CN104726122A - 一次加热改质沥青生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一次加热改质沥青生产工艺，采用不加碱工艺，只使用一个管式炉进行加热，节能效果明显，可以生产超低碱金属离子的改质沥青，产品质量好。脱水塔再沸器充分利用闪蒸油和改质沥青的热量加热，大大降低了能耗，具有节能、产品质量好、设备腐蚀减缓以及投资小等优点。

Description

一次加热改质沥青生产工艺
技术领域
本发明涉及改质沥青生产技术领域，具体涉及一次加热改质沥青生产工艺。
背景技术
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物呈液态，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。在土木工程中，沥青是应用广泛的防水材料和防腐材料，主要应用于屋面、地面、地下结构的防水，木材、钢材的防腐。沥青还是道路工程中应用广泛的路面结构胶结材料，它与不同组成的矿质材料按比例配合后可以建成不同结构的沥青路面。国内改质沥青的生产普遍采用釜式热聚合工艺，生产出改质沥青后加入闪蒸油回配，然后制得中温改质沥青。该工艺制备过程复杂、产品质量一般，达不到出口标准，能耗高，污染环境。而国外工艺一般采用双炉双聚合塔工艺，该工艺投资大，设备配件昂贵。上述生产工艺在改质过程中均需要使用煤气等热源对反应釜等反应器加热来控制反应温度，能耗高，不符合低碳经济的发展趋势。并且外部加热的方式使反应器内热量传导不均，产品质量得不到保障。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一次加热改质沥青生产工艺，本工艺采用不加碱工艺，整个工艺过程只使用一个管式炉进行加热，具有节能、产品质量好、设备腐蚀减缓以及投资小等优点。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一次加热改质沥青生产工艺，包括以下步骤：
1）、将原料焦油与溶剂混合后搅拌均和，均和后的焦油经脱水脱渣泵送入超级离心机进行轻重组分分离，分离出的轻重组分分别进入轻组分储槽和重组分储槽；
2）、将轻组分或重组分由泵抽出进入脱水焦油槽，然后由原料泵从脱水焦油槽抽出与焦油预热器、两混油冷凝器、洗油冷却器以及洗油冷凝冷却器换热后被加热至180～190℃并进入脱水塔中部；
其中，焦油预热器仅在开工的时候使用；
3a）、脱水塔塔顶轻油汽经过轻油冷凝冷却器和油水分离器分离后水相自流至酚水槽，由酚水泵定期送往污水处理，轻油相进入轻油回流槽经轻油回流泵部分打回流控制塔顶温度，多余的轻油经过回流槽液位调节进入轻油槽；
3b）、脱水塔塔釜无水焦油由焦油循环泵送至焦油/蒽油换热器、沥青/无水焦油循环换热器换热后被加热至220～230℃后，回到脱水塔塔釜，塔釜温度控制在200～210℃，脱水至0.2％以下的焦油经沥青/无水焦油抽出换热器A和沥青/无水焦油抽出换热器B加热后与循环进入馏份塔底部的沥青换热至250℃后进入馏份塔中部；
    4）、馏份塔底部分离出的沥青，经沥青循环泵送至沥青/无水焦油抽出换热器B和沥青/无水焦油循环换热器换热后送至管式炉加热，加热至380～390℃后的大部分沥青回到馏份塔底进行循环，一小部分作为采出进入沥青滞留塔，进行热缩聚改质，改质后的沥青由改质沥青泵从滞留塔下部抽出，在沥青/无水焦油抽出换热器A中换热后进入沥青高置槽外卖或者成型；
    所述步骤1）中的溶剂为轻油、洗油或者轻油和洗油任意比混合溶剂，且溶剂的加入量为原料焦油重量的15%-20%。
    所述步骤1）中离心分离时的离心力为3000G，离心分离1-5min。
    所述步骤1）中原料焦油离心分离后重组分焦油的喹啉不溶物含量大于1%，轻组分焦油的喹啉不溶物含量小于1%的为轻组分。
    所述步骤2）中进入脱水焦油槽的原料焦油为轻组分焦油时，步骤4）得到的沥青产品为优质沥青。
   所述步骤2）中进入脱水焦油槽的原料焦油为重组分焦油时，步骤4）得到的沥青产品为普通改质沥青。
有益效果
    1、本发明的改质沥青生产工艺只使用一个管式炉进行加热，节能效果明显。
    2、本发明的改质沥青生产工艺采用不加碱工艺，可以生产超低碱金属离子的改质沥青，产品质量好。
    3、本发明的改质沥青生产工艺中脱水塔再沸器利用闪蒸油和改质沥青的热量加热，大大降低了能耗。
附图说明
图1为本发明改质沥青生产工艺的流程示意图；
附图标记：1、原料焦油储槽，2、超级离心机，3、脱水塔，4、馏份塔，5、沥青滞留塔，6、轻组分储槽，7、重组分储槽，8、焦油预热器，9、两混油冷凝器，10、洗油冷却器，11、洗油冷凝冷却器，12、轻油冷凝冷却器，13、油水分离器，14、焦油/蒽油换热器，15、沥青/无水焦油循环换热器，16、管式炉，17、沥青高置槽，18、蒽油汽提塔，19、蒽油中间槽，20、三混油冷却器，21、未洗混合份槽，22、真空系统，23、沥青/无水焦油抽出换热器A，24、沥青/无水焦油抽出换热器B。
具体实施方式
实施例1
   一次加热改质沥青生产工艺，具体工艺流程如下：
1）、将原料焦油与溶剂混合后搅拌均和，均和后的焦油经脱水脱渣泵送入超级离心机2进行轻重组分分离，分离出的轻重组分分别进入轻组分储槽6和重组分储槽7；
   所述溶剂为洗油，溶剂的加入量为原料焦油重量的20%；离心分离时的离心力为3000G，离心分离5min。离心分离后重组分焦油的喹啉不溶物含量大于1%，轻组分焦油的喹啉不溶物含量小于1%的为轻组分；
2）、将步骤1）离心分离得到的轻组分由泵抽出进入脱水焦油槽，然后由原料泵从脱水焦油槽抽出与焦油预热器（仅开工时使用）8、两混油冷凝器9、洗油冷却器10以及洗油冷凝冷却器11换热后被加热至200℃并进入脱水塔3中部；
3a）、脱水塔3塔顶轻油汽经过轻油冷凝冷却器12和油水分离器13分离后水相自流至酚水槽，由酚水泵定期送往污水处理，轻油相进入轻油回流槽经轻油回流泵部分打回流控制塔顶温度，多余的轻油经过回流槽液位调节进入轻油槽；
3b）、脱水塔3塔釜无水焦油由焦油循环泵送至焦油/蒽油换热器14、沥青/无水焦油循环换热器15换热后被加热至230℃后，回到脱水塔3塔釜，塔釜温度控制在210℃，脱水至0.2％以下的焦油经沥青/无水焦油抽出换热器A23和沥青/无水焦油抽出换热器B24加热后与循环进入馏份塔4底部的沥青换热至250℃后进入馏份塔4中部；
    4a）、馏份塔4底部分离出的沥青，经沥青循环泵送至沥青/无水焦油抽出换热器B24和沥青/无水焦油循环换热器15换热后送至管式炉16加热，加热至380～390℃后的大部分沥青回到馏份塔4底进行循环，一小部分作为采出进入沥青滞留塔5，进行热缩聚改质，改质后的沥青由改质沥青泵从滞留塔5下部抽出，在沥青/无水焦油抽出换热器A23中换热后进入沥青高置槽17外卖或者成型；
实施例2
    一次加热改质沥青生产工艺，具体工艺流程如下：
1）、将原料焦油与溶剂混合后搅拌均和，均和后的焦油经脱水脱渣泵送入超级离心机2进行轻重组分分离，分离出的轻重组分分别进入轻组分储槽6和重组分储槽7；
   所述溶剂为轻油与洗油1:1混合的溶剂，溶剂的加入量为原料焦油重量的18%；离心分离时的离心力为3000G，离心分离5min。离心分离后重组分焦油的喹啉不溶物含量大于1%，轻组分焦油的喹啉不溶物含量小于1%的为轻组分；
2）、将步骤1）离心分离得到的重组分由泵抽出进入脱水焦油槽，然后由原料泵从脱水焦油槽抽出与焦油预热器8、两混油冷凝器9、洗油冷却器10以及洗油冷凝冷却器11换热后被加热至200℃并进入脱水塔3中部；
3a）、脱水塔3塔顶轻油汽经过轻油冷凝冷却器12和油水分离器13分离后水相自流至酚水槽，由酚水泵定期送往污水处理，轻油相进入轻油回流槽经轻油回流泵部分打回流控制塔顶温度，多余的轻油经过回流槽液位调节进入轻油槽；
3b）、脱水塔3塔釜无水焦油由焦油循环泵送至焦油/蒽油换热器14、沥青/无水焦油循环换热器15换热后被加热至220℃后，回到脱水塔3塔釜，塔釜温度控制在210℃，脱水至0.2％以下的焦油经沥青/无水焦油抽出换热器A23和沥青/无水焦油抽出换热器B24加热后与循环进入馏份塔4底部的沥青换热至250℃后进入馏份塔4中部；
    4）、馏份塔4底部分离出的沥青，经沥青循环泵送至沥青/无水焦油抽出换热器B24和沥青/无水焦油循环换热器15换热后送至管式炉16加热，加热至380～390℃后的大部分沥青回到馏份塔4底进行循环，一小部分作为采出进入沥青滞留塔5，进行热缩聚改质，改质后的沥青由改质沥青泵从滞留塔5下部抽出，在沥青/无水焦油抽出换热器A23中换热后进入沥青高置槽17外卖或者成型。
实施例3
    一次加热改质沥青生产工艺，具体工艺流程如下：
1）、将原料焦油（原料焦油在原料焦油储槽1中）与溶剂混合后搅拌均和，均和后的焦油经脱水脱渣泵送入超级离心机2进行轻重组分分离，分离出的轻重组分分别进入轻组分储槽6和重组分储槽7；
   所述溶剂为轻油，溶剂的加入量为原料焦油重量的15%；离心分离时的离心力为3000G，离心分离2min。离心分离后重组分焦油的喹啉不溶物含量大于1%，轻组分焦油的喹啉不溶物含量小于1%的为轻组分；
2）、将步骤1）离心分离得到的轻组分由泵抽出进入脱水焦油槽，然后由原料泵从脱水焦油槽抽出与焦油预热器8、两混油冷凝器9、洗油冷却器10以及洗油冷凝冷却器11换热后被加热至180℃并进入脱水塔3中部；
3a）、脱水塔3塔顶轻油汽经过轻油冷凝冷却器12和油水分离器13分离后水相自流至酚水槽，由酚水泵定期送往污水处理，轻油相进入轻油回流槽经轻油回流泵部分打回流控制塔顶温度，多余的轻油经过回流槽液位调节进入轻油槽；
3b）、脱水塔3塔釜无水焦油由焦油循环泵送至焦油/蒽油换热器14、沥青/无水焦油循环换热器15换热后被加热至220℃后，回到脱水塔3塔釜，塔釜温度控制在200℃，脱水至0.2％以下的焦油经沥青/无水焦油抽出换热器A23和沥青/无水焦油抽出换热器B24加热后与循环进入馏份塔4底部的沥青换热至250℃后进入馏份塔4中部；
4a）、馏份塔4底部分离出的沥青，经沥青循环泵送至沥青/无水焦油抽出换热器B24和沥青/无水焦油循环换热器15换热后送至管式炉16加热，加热至380～390℃后的大部分沥青回到馏份塔4底进行循环，一小部分作为采出进入沥青滞留塔5，进行热缩聚改质，改质后的沥青由改质沥青泵从滞留塔5下部抽出，在沥青/无水焦油抽出换热器A23中换热后进入沥青高置槽17外卖或者成型；
该工艺还可以包括以下步骤：
    4b）、馏份塔4侧线采出的蒽油流入蒽油汽提塔18以降低蒽油含萘，汽提塔顶部的气体返回到馏份塔4的中上部，从气提塔釜流出的蒽油，经焦油/蒽油换热器14后通过冷却水箱降温后进入蒽油中间槽19，再经蒽油倒油泵打到大槽储存；
4c)、馏份塔4顶逸出的酚萘洗混合油汽经洗油冷凝冷却器11部分冷凝后，从洗油冷凝冷却器11流出的液相进入洗油冷却器10，从洗油冷却器10出来的洗油进入洗油回流槽,一部分洗油馏份由回流泵作为馏份塔4的回流送回馏份塔4的塔顶，其余洗油通过洗油回配与两混液相混合，经过三混油冷却器20冷却到90℃后送往未洗混合份槽21；从洗油冷凝冷却器11流出的气相进入两混油冷凝器9与原料焦油换热后，从两混油冷凝器9流出的液相进入三混油冷却器20，从两混油冷凝器9流出的气相经不凝气冷凝器冷却后进入真空系统22，不凝气经喷射器吸收含萘后，进入真空缓冲罐，不凝气从缓冲罐顶部出去进入真空机组，真空罐底部出来的洗油进入冲洗油槽，经冲洗油循环泵送到洗油冷却器10降温后再送回喷射器。
   工艺流程如图1所示，主要技术操作指标如下：
原料焦油槽温度：              80～90℃
进入脱水塔焦油温度：          180～190℃
脱水塔顶部温度：              92～98℃           
脱水塔底部温度：        190～210℃
脱水塔顶部气相压力：          0.5～1.2kPa
轻油经冷却器冷却后油温：      小于50℃
无水焦油含水量：              小于0.2%
轻油配入量：                  1.5～3m3/h
进入馏份塔的无水焦油量：      20 m3/h左右         
管式炉炉膛温度：              小于700℃
进入馏份塔焦油温度：          250～260℃
进入馏份塔的循环软沥青温度：  380～390℃
馏份塔塔顶温度：              193～197℃
馏份塔塔底温度：              360～365℃
馏份塔塔顶压力：              30～35kPa(绝对压力)
馏份塔塔底压力：              35～40kPa(绝对压力)
    混合份冷却后油温：            90～100℃

Claims (7)

1.一次加热改质沥青生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1）、将原料焦油与溶剂混合后搅拌均和，均和后的焦油经脱水脱渣泵送入超级离心机进行轻重组分分离，分离出的轻重组分分别进入轻组分储槽和重组分储槽；
2）、将轻组分或重组分由泵抽出进入脱水焦油槽，然后由原料泵从脱水焦油槽抽出与焦油预热器、两混油冷凝器、洗油冷却器以及洗油冷凝器换热后被加热至180～190℃并进入脱水塔中部；
其中，焦油预热器仅在开工的时候使用；
3a）、脱水塔塔顶轻油汽经过轻油冷凝冷却器和油水分离器分离后水相自流至酚水槽，由酚水泵定期送往污水处理，轻油相进入轻油回流槽经轻油回流泵部分打回流控制塔顶温度，多余的轻油经过回流槽液位调节进入轻油槽；
3b）、脱水塔塔釜无水焦油由焦油循环泵送至焦油/蒽油换热器、沥青/无水焦油循环换热器换热后被加热至220～230℃后，回到脱水塔塔釜，塔釜温度控制在200～210℃，脱水至0.2％以下的焦油经沥青/无水焦油抽出换热器A和沥青/无水焦油抽出换热器B加热后与循环进入馏份塔底部的沥青换热至250℃后进入馏份塔中部；
4）、馏份塔底部分离出的沥青，经沥青循环泵送至沥青/无水焦油抽出换热器B和沥青/无水焦油循环换热器换热后送至管式炉加热，加热至380～390℃
后的大部分沥青回到馏份塔底进行循环，一小部分作为采出进入沥青滞留塔，进行热缩聚改质，改质后的沥青由改质沥青泵从滞留塔下部抽出，在沥青/无水焦油抽出换热器A中换热后进入沥青高置槽外卖或者成型。
2.如权利要求1所述的一次加热改质沥青生产工艺，其特征在于：所述步骤1）中的溶剂为轻油、洗油或者轻油和洗油任意比混合溶剂，且溶剂的加入量为原料焦油重量的15%-20%。
3.如权利要求1所述的一次加热改质沥青生产工艺，其特征在于：所述步骤1）中离心分离时的离心力为3000G，离心分离1-5min。
4.如权利要求1所述的一次加热改质沥青生产工艺，其特征在于：所述步骤1）中原料焦油离心分离后重组分焦油的喹啉不溶物含量大于1%，轻组分焦油的喹啉不溶物含量小于1%的为轻组分。
5.如权利要求1所述的一次加热改质沥青生产工艺，其特征在于：所述步骤2）中进入脱水焦油槽的原料焦油为轻组分焦油时，步骤4）得到的沥青产品为优质沥青。
6.如权利要求1所述的一次加热改质沥青生产工艺，其特征在于：所述步骤2）中进入脱水焦油槽的原料焦油为重组分焦油时，步骤4）得到的沥青产品为普通改质沥青。
7.如权利要求1所述的一次加热改质沥青生产工艺，其特征在于：所述的馏份塔为减压蒸馏塔。
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