CN104789247A - 用于闪蒸处理热解残留液的装置及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于闪蒸处理热解残留液的装置(1)以及实施该装置的方法，所述装置由如下组成：大致圆柱形闪蒸罐(2)，至少一个入口(3)，上出口(5)，下出口(4)；其特征在于圆柱形壁(21)置于罐(2)内，面向入口(3)，所述壁具有内表面(21i)、外表面(21e)、下自由边缘(21a)和上自由边缘(21b)，具有与所述罐相同的旋转轴并具有较小的直径；在圆柱形壁(21)的外表面(21e)和罐(2)的内表面之间限定环形空间(210)；圆柱形壁(21)装配有至少一个通孔(211)；以及其中所述入口(3)相对于圆柱形壁(21)的下自由边缘(21a)和上自由边缘(21b)一定距离地设置在罐(2)上。

Description

用于闪蒸处理热解残留液的装置及操作方法

技术领域

本发明涉及用于闪蒸处理热解残留液以分离可蒸发馏分和液体馏分的装置，所述装置没有因为处理的流体粘度的巨大变化而导致的结垢或堵塞设备的危险。

背景技术

处理包含焦油和软焦油沥青的炭质热解残留液以便将可蒸发馏分(油品)与大气压下在超过350-400℃温度保持液态的重馏分(硬沥青或改性沥青)分离。

炭质热解残留液，具体地是煤焦油和煤焦油沥青，生物质焦油和生物质焦油沥青，以及分别从煤、生物质、馏分油或残渣油的处理之后烃的汽化或裂化得到的焦油和焦油沥青。

沥青是由多分子构成的复杂混合物，所述分子包括一般在大气压下在360℃以上温度沸腾的多环芳香烃化合物、灰、焦炭颗粒、石墨前体等等。所有这些元素总体上被称为树脂。沥青含有各种树脂(以分子量增加的顺序排序分别为，γ、β和α树脂)，这些树脂在所述沥青的各种用途中发挥特定的作用。由于沥青的复杂性，因此不能对沥青进行分析。另一方面，沥青可以通过一些全局测量方法来表征描述其化学基质的平均性能。最常见的测量为甲苯不溶物、喹啉不溶物和软化点。焦油和焦油沥青根据其是否为煤的热解残留物，石油馏分或生物质的热解残留物而可具有不同性质。比如，生物质热解焦油比其他沥青具有更多的可以赋予其一定低温反应性能的杂“氧”原子，从而促进其聚合为低温热固型树脂；煤焦油沥青比石油沥青具有更高的碳/氢比，从而拥有更多芳烃和多环芳烃的性质。例如，这意味着煤焦油沥青相比于石油沥青有更高的低温(比如350-380℃)焦化的倾向。

用户将根据预期的应用(粘合剂、焦化单元的原料、碳纤维前体等等)寻求对沥青特性，尤其是软化点的调整。后者是测量沥青从碳玻璃态转变为可流动液态胶体的温度。沥青的软化点性质可调节，特别是通过在炭质热解残留物处理过程中通过在一定的温度下和/或压力条件下或多或少地从保持液态的馏分(沥青)中分离可蒸发馏分(油品)。尽管有多种气体/液体分离体系(比如在US1,661,685、US2003/005823、US5,622,545、WO2006/042906和US8,070,938中所描述的那些)，焦油和焦油沥青的处理使其本身只适于使用蒸馏和闪蒸技术。通过闪蒸处理沥青以分离重质油和煤焦油沥青的技术在文献中已有记载[S.Takeshita,CEER Chem.Econ.Eng.rev.9(1977)no.2/325-30]。闪蒸技术在于使任选过热和加压的液体经过突然减压，即液体中的过饱和物质的快速蒸发，使其发生部分相变。其他技术，比如通过施加离心/向心力的分离(US5,622,545、WO2006/042906)只适合处理可溶气体过饱和的液体，这并不适于处于平衡状态的热解残留物。事实上，在施加离心/向心力之前，使残留物过热等同于应用闪蒸处理，但其在水力环境下无法弥补由被处理的产品导致的与结垢相关的特定局限。

闪蒸是在相对标准的设备中进行的，所述设备包括一个称为闪蒸罐的垂直罐，计算其横截面和高度以便改变流体在闪蒸前的入口速度以及优化液气分离，即保持液态的物质和转变为气相的物质的分离。视具体情况而定，垂直罐的上部可以装配有用于收集气流中夹带的液滴的除雾器。众所周知闪蒸系统设计是一种对本领域技术人员已知的规则的应用，其可以如在US1,661,685、US2003/0005823和US2013/0102826A1中所述的，以多种方式进行组合。本技术领域的现有技术已经包含设计闪蒸设备的这些常用规则：尤其是R.K.Sinnott[Chemical Engineering Design,in“Coulson and Richardson’sChemical Engineering series第4版]描述了设计闪蒸设备的通用标准。通用标准只取决于分离的液相和气相的相对密度、分离的气体的流速和设定值的经验参数。然而，所描述的方法依赖于其实用性必须经过验证的假设，例如，尤其是关于沉淀/聚结速度。如果这种假设未被验证，设计原理将会被质疑。这是闪蒸处理热解残留液的情况。

事实上，在闪蒸处理期间，将待处理的产品分离为具有不同的性质和状态的两种流体：一方面是油气，另一方面是重质残留液。当闪蒸热解残留物时，每次回收的流体所具有的性质相对于来源于其中的原混合液的性质完全改变，尤其是对于液体馏分。因此，液体(硬沥青或改性沥青)具有较高的平均分子量以及不同的流变性质。一般来说，重质残留物具有较高的粘度和较高的软化点。在闪蒸处理过程中，挥发性馏分的突然蒸发也会产生雾气和/或导致液滴夹带。这些液滴由重质液体构成并经过了与所述液体相同类型的液体性质的改变。然而，这些影响的程度与在闪蒸过程中所形成的液滴的大小成反比。因此，液滴越细和越小则其粘度和软化点越高。

因此带来的结果是夹带的液滴的凝聚行为是异质的，并且凝聚并不遵照设计闪蒸设备的规则的通用标准，比如Sinnott或US2003/0005823来表现。事实上，夹带的液滴倾向于显现类似于粘性、非常高结垢性的胶状物的特性而不是凝聚。因此，夹带的液滴粘附在壁上和遇到的具有几何形状的结构元件上使得其附近的循环速度变慢或几乎为零。在这些情况下，比如在US2003/0005823中遇到的，且由于其高粘度，液滴停止流动并在设备中结垢，从而导致持久的堵塞，其最后使设备完全堵塞。特别地，这是比如在US1,661,685中显示的一系列同心圆罐形式的除雾器型系统，即便除雾器包括加热装置也不适合用于处理热解残留物的原因之一。后者是旨在用于加热和流化附着于除雾器的重残留物膜的加热装置，其不能有效地消除软化点较高的物质，如液滴形式存在的那些物质。事实上，它们的粘度很高，以致再加热需要使用使得重质热解残留物变得容易发生焦化反应的温度，从而导致固体焦炭残留物的形成。至于焦油和煤焦油沥青，公认的是从约390-405℃起焦炭的形成变得明显。由于这些反应性质促进了焦炭在非常低的温度下形成，因此不能使用如US8,070,938所描述的用于通过非热解途径蒸发衍生自焦油砂或提取自煤的重油中的大部分可蒸发馏分的处理装置：所述装置所要求的温度条件和所使用的方法是其中所述待处理的油为顺着壁的长度向下流淌的膜形式，而过热蒸汽流逆流循环地高速喷射到所述壁上，使得如果用热解残留物，如焦油沥青或煤焦油沥青代替重油则将必然发生焦化和设备的非常快速结垢以及导致过程停止。

去掉除雾器或增加闪蒸系统的高度以促进夹带的液滴的回收不足以抵消流变学特性的变化和随后产生的结垢的显著影响。根据本领域技术人员可得到的标准，标准闪蒸装置的改造不可能弥补存在于滴雾中的闪蒸的沥青的流变行为的后果。事实上，一方面，最细的液滴仍然被上升蒸汽流夹带并进一步将堵塞现象带入处于下游的管道和设备。并且，另一方面，下落的液滴增加闪蒸装置的底部收集的液体的异质性，从而进一步促使管道和泵的过早机械磨损。

然而，热解残留物的结垢性质，不仅仅是通过液滴的行为表现。由于他们是高度异质性的，这就意味着固体、灰分和重质产物是其组成的一部分，与闪蒸过程无关，热解残留物本身在本质上是结垢性的。如果热解残留物没有经过足够强烈的混合，则沉降入储存装置并形成趋于聚集在低速死角区的粘稠的重质相，往往在低速死角区积累。如果是由于偶然或设计具有循环速度接近零的区域，则在使用这样的流体的所有设备和管道系统中也会存在这种现象。这些区域，也被称为死水区，其容易导致材料的聚集，导致或多或少加快堵塞。其结果是，如在[US2003/0005823]中所描述的一般设计为处理清洁馏分的用于闪蒸气/液分离的装置不能对热解残留物有效和可持续的处理。

因此，闪蒸热解残留液，特别是沥青，需要使用特别设计的处理设备以为防止装置结垢和回收的产品质量降低。

发明内容

本发明的目的，特别是，通过提出一种通过热解残留液的闪蒸减压以促进其分离的装置和方法克服了上述缺点。

因此，根据第一方面，本发明涉及一种用于闪蒸处理热解残留液的装置，所述装置包括：

-具有垂直旋转轴的大致圆柱形闪蒸罐，其具有内表面和外表面，

-至少一个用于喷射热解液的入口，其由喷射器构成，

-用于释放的气体的上出口；

-用于处理的液体的下出口；

其特征在于所述圆柱形壁设置在所述罐内，面向入口，圆柱形壁具有内表面和外表面，下自由边缘和上自由边缘，具有与所述罐相同的旋转轴以及比所述罐小的直径；

在圆柱形壁的外表面和所述罐的内表面之间限定环形空间；

所述圆柱形壁，装配有至少一个基本上垂直于喷射器以及其轴与所述罐的旋转轴相交的通孔；

其中所述入口相对于所述壁的下自由边缘和/或上自由边缘一定距离地设置在所述罐上，平行于所述罐的旋转轴测量的所述距离，至少等于所述喷射器的自由端外径的1.5倍且基本上与所述罐的内表面相切，使得热解残留物向环形空间的喷射与所述圆柱形壁的外表面相切。

在本发明的装置中，设置所述圆柱形壁，特别是，相对于入口喷射器设置，以允许快速收集液滴，而所述液滴是由雾气与尽可能靠近喷射器的壁碰撞而产生，同时使所述液相开始进行环形运动，通过运动液体的摩擦诱导喷射区域的永久清洁。

本发明的装置设计没有死水区。因此，所述装置不结垢，而且，恰恰相反，它的各种部件的排列使装置可以自清洁。

根据一个具体实施方式，所述圆柱形壁位于闪蒸罐内，从而在其上部具有高度为所述罐的直径的1/5到2/3的自由空间。

根据一个具体实施方式，圆柱的外壁直径为所述罐的内径的6/10到9/10。

优选地，所述圆柱形壁装配有至少一对通孔，例如径向相对。

根据一个具体实施方式，本发明的装置可以包括设置于所述圆柱形壁下方的分隔板。这些分隔板是通常用于液体/气体分离的设备，特别是在蒸馏塔中。在本发明的装置中存在这些设备也提高了液体/气体分离。

为了引导流动的液体通过重力进入本发明的所述罐中的流动，所述罐可以位于圆柱形壁的下方和可选的分隔板的上方，其具有收集和再分配系统。这个收集和再分配系统可以由设置于圆柱形壁下方的截断的壁构成，其中直径较大的边缘连接到所述罐的内壁而直径较小的自由边缘朝向所述罐的底部。

为了通过改变多种气体组分的分压和提高所述液体的气化从而优化液体和气体的分离，本装置还可以包括喷射不凝性气体的系统，其中所述喷射系统设置在下出口附近。

根据另一具体实施方式，根据本发明的处理装置包括数个设置在罐壁上的入口，面向圆柱形壁。“数个”入口是指至少两个入口。优化入口的数量以提高待处理的热解液体的体积，但其数量和设置不能影响罐内的总的流动路径。因此，根据罐的大小和待处理残留液的特性，例如入口的数量可以高达20个，但是，更普遍的是使用较少的入口，具体为2到12个，如2、3、4、6、8或9个。

所述入口可平均地设置于罐的垂直于旋转轴的同一圆周上。所述入口也可以设置在面向圆柱形壁的不同高度处。

根据第二方面，本发明涉及用于利用大致圆柱形的闪蒸罐闪蒸处理热解液体的方法，所述罐具有垂直旋转轴以及外表面和内表面，具有用于通过喷射器喷射热解液体的至少一个入口，用于排放的气体的上出口和用于处理的液体的下出口，圆柱形壁设置在所述罐内面向所述入口，其具有外表面、内表面、下自由边缘和上自由边缘，具有与所述罐相同的旋转轴以及小于所述罐的直径，在圆柱形壁的外表面和罐的内表面之间形成环形空间，所述圆柱形壁装配有至少一个基本上垂直于入口以及其轴与所述罐的旋转轴相交的通孔，所述入口相对于所述圆柱形壁的下自由边缘和/或上自由边缘一定距离地设置在所述罐上，平行于所述圆柱形壁的旋转轴测量的所述距离，至少等于喷射器的自由端外径的1.5倍以及被偏置使得热解液体向环形空间的喷射与圆柱形壁的外表面相切，其特征在于：

-将待处理的热解残留液通过入口以与所述圆柱形壁的外表面相切地喷射到环形空间中；

-在热解残留液进入所述罐后的闪蒸期间以及当液体经过所述罐时的蒸发排放气体，

-通过上出口提取所述罐中排放的气体，

-由气体组分释放的处理液体通过下出口排出。

在本发明的方法中，在装置中液体的运动导致所述装置的自清洁。

根据一个具体实施方式，在喷射到所述环形空间之前，预热待处理的热解液体，并任选地对其加压。

根据一个具体实施方式，本发明的处理方法可以包括将不凝性气体引入所述罐中。在闪蒸罐中的温度和压力条件下所述引入的气体是不凝性的。这种气体选自氮、过热蒸汽、或工艺烟雾或气体。“工艺烟雾或气体”是指在设备附近可得到的气体，例如裂解气。优选地，通过在所述罐的下部喷射而引入不凝性气体。

可以通过三种不同的方式实施本发明的方法：

1)通过对预热的待处理液体施加压力差(在所述入口压力和所述罐压力之间)；

2)通过将不凝性气体喷射到下部以改变各种气体的分压和提高液体的蒸发；

3)通过结合1)和2)，即，通过在待处理液体上施加的压力差和喷射不凝性气体。

本发明的方法可以处理热解残留液，所述热解残留物选自煤焦油、生物质焦油、石油焦油、煤焦油沥青、石油沥青及它们的混合物。

根据本发明方法的另一个实施方式，所处理的液体的一部分可以再循环到供给所述罐的原料中。从而所述原料是热解残留液和一部分所处理液体的混合物。控制再循环的处理液体的比例以调节待提取的气体的相对量。

本领域的技术人员在阅读仅通过非限制性实施例给出的如下说明以及参考附图后将会清楚了解本发明的特点和优点，其中：

图1是用于实施闪蒸过程的包括常规闪蒸罐的装置示意图；

图2是本发明的闪蒸罐的示意图；

图3是闪蒸罐和在入口的水平处的圆柱形壁的俯视图；

图4是具有用于喷射不凝性气体的系统的闪蒸罐的示意图；

图5是用于实施本发明的闪蒸处理和所处理液体的再循环的装置示意图；

图6是具有圆柱形壁的闪蒸罐的示意图，其中圆柱形壁带有两对通孔。

说明现有技术的图1，其代表由大致圆柱形的闪蒸罐2构成的装置，所述罐具有垂直的旋转轴YY’。将热解液体通过入口3进料给所述罐，其温度通过热交换器30控制。提供下出口4以排出处理的液体11以及提供上出口用于回收闪蒸过程中产生的气体12。

图2代表根据本发明的专门用于处理液体热解残留物的闪蒸分离装置1，所述装置包括：

-闪蒸罐2；

-中央的圆柱形壁21；

-至少一个供给所述待闪蒸的液体的入口3(仅显示一个)；

-收集和再分配系统22；

-分隔板23；

-用于回收闪蒸过程中产生的气体12的上出口5，以及用于排出处理后的液体11的下出口4。

闪蒸装置1包括具有垂直旋转轴Y-Y’的大致圆柱形的闪蒸罐2。

通过至少一个入口3将待处理的热解残留液10向所述罐提供进料。热交换器30(如图4所示)设置在提供待处理的热解残留液进料的管线上，以控制流向至少一个入口3的液体10的温度。

在罐的中央装配有圆柱形壁21，所述壁具有与所述罐相同的旋转轴Y-Y’，但直径较小。圆柱形壁21具有内表面21i和外表面21e。圆柱形壁21的外径21e和罐2的内径之比为6/10到9/10。因此在罐的内表面和圆柱形壁21的外表面21e之间限定出环形空间210。圆柱形壁装配有至少一个通孔或入口211，优选地至少一对通孔，例如，如图3所示通孔是完全相对的。可以设想多对通孔在圆柱形壁的不同高度上(图6)。至少一个通孔211的轴穿过罐2的中心，且优选地，大致垂直于喷射器31的轴而定位。

圆柱形壁21位于闪蒸罐2内，从而在其上部具有高度为罐2的直径的1/5到2/3的自由空间。

至少一个入口3面向圆柱形壁21定位。根据优选的实施方式，如图3所示，在每个入口3中插入穿透到环形空间210内的喷射器31，以迫使待处理液体10的进入轨迹与圆柱形壁21相切。喷射器31的自由端与圆柱形壁保持距离。喷射器31可以是恒定横截面的直管或文丘里喷射器(未示出)；文丘里喷射器可以引导待处理产品和使其在喷射区变慢，所述区域由文丘里喷射器的锥形自由端构成。这样的系统是常见的并广泛记载在现有技术中。

至少一个喷射器31相对于闪蒸罐的2的轴偏置，使得待处理的热解液体的进入流与圆柱形壁的外表面21相切。当存在数个入口3时，他们面向圆柱形壁21均匀分布在闪蒸罐2上。入口3均匀布置在一个垂直于旋转轴Y-Y’的圆周上和/或沿圆柱形壁21的高度H均匀有间隔地分布(如图6)。优选地，在入口3和圆柱形壁21的下自由边缘21a和上自由边缘21b之间保持喷射器31的自由端外径的至少1.5倍的间隙。如果存在数个入口3，则在每个入口之间保持喷射器31的自由端外径的至少1.5倍的距离。入口3设置为不直接与圆柱形壁21的孔211相对。

在罐的内表面和圆柱形壁的外表面21e之间限定的自由环形空间210的宽度，罐2的半径R1和圆柱形壁21的半径R2之间的差异，等于或大于喷射器31的自由端的外径的至多2倍是比较有利的。

特别是，圆柱形壁的自由边缘21a和21b的直径可比圆柱形壁的中央直径稍小。因此，自由边缘稍微倾斜。

在圆柱形壁21的下方设置收集和再分配系统22。如图2和4所示，这个收集和再分配系统由设置在圆柱形壁的下方的截断壁构成，其直径较大的边缘22a连接到罐的内壁上，以及其直径较小的自由边缘22b朝向罐的底部。当在边缘22a和罐的内表面之间提供间隔以允许上升气流通过时，边缘22a不完全连接到罐的内表面。自由边缘22b可以具有再分配系统，其由圆齿边缘(未示出)的收集槽构成，所述系统通过溢流到设置于下方的分隔板23上来分配液体。

分隔板23是通常用于液体-气体分离装置的设备。它们，特别地，或者是设置为交错行的金属角钢构件或者是具有交替的角度的倾斜板，以便以喷淋的方式向闪蒸罐2的中心以及然后向外侧交替地分配液体。

根据如图4所示的具体实施方式，本发明的装置还包括设置在分隔板23下方的不凝性气体喷射器61，如穿孔喷射枪611。

当闪蒸热解残留物时，加压和过热的产品猛烈地从几个bar的压力转变为工业真空压力。在闪蒸期间，蒸发足够汹涌而产生液滴。

为了限定避免任何结垢以及避免在回收的液体中形成非均质性的条件，最好是将待闪蒸的原料在一定条件下输送，从而使得：

i)迫使液滴雾气尽可能快速凝聚以及较好是在靠近喷射器的中部凝聚；和

ii)控制原料的挥发馏分以限制蒸发气体的特定流速。

为了进行标准的有效分离，热解残留物10在由闪蒸罐2和附加的圆柱形壁21构成的系统中闪蒸，所述系统在闪蒸罐的内表面和圆柱形壁21的外表面21e之间限定出自由环形空间。通过至少一个偏置的入口3将热解残留物10送入环形空间，所述入口3中可以设置喷射器。因此，不使用移动部件而引发液体10的离心运动，由于将粘稠液体旋风般夹带离开闪蒸罐2的内表面，而液滴的平均自由路径立即遇到圆柱形壁21，因此没有足够的时间来改变液滴相对于产生液滴的那些液体的性质。在环形空间中循环的液体导致再润湿和/或机械摩擦，从而能够回收这些液滴使其均质地返回液体11，而不需要外部搅拌/均质化的手段。

为了使闪蒸得到的蒸汽12快速消散，圆柱形壁21装配有孔211，其允许气体12通过罐的中心排出，而没有导致在环形区210产生通道，气体/液体液泛或结垢。因此，液体11可以在旋转运动和重力的结合作用下流向罐的底部以通过出口4排出，而蒸汽12通过中央部分上升到顶部经出口5提取。

而圆柱形壁系统特别适合于液滴的捕集和及时凝聚，本系统对于气/液结垢敏感。因此，建议控制待闪蒸的液体10的量，以便不会遇到使挥发馏分太多从而导致结垢的情形。因此，如图5所示的优选的处理方法，其中利用闪蒸的液体11的再循环稀释待闪蒸的加压液体10。根据该实施方式，在与液体11的进料合并之前，通过热交换器30加热待闪蒸的液体10，所述液体11来自通过出口4排出的闪蒸的产品41并由加热装置302(例如炉子)加热。将这两种合并的进料通过喷射器31引入闪蒸罐2。液体被闪蒸，气体12通过上出口5排出以及闪蒸的液体通过出口4排出，一部分通过管线41再循环以及其他部分11通过管411回收。这种稀释的策略能够将闪蒸的油的相对量控制在较小的比例。稀释会降低需要从液体10提取的气体的相对量，从而保证提取过程中较低的气体速度，这将防止夹带粘性液滴造成气体出口5结垢。

当通过圆柱形壁21时，大部分的液体清除了需要蒸发的物质。为了完成在较温和的条件下的排放，例如，利用图4或6的装置，通过设置在圆柱形壁21下方的收集和再分配系统22回收液体，然后将这种液体再分配到分隔板系统23上。收集和再分配系统22，例如，由连接到闪蒸罐的壁的部分锥形体构成并再将所述液体引向中心漏斗。锥形体和漏斗的边缘之间的间隔允许上升的气体自由流通。在漏斗的末端，再分配系统的例子由具有圆齿边缘的收集槽构成，其通过溢流将液体分配到分隔板23上。

分隔板23将液体11分配为喷淋并增加暴露于真空的比表面积。表面积的增加最大化驱动力的功效，从而提高待蒸发的物质的排出。通常，分隔板23，特别地是或者是设置为交错行的金属角钢构件或者是具有交替角度的倾斜板，它们以喷淋方式向闪蒸罐2的中心或外侧分配液体。

根据用于利用如图4所示的装置闪蒸热解残留物的方法，可以收集不凝性气体并通过使用穿孔喷射枪611的喷射系统61将其引入闪蒸罐2的底部。然后将这些气体作为在闪蒸罐2中的惰性气体使用并通过改进分压的平衡来帮助提高闪蒸处理的性能。因此待闪蒸的液体经历的真空效果大于实际施加的真空，而且与在相同的真空下没有不凝性气体注入时相比排空更完全和更有效。

仅以示例的方式提供下面实施例，且并不以任何方式限制本发明。

实施例

实施例1:

在4bar下将具有90℃Mettler[ASTM d3104]软化点的煤焦油软沥青加热到380℃并连续地以每小时11.1吨进料以在如图2所示的闪蒸罐2中闪蒸。罐2具有1.5米的直径，9立方米的总体积。它配备有一个入口3，其中插入一个文丘里喷射式喷射器31。喷射器的自由端的外径为200毫米。罐2装配有中央圆柱形壁21，其具有1.6米的高度，具有径向相对的两个孔211，每个孔直径为200毫米。环形空间210的尺寸为220毫米。圆柱形壁的下方设置有收集器22和四行分隔板23。闪蒸罐中保持的压力为10kPa(a)。通过出口4以每小时10.9吨的流量连续回收Mettler软化点为132℃的硬沥青11，流量的差别在于通过出口5收集的闪蒸气体12。

实施例2:

制备煤焦油/改性煤焦油沥青混合物并在如图5所示的装置中以及使用如图6所示装置闪蒸。

在热交换器30中在9bar(g)下预加热到200℃的每小时37.9吨(G)的煤焦油与在炉302中预加热到355℃的Mettler软化点为90℃的焦油以20份焦油与100份焦油沥青的比例混合到31中。该混合物在闪蒸罐2中连续闪蒸，体积为39立方米的所述罐的直径为2.2米，所述罐由装有两对径向相对并叠置的穿孔211的中央圆柱形壁21以及由两个偏置并径向相对的入口3构成，一个入口在另一个入口的下方。入口3装配有文丘里喷射式喷射器31。喷射器的自由端的外径为250毫米。中央圆柱形壁21的高度为2.9米。孔211的直径为280毫米。环形空间210尺寸为280毫米。收集器22和六行分隔板23设置在圆柱形壁的下方。闪蒸罐2保持压力为10kPa(a)。在闪蒸罐2的底部连续回收具有90℃Mettler软化点的焦油11。

实施例3:

在4bar下将实施例1的软沥青加热到380℃并以每小时13.1吨连续地进料以在如图4所示的闪蒸罐2中闪蒸。闪蒸罐2与实施例1中所用的相同，除了不同的是在所述罐的下部在分隔板的最后一行之下装配有直径200毫米的穿孔喷射枪61。闪蒸罐内的压力保持在80kPa(a)。使1700kPa和400℃下的过热蒸汽通过喷射枪61以25立方米/小时的流量喷射。通过出口4以每小时13吨的流量连续回收具有115℃Mettler软化点的硬质沥青，流量的差别在于通过出口5收集的闪蒸气体。所述处理进行了4个月，没有观察到任何限制其运行或性能的阻塞。

实施例4(比较):

实施例1中的软沥青在与实施例3的尺寸相同的现有技术的装置中闪蒸，但没有中央圆柱形壁。闪蒸处理是在与实施例3相同的条件下进行的。获得的初始性能与实施例3相同。在操作12周后，观察到出口5被固体沥青突然堵塞。堵塞出口5的固体表征为焦炭。

Claims (14)

1.用于闪蒸处理热解残留液的装置(1)，所述装置由以下构成：

-具有垂直的旋转轴Y-Y’的大致圆柱形闪蒸罐(2)，所述罐具有内表面和外表面，

-至少一个用于注入热解残留液的入口(3)，所述入口由喷射器(31)构成，

-用于排放的气体(12)的上出口(5)；

-用于处理的液体(11)的下出口(4)；

其特征在于所述圆柱形壁(21)设置在所述罐(2)的内侧，面向入口(3)，所述圆柱形壁(21)具有内表面(21i)、外表面(21e)、下自由边缘(21a)和上自由边缘(21b)，具有与所述罐相同的旋转轴并具有较小的直径；

在圆柱形壁(21)外表面(21e)和罐(2)的内表面之间限定环形空间(210)；

圆柱形壁(21)配备有至少一个通孔(211)，其基本上垂直于喷射器(31)的轴定位以及其轴与所述罐(2)的旋转轴YY’相交；以及

其中所述入口(3)相对于所述圆柱形壁(21)的下自由边缘(21a)和/或上自由边缘(21b)一定距离地设置在所述罐(2)上，平行于所述罐的旋转轴YY’测量的所述距离，至少等于喷射器(31)的自由端外径的至少1.5倍且基本上与所述罐(2)的内表面(2)相切，使得热解残留物向环形空间(210)的喷射与圆柱形壁的外表面(21e)相切。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于圆柱形壁(21)位于闪蒸罐(2)内，从而在其上部具有一个高度为所述罐(2)直径1/5到2/3的自由空间。

3.根据权利要求1或2所述的处理装置，其特征在于所述装置没有死水区。

4.根据权利要求1到3任一项所述的处理装置，其特征在于所述圆柱(21)的外壁(21e)的直径为所述罐(2)的内径的6/10到9/10。

5.根据权利要求1到4任一项所述的处理装置，其特征在于所述装置包括收集和分配系统(22)，其设置于圆柱形壁(21)的下方以及分隔板(23)的上方。

6.根据权利要求1到5任一项所述的处理装置(1)，其特征在于数个入口(3)设置在所述罐壁上，面向所述圆柱形壁(21)。

7.根据权利要求6所述的处理装置(1)，其特征在于，所述入口(3)分布在所述罐(2)的外周。

8.根据权利要求1到7任一项所述的处理装置，其特征在于所述装置包括在下出口(4)附近的不凝性气体喷射系统(61)。

9.利用大致圆柱形闪蒸罐(2)闪蒸处理热解残留液的方法(2)，所述罐具有垂直的旋转轴(YY’)，具有外表面和内表面，具有至少一个用于通过喷射器(31)喷射热解残留液的入口(3)，用于排放的气体(12)的上出口(5)和用于处理的液体(11)的下出口(4)，圆柱形壁(21)置于所述罐(2)内，面向入口(3)，所述壁具有外表面(21e)、内表面(21i)，下自由边缘(21a)和上自由边缘(21b)，具有与所述罐相同的旋转轴(YY’)和小于所述罐的直径，其中在所述圆柱形壁的外表面(21e)和所述罐(2)的内表面之间产生一个环形空间(210)，其中所述圆柱形壁装配有至少一个基本上垂直于入口(3)且其轴与所述罐(2)的旋转轴(YY’)相交的通孔(211)，所述入口(3)相对于圆柱形壁(21)的下自由边缘(21a)和/或上自由边缘(21b)一定距离地设置在所述罐上，平行于所述罐(2)的旋转轴测量的所述距离，至少等于所述喷射器(31)的自由端外径的1.5倍并被偏置使得所述热解残留液向环形空间(211)的喷射与圆柱形壁(21)的外表面(21e)相切，其特征在于：

-待处理的热解残留液通过入口(3)以与圆柱形壁的外表面(21e)相切地喷射入环形空间(211)；

-在热解残留液(10)进入所述罐(2)后的闪蒸期间以及当液体(10)通过所述罐(2)时的蒸发而排放气体，

-通过上出口(5)提取所述罐(2)内排放的气体(12)，

-清除气体成分后的处理的液体(11)通过所述罐(2)的下出口(4)排出。

10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于所述热解残留液选自煤焦油、生物质焦油、石油焦油、煤焦油沥青、石油沥青及它们的混合物。

11.根据权利要求9或10所述的处理方法，其特征在于所述罐(2)保持在大气压下。

12.根据权利要求9或10所述的处理方法，其特征在于所述罐(2)处于部分真空下。

13.根据权利要求9到12所述的处理方法，包括通过位于所述装置(1)的下出口(4)附近的注射系统(61)将不凝性气体引入所述罐(2)中。

14.根据权利要求9到13任一项所述的处理方法，其特征在于，供给入口(3)热解残留液和所述处理液体(11)的再循环部分的混合物。