CN103756704B - 一种改质沥青的生产系统及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改质沥青的生产系统及制备方法，将来自焦油加工装置二次蒸发器的中温沥青通过管道送入带有闪蒸油气处理装置的改质中间体沥青加工设备，经真空闪蒸器闪蒸后产生的闪蒸油气进入重油处理设备进行重洗油馏分的分离及冷凝回收利用，并将闪蒸后生成的改质中间体沥青送入沥青改质反应设备生产改质沥青。本发明显著提升了改质沥青的各项指标，极大地减少了能源与动力消耗，保证了整个反应过程没有污染物外泄。

Description

一种改质沥青的生产系统及其制备方法

技术领域

本发明涉及改质沥青生产技术领域，特别涉及一种改质沥青的联产系统及制备方法。

背景技术

硬质沥青及改质沥青是以中温沥青为原料，经过相应处理制得的。以沥青为原料生产改质沥青的生产方法主要有氧化热聚法、常压热聚法、加压热聚法、真空闪蒸法等。

氧化热聚法是将沥青装入带加热装置的反应釜中，向反应釜内通入压缩空气进行反应，该方法的主要问题是难于平衡改质沥青软化点的高低与喹啉不溶物含量的关系，很难生产出合格的产品。

常压热聚法是目前国内普遍采用的一种方法，该法虽然可以得到比较满意的产品，但是由于使用燃料燃烧烟气加热聚合釜，其烟气的流速较快、焓值较低，加热过程的热效率低，能量消耗大，且容易造成反应釜内物料受热不均，局部过热而结焦。

加压热聚法除具有常压热聚法的缺点外，还有采用高压设备致使设备投入增加及操作复杂的缺点。

闪蒸法由于仅对沥青进行闪蒸处理，缺少热聚合，从而造成产品的甲苯及喹啉不溶物较低。

中国专利CN 101775304 A公开了一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，该方法是将煤焦油送入管式炉加热后，送入二段蒸发器，经蒸馏形成中温沥青后进入反应塔，在反应塔内加热反应，生成的沥青直接进入收集塔，即制得中温改质沥青；从反应塔内向改质塔送入部分沥青，在负压条件下进行闪蒸，闪蒸结束后进入收集塔，即制得改质沥青。该方法采用先反应后闪蒸的工艺，沥青未经闪蒸处理即进行反应，沥青中轻组分含量较高，造成沥青反应过程中次生TI值较低，导致改质沥青中β树脂含量低，影响到产品的质量；同时，由于反应过程中轻组分的蒸发量较大，带走热量多，使能量消耗增加。

中国专利CN 1256406C公开了一种间歇单釜式中温及改质沥青生产工艺，该工艺在单釜内一次完成中温及改质沥青的生产。首先将煤焦油转入反应釜内，加热脱水。脱水结束后，继续升温采出三混油及蒽油，残留物经冷却处理制得中温沥青。对中温沥青继续加热反应，生产改质沥青。生产过程中采用煤气作为热源。该工艺的主要问题是采出的油品质量不理想，且由于采用间歇工艺，生产能力有限；其全部工艺过程均在一个反应釜内完成，物料加热时间长，同时，由于采用煤气明火加热，容易造成反应釜内结焦，影响设备的使用寿命及传热效果，使得能源及动力消耗大幅增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效、节能、低损耗、无污染的改质沥青的生产系统。

本发明的另一个目的是提供一种改质沥青的制备方法。

本发明的改质沥青的生产系统及其制备方法是通过以下方式实现的。

本发明的改质沥青的生产系统，包括带有闪蒸油气处理装置的改质中间体沥青加工设备和沥青改质反应设备，其特征在于：

所述的带有闪蒸油气处理装置的改质中间体沥青生产设备包括通过管道与焦油加工装置的二次蒸发器相连接的真空闪蒸器，通过管道与此真空闪蒸器顶部的闪蒸油气出口相连接的重油冷却器，通过管道与此重油冷却器相连接的重油分离器，通过管道与此重油分离器底部相连接的重油密封罐，此重油密封罐通过管道与重油储槽相连接，通过管道与所述重油分离器的顶部相连接的真空冷凝器，通过管道与此真空冷凝器底部相连接的真空罐，通过管道与此真空罐的顶部相连接的真空泵，所述真空罐的底部与废油罐相连接；

所述的真空闪蒸器，包括壳体，设在此壳体顶部的闪蒸油气出料口和液位计连接口，设在所述壳体一侧中部的进料口，所述的进料口通过管道与焦油加工装置的二次蒸发器中温沥青出口相连接，设在此进料口下方的温度计，设在所述壳体另一侧的人孔，设在此人孔下方的压力平衡口，设在所述壳体下部的改质中间体沥青出口，所述的闪蒸油气出口与重油冷却器相连接，一端插入所述壳体内，另一端与所述进料口相连接的进料管，所述的进料管为加长进料管，其进料管的长度为壳体直径的4/5，并在所述进料管的下部设有物料流出口，在所述进料管的下部设有与所述壳体内壁相连接的圆形分布器；

所述的圆形分布器由环形降液管组群，与此环形降液管组群交替排列设置的环形升气管组群所组成；

所述的沥青改质反应设备包括第一沥青换热器，与第一沥青换热器连接的沥青密封罐，与沥青密封罐连接的沥青泵，及与沥青泵连接的改质反应釜，与改质反应釜连接的第二沥青换热器以及与改质反应釜和第二沥青换热器连接的热熔盐供热系统；

所述的热熔盐供热系统由热熔盐炉，一端通过管道与热熔盐炉出料口连接，另一端与第二沥青换热器上的热熔盐进料口连接的热熔盐泵，一端与第二沥青换热器上的热熔盐出料口连接，另一端与热熔盐炉进料口连接的输送管道所组成；

在所述的第一沥青换热器上分别设有通过改质中间体沥青输送管道与真空闪蒸器的改质中间体沥青出口连接的改质中间体沥青进料口，换热后的改质中间体沥青出料口，与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油输送管连接的第一沥青换热器煤焦油进料口和第一沥青换热器煤焦油出料口；

所述的沥青密封罐的进料口通过管道与第一沥青换热器的改质中间体沥青出料口相连，所述的沥青密封罐的出料口通过管道与沥青泵进料口相连接，所述的沥青泵的出料口通过管道与沥青加热器的改质中间体沥青进料口相连；

在所述的第二沥青换热器上设有与热熔盐供热系统连接的热熔盐进料口和换热后热熔盐出料口；

所述的改质反应釜由带有热熔盐介质夹套的壳体，设置在壳体上部的物料入口和沥青烟气排放口，设置在壳体内的搅拌装置，设置在壳体下部的物料出口，所述的熔盐介质夹套为半管式熔盐介质夹套，在热熔盐介质夹套下部设有的热熔盐进料口，在热熔盐介质夹套上部的设有换热后熔盐出料口，所述的热熔盐进料口亦通过管道与热熔盐泵连接，所述的熔盐出料口亦通过管道与热熔盐炉相连接，使熔融流动状态下的热熔盐在改质反应釜的熔盐介质夹内套形成闭路循环系统；

所述的改质反应釜的物料入口通过管道与第二沥青换热器的改质中间体沥青出料口相连接；所述的改质反应釜的物料出口通过管道和沥青泵与改质沥青成型装置相连接，所述的沥青烟气排放口与洗涤装置相连接。

所述的搅拌装置由设置在带有热熔盐介质夹套的壳体顶部的搅拌电机及减速机，与此减速机连接的搅拌桨，设置在搅拌桨外侧非金属刮板所组成。

所述的环形降液管组群由降液管，与此降液管连接的支撑件Ⅰ和通过支撑件Ⅰ与降液管下部连接的溅液盘所组成，所述的降液管为200～700根，所述的溅液盘低于降液管底部30～70mm。

所述的环形升气管组群由升气管，与此升气管连接的支撑件Ⅱ和通过支撑件Ⅱ与升气管上部连接的伞帽所组成，60～210根，所述的伞帽高于升气管顶部30～70mm。

本发明的一种改质沥青的制备方法，其特征在于：将来自焦油加工装置二次蒸发器的中温沥青通过管道送入带有闪蒸油气处理装置的真空闪蒸器内，经真空闪蒸器闪蒸后分离出的闪蒸油气进入重油处理设备进行冷凝回收利用，并将闪蒸后的改质中间体沥青送入沥青改质反应釜内生产改质沥青，具体步骤如下：

1）首先启动真空泵，对真空闪蒸器进行抽真空，使真空闪蒸器的真空度保持在-20KPa～-5KPa；

2）来自二次蒸发器的温度为360℃～370℃的中温沥青自流进入真空闪蒸器内，通过进料管上的物料流出口均匀排放到圆形分布器上，并迅速流动布满圆形分布器表面；

3）中温沥青在真空闪蒸器的圆形分布器上均匀分布，并通过圆形分布器上的降液管向下流出，落在溅液盘上进一步分散，在溅液盘上自中心向下呈放射状流下，使得中温沥青液膜厚度在1～2mm；中温沥青中的蒽油和重洗油迅速挥发出来，通过圆形分布器上的升气管逸出，并经真空闪蒸器顶部的闪蒸油气出口进入重油冷却器内，中温沥青在闪蒸器内的闪蒸时间为3～20min；

4）闪蒸油气在重油冷却器内冷却到80～100℃成为重油馏分，进入重油分离器内，进行气液分离；

5）重油分离器内分离出的重油馏分进入重油密封罐，此重油密封罐内的重油馏分通过管道送到重油储槽；

6）重油分离器分离出的不凝气体通过管道进入真空冷凝器，在真空冷凝器内冷却至30℃～40℃，冷却后的不凝气体通过管道进入真空罐内；

7）真空罐内的不凝气体经真空泵送到尾气洗涤系统洗涤，洗涤后的不凝气体送到管式炉燃烧；

8）闪蒸后生成的改质中间体沥青自流进入沥青换热器，在沥青换热器内与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油换热，并提温到340℃～380℃，提温后的改质中间体沥青自流送入沥青密封罐；

9）启动熔盐泵，通过管道往第二沥青换热器送入500℃以上的热熔盐；

10）沥青泵从沥青密封罐上部抽出改质中间体沥青送入第二沥青换热器，进入第二沥青换热器内的改质中间体沥青经热熔盐加热提温到380℃～450℃后进入改质反应釜内，启动搅拌装置对提温后的改质中间体沥青进行搅拌，使改质中间体沥青在改质反应釜内进行热聚合反应，反应时间为3～8小时，同时熔盐泵还向改质反应釜的夹套内通入500℃以上的热熔盐作为改质改质反应釜保温的热载体，搅拌装置的搅拌浆侧面设置的非金属刮板将釜壁上附着的沥青刮下；

11）反应结束后，改质沥青的软化点为（水银法）105～125℃，甲苯不溶物含量32～36%，喹啉不溶物含量9～14%，β树脂含量大于24%，结焦值54～65%，灰分小于0.3%，水分小于1%，启动沥青泵将改质反应釜内的合格改质沥青送改质沥青成型系统，包装入库。

本发明的优点是：

本发明由于采用了中温沥青自焦油加工装置的二次蒸发器直接自流进入真空闪蒸器的方式，充分利用中温沥青自身温度高、焓值大的特点，中温沥青在负压状态下进行闪蒸时不需要外加热源即可得到符合要求的用于生产改质沥青的改质中间体沥青。闪蒸过程中有少量的热损失，通过换热器换热提温，再经过沥青加热器经熔盐加热后，就可以达到改质中间体沥青进行改质反应的温度，减少了动力及能源消耗。自焦油加工装置的二次蒸发器到沥青泵，沥青的输送依靠设备位差自流输送，节省了动力消耗。

同时，在改质中间体沥青的改质反应阶段，本发明采用了热熔盐作为改制反应釜内改质中间体沥青和沥青加热器的加热热源，很好的解决了改质反应釜内物料受热不均以及由此带来的结焦问题。由于熔盐的比热容较大，便于改质中间体沥青聚合过程的保温操作，使得改质中间体沥青聚合的反应过程更加平稳，生成的改质沥青的质量指标更加稳定。在聚合之前，中温沥青先进行闪蒸处理，提高了中温沥青中TI值、QI值及反应过程中次生TI的含量，使得产品中TI值、QI值及β树脂含量达到更为理想的指标。同时改质反应釜的顶部设有沥青烟气排放口与洗涤装置相连，保证了整个反应过程没有污染物外泄。

附图说明

图1为本发明的改质沥青的生产系统示意图。

图2为本发明真空闪蒸器结构示意图。

图3为本发明真空闪蒸器A部分的结构示意图。

图4为本发明改质反应釜结构示意图。

图5为本发明的改质沥青的生产系统另一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1-图4所示，本发明的改质沥青的生产系统，包括改质中间体沥青加工设备，沥青改质反应设备和连接改质中间体沥青加工设备及沥青改质反应设备的改质中间体沥青输送管道17，其特征在于：

所述的改质中间体沥青加工设备包括通过管道16与焦油加工装置的二次蒸发器相连接的真空闪蒸器1，通过管道与此真空闪蒸器1顶部的闪蒸油气出口相连接的重油冷却器2，通过管道与此重油冷却器2相连接的重油分离器3，通过管道与此重油分离器3底部相连接的重油密封罐4，此重油密封罐4通过管道与重油储槽相连接，通过管道与所述重油分离器3的顶部相连接的真空冷凝器5，通过管道与此真空冷凝器5底部相连接的真空罐6，通过管道与此真空罐6的顶部相连接的真空泵7，所述真空罐6的底部与废油罐相连接，图中15为冷却介质输送管道。

如图3所示，本发明所述的真空闪蒸器1，包括壳体1-1，设在此壳体1-1顶部的闪蒸油气出口1-10和液位计连接口1-11，设在所述壳体一侧中部的进料口1-7，所述的进料口1-7通过管道16与焦油加工装置的二次蒸发器出料口相连接，设在此进料口1-7下方的温度计1-6，设在所述壳体1-1另一侧的人孔1-2，设在此人孔1-2下方的压力平衡口1-4，设在所述壳体1-1下部的改质中间体沥青出料口1-5，所述的闪蒸油气出料口1-10与重油冷却器2相连接，一端插入所述壳体1-1内，另一端与所述进料口1-7相连接的进料管1-8，所述的进料管1-8为加长进料管，其进料管1-8的长度为壳体直径的4/5，并在所述进料管1-8的下部设有物料流出口1-9，在所述进料管1-8的下部设有与所述壳体内壁相连接的圆形分布器1-3；

所述的圆形分布器1-3由环形降液管组群，与此环形降液管组群交替排列设置的环形升气管组群所组成；

优选的所述的环形降液管组群由降液管1-3-4，与此降液管1-3-4连接的支撑件Ⅰ1-3-5和通过支撑件Ⅰ1-3-5与降液管下部连接的溅液盘1-3-6所组成，所述的降液管1-3-4为200～700根，所述的溅液盘低于降液管底部30～70mm；

如图4所示，所述的环形升气管组群由升气管1-3-3，与此升气管1-3-3连接的支撑件Ⅱ1-3-2和通过支撑件Ⅱ1-3-2与升气管上部连接的伞帽1-3-1所组成，所述的升气管1-3-3为60～210根，所述的伞帽1-3-1高于升气管顶部30～70mm。

本发明所述的沥青改质反应设备包括第一沥青换热器8，与第一沥青换热器8连接的沥青密封罐9，与沥青密封罐9连接的沥青泵12，及与沥青泵12连接的改质反应釜10，与改质反应釜10连接的第二沥青换热器11以及与改质反应釜10和第二沥青换热器11连接的热熔盐供热系统；

所述的热熔盐供热系统由热熔盐炉14，一端通过管道与热熔盐炉14出料口连接，另一端与第二沥青换热器11上的热熔盐进料口连接的热熔盐泵13，一端与第二沥青换热器11上的换热后熔盐出料口连接，另一端与热熔盐炉14进料口连接的输送管道所组成；

在所述的第一沥青换热器8上分别设有通过改质中间体沥青输送管道17与真空闪蒸器1的改质中间体沥青出料口1-5连接的改质中间体沥青进料口8-2，加热后的改质中间体沥青出料口8-1，与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油输送管8-5连接的第一沥青换热器8煤焦油进料口8-3和第一沥青换热器8煤焦油出料口8-4；

所述的沥青密封罐9的进料口通过管道与第一沥青换热器8上的加热后的改质中间体沥青出料口8-1相连，所述的沥青密封罐9的出料口通过管道与沥青泵12的进料口相连接；

在所述的第二沥青换热器11上设有与热熔盐供热系统连接的热熔盐进料口和换热后热熔盐出料口；

如图5所示，本发明所述的改质反应釜10由带有热熔盐介质夹套10-4的壳体10-1，设置在壳体10-1上部的物料入口10-10和沥青烟气排放口10-8，设置在壳体10-1内的搅拌装置，设置在壳体10-1下部的物料出口10-6，所述的熔盐介质夹套10-4为半管式熔盐介质夹套，在热熔盐介质夹套10-4下部设有的热熔盐进料口10-5，在热熔盐介质夹套10-4上部的设有换热后的改质反应釜热熔盐出料口10-7，所述的热熔盐进料口10-5亦通过管道与热熔盐泵13连接，改质反应釜热熔盐出料口10-7亦通过管道与热熔盐炉14相连接，使熔融流动状态下的热熔盐在改质反应釜10的熔盐介质夹内套10-4内形成闭路循环系统；可以保证改质反应釜内的物料均匀加热，搅拌装置与釜体接触部位采用机械密封。

如图4所示，本发明所述的改质反应釜10的物料入口10-10通过管道与第二沥青换热器11的出料口相连接；所述的改质反应釜10的物料出口10-7通过管道和沥青泵12与改质沥青成型装置15相连接，所述的沥青烟气排放口10-8与洗涤装置相连接，保证了整个反应过程没有污染物外泄。

本发明所述的搅拌装置由设置在带有热熔盐介质夹套的壳体顶部的搅拌电机及减速机10-9，与此搅拌电机及减速机10-9连接的搅拌桨10-2，设置在的搅拌桨10-2外侧设有非金属刮板10-3所组成。其非金属刮板10-3与改质反应釜10的釜壁接触，可以将釜壁上附着的沥青刮下，以避免长时间受热结焦。

图中标号16为冷却介质进出管。

本发明的一种改质沥青的制备方法，其特征在于：将来自焦油加工装置二次蒸发器的中温沥青通过管道送入带有闪蒸油气处理装置的改质中间体沥青加工设备，将经真空闪蒸器闪蒸后的闪蒸油气给入重油处理设备进行重油馏分、分离及冷凝回收利用，并将闪蒸后的改质中间体沥青送入沥青改质反应设备生产改质沥青，具体步骤如下：

1）首先启动真空泵，对真空闪蒸器1进行抽真空，使真空闪蒸器1的真空度保持在-20KPa～-5KPa；

2）来自二次蒸发器的温度为360℃～370℃的中温沥青自流进入真空闪蒸器1内，通过进料管1-8上的物料流出口1-9均匀排放到圆形分布器上，并迅速流动布满圆形分布器表面；

3）中温沥青在真空闪蒸器的圆形分布器上均匀分布，并通过圆形分布器上的降液管1-3-4向下流出，落在溅液盘1-3-6上进一步分散，在溅液盘1-3-6上自中心向下呈放射状流下，使得中温沥青液膜厚度在1～2mm；中温沥青中的蒽油和重洗油迅速挥发出来，通过圆形分布器上的升气管1-3-3逸出，并经真空闪蒸器顶部的闪蒸油气出口1-10进入重油冷却器2内，中温沥青在闪蒸器1内的闪蒸时间为3～20min；

4）闪蒸油气在重油冷却器2内冷却到80～100℃成为重油馏分，进入重油分离器3内，进行气液分离；

5）重油分离器3内分离出的重油馏分进入重油密封罐4，此重油密封罐4内的重油馏分通过管道送到重油储槽；

6）重油分离器4分离出的不凝气体通过管道进入真空冷凝器5，在真空冷凝器5内冷却至30℃～40℃，冷却后的不凝气体通过管道进入真空罐6内；

7）真空罐6内的不凝气体经真空泵7送到尾气洗涤系统洗涤，洗涤后的不凝气体送到管式炉燃烧；

8）闪蒸后生成的改质中间体沥青自流进入第一沥青换热器8，在第一沥青换热器8内与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油换热提温到340℃～380℃，提温后的改质中间体沥青自流送入沥青密封罐9；

9）启动熔盐泵13，通过管道往第二沥青换热器11送入500℃以上的热熔盐；

10）沥青泵12从沥青密封罐9上部抽出的改质中间体沥青送入沥青加热器11，进入第二沥青换热器11内的改质中间体沥青经热熔盐加热提温到380℃～450℃后，进入改质反应釜10内，启动搅拌装置对提温后的改质中间体沥青进行搅拌，使改质中间体沥青在改质反应釜10内进行热聚合反应，反应时间为3～8小时，同时熔盐泵还向改质反应釜的夹套内通入500℃以上的热熔盐，作为改质改质反应釜10保温的热载体，搅拌装置的搅拌浆10-2侧面设置的非金属刮板10-3将釜壁上附着的沥青刮下；

11）反应结束后，改质沥青的软化点为105～125℃，采用水银法测得，甲苯不溶物含量32～36%，喹啉不溶物含量9～14%，β树脂含量大于24%，结焦值54～65%，灰分小于0.3%，水分小于1%，启动沥青泵将改质反应釜内的合格改质沥青送改质沥青成型装置15，包装入库。

实例1：

本发明的一种改质沥青的制备方法，其特征在于：将来自焦油加工装置二次蒸发器的中温沥青通过管道送入带有闪蒸油气处理装置的改质中间体沥青加工设备，将经真空闪蒸器闪蒸后的闪蒸油气给入重油处理设备进行重油馏分、分离及冷凝回收利用，并将闪蒸后的改质中间体沥青送入沥青改质反应设备生产改质沥青，具体步骤如下：

首先启动真空泵，对真空闪蒸器1进行抽真空，使真空闪蒸器1的真空度在-10 KPa～-5KPa；来自二次蒸发器、温度为360℃370℃的中温沥青自流进入真空闪蒸器1内，通过进料管上的出口1-9均匀排放到圆形分布器上，并通过圆形分布器上的降液管1-3-4向下流出，落在溅液盘1-3-6上进一步分散，使得沥青液膜厚度在1～2mm，中温沥青中的重洗油等轻组分迅速挥发出来，通过升气管1-3-3逸出，经真空闪蒸器1顶部的闪蒸油气出口1-10进入重油冷却器2内，闪蒸时间为8min；闪蒸油气在重油冷却器2内冷却到90℃成为重油馏分，进入重油分离器3内，进行气液分离；重油分离器3内分离出的重油馏分进入重油密封罐4，此重油密封罐4内的重油馏分通过管道送到重油储槽；重油分离器3分离出的不凝气体通过管道进入真空冷凝器5，在真空冷凝器5内冷却至30℃，冷却后的不凝气体通过管道进入真空罐6内；真空罐6内的不凝气体经真空泵送到尾气洗涤系统洗涤，洗涤后的不凝气体送到管式炉燃烧；闪蒸后生成的改质中间体沥青自流进入第一沥青换热器8内，与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油换热提温到340℃，预热后的改质中间体沥青自流送入沥青密封罐9；启动熔盐泵，通过管道往第二沥青换热器11送入500℃以上的热熔盐；沥青泵12从沥青密封罐9上部抽出的改质中间体沥青送入第二沥青换热器11，进入第二沥青换热器11内的改质中间体沥青经热熔盐加热提温到380℃，进入改质反应釜10内，启动搅拌桨对改质中间体沥青进行搅拌，使改质中间体沥青在改质反应釜10进行热聚合反应，反应时间为3小时，同时搅拌浆侧面的非金属刮板10-3将改质反应釜釜壁上附着的沥青刮下；反应结束后，启动沥青泵12将改质反应釜10内的合格改质沥青送改质沥青成型系统，包装入库；

改质沥青的软化点为106℃，采用水银法测得，甲苯不溶物含量32%，喹啉不溶物含量9%，β树脂含量大于24%，结焦值55%，灰分0.28%，水分0.9%，启动沥青泵将改质反应釜内的合格改质沥青送改质沥青成型系统，成型后包装入库。

实例2：

本发明的一种改质沥青的制备方法，是将来自焦油加工装置二次蒸发器的中温沥青通过管道送入带有闪蒸油气处理装置的改质中间体沥青加工设备，将经真空闪蒸器闪蒸后的闪蒸油气给入重油处理设备进行重油馏分、分离及冷凝回收利用，并将闪蒸后的改质中间体沥青一方面作为改质中间体沥青，通过改质中间体沥青输送管送入沥青改质反应设备生产改质沥青，另一方面作为硬质沥青最终产品，通过硬质沥青输送管路直接送到硬质沥青成型装置，具体步骤如下：

首先启动真空泵，对真空闪蒸器1进行抽真空，使真空闪蒸器1的真空度在-15KPa～-10KPa；来自二次蒸发器、温度为360℃～370℃的中温沥青自流进入真空闪蒸器1内，通过进料管上的出口1-9均匀排放到圆形分布器上，并通过圆形分布器上的降液管1-3-4向下流出，落在溅液盘1-3-6上进一步分散，使得沥青液膜厚度在1～2mm，中温沥青中的蒽油等轻组分迅速挥发出来，通过升气管1-3-3逸出，经真空闪蒸器顶部的闪蒸油气出口1-10进入重油冷却器2内，闪蒸时间为13min；

闪蒸油气在重油冷却器2内冷却到90℃成为重油馏分，进入重油分离器3内，进行气液分离；重油分离器3内分离出的重油馏分进入重油密封罐4，此重油密封罐4内的重油馏分通过管道送到重油储槽；重油分离器4分离出的不凝气体通过管道进入真空冷凝器5，在真空冷凝器5内冷却至30℃，冷却后的不凝气体通过管道进入真空罐内6；真空罐6内的不凝气体经真空泵送到尾气洗涤系统洗涤，洗涤后的不凝气体送到管式炉燃烧；

闪蒸后生成的改质中间体沥青一路作为改质中间体沥青自流进入第一沥青换热器8内，与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油换热提温到340℃，预热后的改质中间体沥青自流送入沥青密封罐9；启动熔盐泵，通过管道往第二沥青换热器11送入500℃以上的热熔盐；沥青泵12从沥青密封罐9上部抽出的改质中间体沥青送入第二沥青换热器11，进入第二沥青换热器11内的改质中间体沥青经热熔盐加热提温到380℃，进入改质反应釜10内，启动搅拌桨对改质中间体沥青进行搅拌，使改质中间体沥青在改质反应釜10进行热聚合反应，反应时间为5小时，同时搅拌浆侧面的非金属刮板10-3将改质反应釜釜壁上附着的沥青刮下；反应结束后，启动沥青泵12将改质反应釜10内的合格改质沥青送改质沥青成型系统，包装入库；

生产的改质沥青的软化点为107℃，采用水银法测得，甲苯不溶物含量34%，喹啉不溶物含量9.5%，β树脂含量24%，结焦值56%，灰分小于0.25%，水分小于0.8%。

闪蒸后生成的改质中间体沥青另一路作为硬质沥青最终产品，通过硬质沥青输送管路直接送到硬质沥青成型装置18。如图5所示。

这种方法可以同时联产硬质沥青和改质沥青。

实例3：

首先启动真空泵，对真空闪蒸器1进行抽真空，使真空闪蒸器1的真空度在-20 KPa～-15KPa；来自二次蒸发器、温度为360℃～370℃的中温沥青自流进入真空闪蒸器1内，通过进料管上的出口1-9均匀排放到圆形分布器上，并通过圆形分布器上的降液管1-3-4向下流出，落在溅液盘1-3-6上进一步分散，使得沥青液膜厚度在1～2mm，中温沥青中的蒽油等轻组分迅速挥发出来，通过升气管1-3-3逸出，经真空闪蒸器顶部的闪蒸油气出口1-10进入重油冷却器2内闪蒸时间为17min；闪蒸油气在重油冷却器2内冷却到90℃成为重油馏分，进入重油分离器3内，进行气液分离；重油分离器3内分离出的重油馏分进入重油密封罐4，此重油密封罐4内的重油馏分通过管道送到重油储槽；重油分离器4分离出的不凝气体通过管道进入真空冷凝器5，在真空冷凝器5内冷却至30℃，冷却后的不凝气体通过管道进入真空罐6内；真空罐6内的不凝气体经真空泵7送到尾气洗涤系统洗涤，洗涤后的不凝气体送到管式炉燃烧；闪蒸后生成的改质中间体沥青自流进入第一沥青换热器8内，与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油换热提温到380℃，预热后的改质中间体沥青自流送入沥青密封罐9；启动熔盐泵13，通过管道往第二沥青换热器11送入500℃以上的热熔盐；沥青泵12从沥青密封罐9上部抽出的改质中间体沥青送入第二沥青换热器11，进入第二沥青换热器11内的改质中间体沥青经热熔盐加热提温到450℃，进入改质反应釜10内，启动搅拌桨对改质中间体沥青进行搅拌，使改质中间体沥青在改质反应釜10进行热聚合反应，反应时间为8小时，同时搅拌浆的浆叶侧面的刮刀将釜壁上附着的沥青刮下；反应结束后，启动沥青泵12将改质反应釜10内的合格改质沥青送改质沥青成型系统，包装入库；

生产的改质沥青的软化点（水银法）为124℃，甲苯不溶物含量36%，喹啉不溶物含量12%，β树脂含量25%，结焦值63%，灰分小于0.12%，水分小于0.3%。

本发明工艺合理，节能高效，显著提升了沥青的各项指标，极大地减少了能源与动力消耗，保证了整个反应过程没有污染物外泄。

Claims (6)

1.一种改质沥青的生产系统，包括改质中间体沥青加工设备，沥青改质反应设备和连接改质中间体沥青加工设备及沥青改质反应设备的改质中间体沥青输送管道，其特征在于：

所述的改质中间体沥青加工设备包括通过管道与焦油加工装置的二次蒸发器相连接的真空闪蒸器，通过管道与此真空闪蒸器顶部的闪蒸油气出口相连接的重油冷却器，通过管道与此重油冷却器相连接的重油分离器，通过管道与此重油分离器底部相连接的重油密封罐，此重油密封罐通过管道与重油储槽相连接，通过管道与所述重油分离器的顶部相连接的真空冷凝器，通过管道与此真空冷凝器底部相连接的真空罐，通过管道与此真空罐的顶部相连接的真空泵，所述真空罐的底部与废油罐相连接；

所述的真空闪蒸器，包括壳体，设在此壳体顶部的闪蒸油气出料口和液位计连接口，设在所述壳体一侧中部的进料口，所述的进料口与焦油加工装置的二次蒸发器出料口相连接，设在此进料口下方的温度计，设在所述壳体另一侧的人孔，设在此人孔下方的压力平衡口，设在所述壳体下部的改质中间体沥青出料口，所述的闪蒸油气出料口与重油冷却器相连接，一端插入所述壳体内，另一端与所述进料口相连接的进料管，所述的进料管为加长进料管，其进料管的长度为壳体直径的4/5，并在所述进料管的下部设有物料流出口，在所述进料管的下部设有与所述壳体内壁相连接的圆形分布器；

所述的圆形分布器由环形降液管组群，与此环形降液管组群交替排列设置的环形升气管组群所组成；

所述的沥青改质反应设备包括第一沥青换热器，与第一沥青换热器连接的沥青密封罐，与沥青密封罐连接的沥青泵，及与沥青泵连接的改质反应釜，与改质反应釜连接的第二沥青换热器以及与改质反应釜和第二沥青换热器连接的热熔盐供热系统；

所述的热熔盐供热系统由热熔盐炉，一端通过管道与热熔盐炉出料口连接，另一端与第二沥青换热器上的热熔盐进料口连接的热熔盐泵，一端与第二沥青换热器上的换热后热熔盐出料口连接，另一端与热熔盐炉进料口连接的输送管道所组成；

在所述的第一沥青换热器上分别设有通过改质中间体沥青输送管道与真空闪蒸器的改质中间体沥青出料口连接的改质中间体沥青进料口，加热后的改质中间体沥青出料口，与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油输送管连接的第一沥青换热器煤焦油进料口和第一沥青换热器煤焦油出料口；

所述的沥青密封罐的进料口通过管道与第一沥青换热器上的改质中间体沥青出料口相连，所述的沥青密封罐的出料口通过管道与沥青泵的进料口相连接；

在所述的第二沥青换热器上设有与热熔盐供热系统连接的热熔盐进料口和换热后热熔盐出料口，

所述的改质反应釜由带有热熔盐介质夹套的壳体，设置在壳体上部的物料入口和沥青烟气排放口，设置在壳体内的搅拌装置，设置在壳体下部的物料出口，所述的热熔盐介质夹套为半管式热熔盐介质夹套，设置在热熔盐介质夹套下部的热熔盐进料口，设置在热熔盐介质夹套上部的换热后的改质反应釜热熔盐出料口所组成，所述的热熔盐进料口亦通过管道与热熔盐泵连接，改质反应釜热熔盐出料口亦通过管道与热熔盐炉相连接，使熔融流动状态下的热熔盐在改质反应釜的熔盐介质夹内套形成闭路循环系统；

所述的改质反应釜的物料入口通过管道与第二沥青换热器的出料口相连接；所述的改质反应釜的物料出口通过管道和沥青泵与改质沥青成型装置相连接，所述的沥青烟气排放口与洗涤装置相连接。

2.根据权利要求1所述的改质沥青的生产系统，其特征在于所述的搅拌装置由设置在带有热熔盐介质夹套的壳体顶部的搅拌电机及减速机，与此减速机连接的搅拌桨，设置在搅拌桨外侧的非金属刮板所组成。

3.根据权利要求1改质沥青的生产系统，其特征在于所述的环形降液管组群由降液管，与此降液管连接的支撑件Ⅰ和通过支撑件Ⅰ与降液管下部连接的溅液盘所组成，所述的降液管为200～700根，所述的溅液盘低于降液管底部30～70mm。

4.根据权利要求1所述的改质沥青的生产系统，其特征在于所述的环形升气管组群由升气管，与此升气管连接的支撑件Ⅱ和通过支撑件Ⅱ与升气管上部连接的伞帽所组成，所述的升气管为60～210根，所述的伞帽高于升气管顶部30～70mm。

5.根据权利要求1所述的改质沥青生产系统，其特征在于在所述的改质中间体沥青输送管道上还设有与硬质沥青成型装置相连接的输送管道。

6.一种改质沥青生产的制备方法，其特征在于：将来自焦油加工装置二次蒸发器的中温沥青通过管道送入改质中间体沥青加工设备，经真空闪蒸器闪蒸后生成的闪蒸油气进入重油处理设备进行重洗油的分离及冷凝回收利用，并将闪蒸生成的改质中间体沥青送入沥青改质反应设备生产改质沥青，具体步骤如下：

1）首先启动真空泵，对真空闪蒸器进行抽真空，使真空闪蒸器的真空度保持在-20KPa～-5KPa；

2）来自二次蒸发器的温度为360℃～370℃的中温沥青自流进入真空闪蒸器内，通过进料管上的物料流出口均匀排放到圆形分布器上，并迅速流动布满圆形分布器表面；

3）中温沥青在真空闪蒸器的圆形分布器上均匀分布，并通过圆形分布器上的降液管向下流出，落在溅液盘上进一步分散，在溅液盘上自中心向下呈放射状流下，使得沥青液膜厚度在1～2mm；中温沥青中的蒽油和重洗油迅速挥发出来，通过圆形分布器上的升气管逸出，并经真空闪蒸器顶部的闪蒸油气出口进入重油冷却器内，中温沥青在闪蒸器内的闪蒸时间为3～20min；

4）闪蒸油气在重油冷却器内冷却到80～100℃成为重油馏分，进入重油分离器内，进行气液分离；

5）重油分离器内分离出的重油馏分进入重油密封罐，此重油密封罐内的重油馏分通过管道送到重油储槽；

6）重油分离器分离出的不凝气体通过管道进入真空冷凝器，在真空冷凝器内冷却至30℃～40℃，冷却后的不凝气体通过管道进入真空罐内；

7）真空罐内的不凝气体经真空泵送到尾气洗涤系统洗涤，洗涤后的不凝气体送到管式炉燃烧；

8）闪蒸后生成的改质中间体沥青自流进入第一沥青换热器，在第一沥青换热器内与来自焦油加工系统焦油管式炉加热的煤焦油换热提温到340℃～380℃，提温后的改质中间体沥青自流送入沥青密封罐；

9）启动熔盐泵，通过管道往第二沥青换热器送入500℃以上的热熔盐；

10）沥青泵从沥青密封罐上部抽出改质中间体第二沥青送入沥青换热器，进入第二沥青换热器内的改质中间体沥青经热熔盐加热提温到380℃～450℃后，进入改质反应釜内，启动搅拌装置对提温后的改质中间体沥青进行搅拌，使改质中间体沥青在改质反应釜内进行热聚合反应，反应时间为3～8小时，同时熔盐泵还向改质反应釜的夹套内通入500℃以上的热熔盐，作为改质改质反应釜保温的热载体，搅拌装置的搅拌浆侧面设置的非金属刮板将釜壁上附着的沥青刮下；

11）反应结束后，改质沥青的软化点为105～125℃，甲苯不溶物含量32～36%，喹啉不溶物含量9～14%，β树脂含量大于24%，结焦值54～65%，灰分小于0.3%，水分小于1%，启动沥青泵将改质反应釜内的合格改质沥青送改质沥青成型系统，包装入库。