焦油混合稀释，通过对温度和添加量的控制，使混合后焦油的粘度降低，以满足过滤分离的要求，从而使进入精馏塔前的煤焦油的含尘量降至0.01%wt以下，大大提高了终产品的品质。并且利用自产的轻质焦油部分回用，可以实现连续化操作，避免了用水洗涤除尘带来的设备投资高、油水分离困难、大量废水产生，污染环境等问题。

另一方面，利用预热器对塔顶轻质焦油和塔底经再沸器引出的重质沥青油的能热进行充分回收，并用于精馏前煤焦油的预热，能够进一步保证精馏的效果。进行预热后的重质沥清油还可以进一步副产蒸汽，冷却下来的重质沥清油可固化以方便其储存、运输和利用。

本发明中轻质焦油与高含尘量煤焦油混合后的温度最好控制在50—70℃，这是根据焦油的性质及焦油中的煤尘特性决定的，温度过高加热焦油能耗损失较大，温度过低焦油粘度较大难以通过过滤器，通过进一步的研究比较，最好控制所述轻质焦油与高含尘量煤焦油混合后的粘度降低到5cP以下，在该粘度下能够更好的满足过滤的要求，提高过滤的效率和效果。

有益效果：

1、本发明的工艺利用轻质煤焦油对高含尘量煤焦油进行稀释，降低其粘度，满足过滤分离的要求，过滤处理后的焦油中的煤粉含量小于0.01%wt。

2、焦油分离过程以轻质焦油作为溶剂稀释高含尘量煤焦油，不消耗新鲜水，也不产生废水，不造成环境污染，焦油中的粉尘和重质组分分步骤分离，可得到高品质的轻质煤焦油产品，该工艺在节水、节能、降低设备投资和运行成本、提高产品品质等方面有着突出的优势，特别适用于高含尘量煤焦油的分离与提质。

3、本发明工艺流程充分考虑节能设置，先利用出精馏塔油气对进精馏塔焦油进行预热，再利用出再沸器的高温沥青油对进料煤焦油进行预热，并副产蒸汽，能量回收率高。

4、本发明工艺流程轻质焦油循环量根据高含尘量煤焦油的物性决定，稀释用轻质焦油与高含尘量煤焦油的质量比一般可控制在0.1—1，正常操作时无需外购轻油。

附图说明

图1为本发明工艺流程图暨系统图。

其中，1—精馏塔、2—再沸器、3—塔冷凝器、4—塔回流槽、5—轻焦油泵、6—塔底泵、7—#2预热器、8—蒸汽发生器、9—#1预热器、10—焦油混合罐、11—出料泵、12—焦油过滤器、13—进料罐、14—进料泵、15—重质沥青油储罐、16—轻焦油储罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明系统进行进一步解释说明：

焦油混合罐10与出料泵11、过滤器12（为烧结金属式过滤器）、进料罐13、进料泵14、#1预热器9的壳程、#2预热器7的壳程以及精馏塔1依次连接，所述精馏塔1塔顶出口经#1预热器9的管程依次与塔冷凝器3、塔回流槽4连接，所述塔回流槽4的出口分别与精馏塔回流入口、焦油混合罐10以及焦油储罐16连接。所述精馏塔1的塔底出口经再沸器2、塔底泵6、#2预热器7的管程、蒸汽发生器8与重质沥青油储槽15连接。

工艺过程实施例：

高含尘量煤焦油（含尘量大于3%）与来自塔回流槽4的轻质焦油在焦油混合罐10内混合，控制所述送入焦油混合罐10的轻质焦油与高含尘量煤焦油的混合质量比为0.1—1，混合后的温度为50—70℃，混合后的粘度降低到5cP以下。混合后的高含尘量煤焦油经出料泵11加压送至过滤器12过滤，使煤焦油中的含尘量小于0.01%wt，除尘后的煤焦油经#1预热器9与来自精馏塔塔顶的轻质焦油间接换热预热至160—180℃，然后再经#2预热器7与来自再沸器2的重质沥青油间接换热，进一步预热至200—250℃后，送入精馏塔1精馏得到轻质组分和重质组分，所述轻质组分由精馏塔1塔顶馏出后经#1预热器9预热除尘后的煤焦油并降温至180℃后再送入塔冷凝器3进一步冷凝成液态形成轻质焦油，轻质焦油送入入塔回流槽4收集，出塔回流槽4后的轻质焦油分成三部分，一部分经精馏塔回流入口回流入精馏塔1用于回流降温，另一部分经轻焦油泵5加压后作为溶剂送至焦油混合罐10与高含尘量煤焦油混后后再一起送入过滤器12过滤灰尘，余下部分经轻焦油泵5加压送至轻焦油储罐16。

所述精馏塔1塔底的重质组分为塔底再沸器2供热后再经#2预热器7进一步预热除尘后煤焦油并降温至。。。后，再送入蒸汽发生器8副产压力为。。。的蒸汽并降温至170℃以下形成重质沥青油，所述重质沥青油送重质沥青油储槽15中冷却成型。

最终得到的轻质焦油的含尘量小于0.01%wt，重质沥青油的含尘量为0.1%wt，年处理20万吨原料的系统，经本发明工艺每年可副产3—4万吨低压蒸汽，过滤除掉焦油中99.9%以上的煤粉，除保证稳定可靠的轻质焦油及重质沥青油品质外，还有可观的附加经济效益。

Claims (9)

1.一种高含尘量煤焦油分离提质工艺，高含尘量煤焦油依次经过滤器过滤灰尘，然后送入进料罐进料，再经预热器预热至到200—250℃后送入精馏塔精馏得到轻质组分和重质组分，其特征在于，所述轻质组分由精馏塔塔顶馏出后经所述预热器预热除尘后的煤焦油后再送入塔冷凝器冷凝成液态形成轻质焦油，轻质焦油出塔回流槽后分成三部分，一部分回流入精馏塔，另一部分送至焦油混合罐与高含尘量煤焦油混后后再一起送入过滤器过滤灰尘，余下部分送轻焦油储罐。

2.如权利要求1所述的高含尘量煤焦油分离提质工艺，其特征在于，所述送入焦油混合罐的轻质焦油与高含尘量煤焦油的混合质量比为0.1—1，所述过滤器为烧结金属式过滤器。

3.如权利要求1所述的高含尘量煤焦油分离提质工艺，其特征在于，控制所述轻质焦油与高含尘量煤焦油混合后的温度为50—70℃。

4.如权利要求1所述的高含尘量煤焦油分离提质工艺，其特征在于，控制所述轻质焦油与高含尘量煤焦油混合后的粘度降低到5cP以下。

5.如权利要求1-4任一项所述的高含尘量煤焦油分离提质工艺，其特征在于，所述过滤器为烧结金属式过滤器，除尘后的煤焦油中的煤粉含量小于0.01％wt。

6.如权利要求1所述的高含尘量煤焦油分离提质工艺，其特征在于，所述预热器包括#1预热器和#2预热器，由所述进料罐引出的除尘后煤焦油依次经#1预热器和#2预热器预热后再送入精馏塔；由所述精馏塔塔顶馏出的轻质组分经#1预热器预热除尘后的煤焦油后送入塔冷凝器；所述精馏塔塔底的重质组分为塔底再沸器供热后再经#2预热器进一步预热除尘后煤焦油后，再送入蒸汽发生器副产蒸汽并降温至170℃以下形成重质沥青油，所述重质沥青油送重质沥青油储槽中冷却成型。

7.一种高含尘量煤焦油分离提质系统，包括依次连接的过滤器、进料罐、预热器及精馏塔，其特征在于，所述精馏塔塔顶出口经预热器与塔冷凝器、塔回流槽连接，所述塔回流槽的出口分别与精馏塔回流入口、焦油混合罐以及焦油储罐连接，所述焦油混合罐出口与过滤器连接。

8.如权利要求7所述的高含尘量煤焦油分离提质系统，其特征在于，所述预热器包括#1预热器和#2预热器，所述焦油混合罐依次与#1预热器、#2预热器和精馏塔连接，所述精馏塔的塔顶出口经#1预热器与塔冷凝器连接；所述精馏塔的塔底出口经再沸器、#2预热器、蒸汽发生器与重质沥青油储槽连接。

9.如权利要求7或8所述的高含尘量煤焦油分离提质系统，其特征在于，所述过滤器为烧结金属式过滤器。