CN105154122B - 一种组合式煤焦油脱水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组合式煤焦油脱水的方法，包括以下步骤：将含水煤焦油升温到120‑180℃，将升温后的含水煤焦油送入煤焦油减压闪蒸罐，在减压条件下进行脱水，将煤焦油中的含油的水以油水混合蒸气的形式脱出；再将油水混合蒸气送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入轻油作为回流液，油水混合蒸气与轻油在精馏塔内进行恒沸精馏；精馏结束后将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，得到脱去油的水。排水的油含量低于2000ppm，实现降低水中油含量、削减水质生物毒性的目的。

Description

一种组合式煤焦油脱水的方法
技术领域
本发明属于煤焦油生产技术领域，特别涉及一种组合式煤焦油脱水的方法。
背景技术
煤焦油是在炼焦过程中的副产品，煤焦油中水分，直接影响着煤焦油的工业价值，也严重影响后续的蒸馏稳定操作和设备使用寿命等。
煤焦油脱水一般分为预脱水和终脱水，预脱水技术主要有加热静置法和离心分离法，预脱水技术一般只能将煤焦油中的水脱到2％以下，不能满足工艺生产要求煤焦油含水小于0.5％的标准，而且预脱水技术对脱水水质的选择性很差，水中残留的酚、吡啶、喹啉、吲哚等杂环及多环芳香族化合物数量大，成分复杂，吸附性强，并且其生物毒性强，可生化性差，严重影响煤焦油加工工艺的系统可行性。终脱水技术主要有管式炉脱水法、脱水塔法、加压加温脱水法，这类技术主要原理是对煤焦油进行加温，使油水破乳或气化来实现脱水的目的。终脱水技术能实现煤焦油含水小于0.5％的要求，但是单独建设都存在投资大、操作能耗高、水中毒性物质选择性相对较差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种组合式煤焦油脱水的方法，将煤焦油脱水工艺有效组合到煤焦油加工工艺中，解决现有脱水方法排水生物毒性大，生产操作能耗高、装置建设投资大的问题。
本发明采用的技术方案是，一种组合式煤焦油脱水的方法，包括以下步骤：
步骤1，煤焦油加热减压闪蒸
将含水煤焦油升温到120-180℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，在减压条件下进行脱水，将煤焦油中的含油的水以油水混合蒸气的形式脱出。
步骤2，油水混合蒸气精馏
将油水混合蒸气送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入轻油作为回流液，油水混合蒸气与轻油在精馏塔内进行恒沸精馏；精馏结束后将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，得到脱去油的水。
本发明的特点还在于：
步骤1中煤焦油减压闪蒸罐的压强为-40～-95kPa(G)。
步骤2中轻油选择沸点低于205℃，比重不大于0.85的轻油，具体可以为常压石脑油、劣质汽油、煤焦油加氢石脑油。
步骤2中精馏塔采用板式塔，有效塔盘层数为2-5，塔顶温度为50-100℃，塔内压强为-40～-95kPa(G)。
步骤2中恒沸精馏过程中，控制塔顶回流量与塔顶采出物的质量比为1～4:1。
本发明的有益效果是：本发明的组合式煤焦油脱水的方法首先明确全煤焦油水分都必须经过恒沸精馏外排，中间不设排水口。油水混合物进入煤焦油减压精馏塔后，用轻油作为塔内外回流，通过精馏实现降低水中油含量、削减水质生物毒性的目的，最终排水的油含量低于2000ppm。
其基本原理是利用轻油杂质少、密度轻与水中的毒物分子结构相似的特点与水在塔顶进行恒沸精馏，使水中杂环及多环有机化合物进入煤焦油中，实现废物资源化。精馏塔顶的油水混合物在冷凝沉降以后，由于油水密度差相比煤焦油直排水的密度差更大，油水分离更容易，水中的油含量低于2000ppm，并且水中油的质量较好，可生化性大幅提升，满足后续除油和生化的要求。作为回流的轻油可循环重复利用。整个方法与煤焦油加工工艺有效结合，无需使用单独的设备，降低了投资，节约了成本，同时简化了工艺步骤，适合工业生产。
附图说明
图1是本发明的组合式煤焦油脱水的方法的过程示意图。
图中，1.煤焦油储罐，2.换热器，3.煤焦油减压闪蒸罐，4.精馏塔，5.塔顶冷凝冷却器，6.塔顶回流罐。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种组合式煤焦油脱水的方法，参考图1的设备，包括以下步骤：
步骤1，煤焦油加热减压闪蒸
将含水煤焦油输送到煤焦油储罐1，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐1应设搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。将含水煤焦油搅拌至水油混合的状态，通过换热器2换热，达到120-180℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐3，在减压条件下进行脱水，将煤焦油中的含油的水以油水混合蒸气的形式脱出。
步骤2，油水混合蒸气精馏
将油水混合蒸气送入精馏塔4的中上部，同时从塔顶引入轻油作为回流液，油水混合蒸气与轻油在精馏塔4内进行恒沸精馏；精馏结束后将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器5冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐6进行油水沉降分离，得到脱去油的水。
步骤1中煤焦油减压闪蒸罐的压强为-40～-95kPa(G)。
步骤2中轻油可以选择沸点低于205℃，比重不大于0.85的低沸点轻烃、汽油、溶剂油，优选地，可以为常压石脑油、劣质汽油、煤焦油加氢石脑油。
步骤2中精馏塔采用板式塔，有效塔盘层数为2-5，塔顶温度为50-100℃，塔内压强为-40～-95kPa(G)。
步骤2中恒沸精馏过程中，控制塔顶回流量与塔顶采出物的质量比为1～4:1。
实施例1
组合式煤焦油脱水，包括以下步骤：
步骤1，煤焦油加热减压闪蒸
将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应高搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。通过换热器对含水煤焦油换热，达到120℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强为-40kPa(G)，在减压条件下进行脱水，将煤焦油中的含油的水以油水混合蒸气的形式脱出。
步骤2，油水混合蒸气精馏
将油水混合蒸气送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入常压石脑油作为回流液，常压石脑油的引入量与塔顶采出物的质量比为4:1。油水混合蒸气与常压石脑油在精馏塔内进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为2，塔顶温度为100℃，塔内压强为-40kPa(G)。精馏结束后将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，得到脱去油的水。
实施例2
组合式煤焦油脱水，包括以下步骤：
步骤1，煤焦油加热减压闪蒸
将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应高搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。通过换热器对含水煤焦油换热，达到180℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强-95kPa(G)。在减压条件下进行脱水，将煤焦油中的含油的水以油水混合蒸气的形式脱出。
步骤2，油水混合蒸气精馏
将油水混合蒸气送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入煤焦油加氢石脑油作为回流液，煤焦油加氢石脑油的引入量与塔顶采出物的质量比为1:1。油水混合蒸气与煤焦油加氢石脑油在精馏塔内进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为5，塔顶温度为50℃，塔内压强为-95kPa(G)。精馏结束后将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，得到脱去油的水。
实施例3
组合式煤焦油脱水，包括以下步骤：
步骤1，煤焦油加热减压闪蒸
将含水煤焦油输送到煤焦油储罐，为防止煤焦油油水分层，煤焦油储罐应高搅拌装置，并定期搅拌。对于偖罐中上部明显分层的水通过切水口排到煤焦油油水储罐。油水储罐中的水在正常生产时通过泵计量送入换热器前，与煤焦油混合。通过换热器对含水煤焦油换热，达到150℃，再进入煤焦油减压闪蒸罐，闪蒸罐顶压强-60kPa(G)。在减压条件下进行脱水，将煤焦油中的含油的水以油水混合蒸气的形式脱出。
步骤2，油水混合蒸气精馏
将油水混合蒸气送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入劣质汽油作为回流液，劣质汽油的引入量与塔顶采出物的质量比为1.5:1。油水混合蒸气与劣质汽油在精馏塔内进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数为3，塔顶温度为85℃，塔内压强为-60kPa(G)。精馏结束后将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，得到脱去油的水。
对实施例1-3的脱去油的水进行油含量检测，结果分别为1068、1520、1355ppm，可见，采用本发明的组合式煤焦油脱水的方法能够有效去除煤焦油生产过程中排出的水中的油份，实现降低水中油含量、削减水质生物毒性的目的，最终排水的油含量低于2000ppm，并且水中油的质量较好，可生化性大幅提升，满足后续除油和生化的要求。作为回流的轻油可循环重复利用。整个方法与煤焦油加工工艺有效结合，无需使用单独的设备，降低了投资，节约了成本，同时简化了工艺步骤，适合工业生产。
本发明以上描述只是部分实施案例，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式。上述的具体实施方式是示意性的，并不是限制性的。凡是采用本发明的方法，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，所有具体拓展均属本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种组合式煤焦油脱水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，煤焦油加热减压闪蒸：
将含水煤焦油搅拌至水油混合的状态，然后将其升温到120-180℃，将升温后的含水煤焦油送入煤焦油减压闪蒸罐，在减压条件下进行脱水，将煤焦油中的含油的水以油水混合蒸气的形式脱出；
步骤2，油水混合蒸气精馏：
将油水混合蒸气送入精馏塔的中上部，同时从塔顶引入轻油作为回流液，油水混合蒸气与轻油在精馏塔内进行恒沸精馏，精馏塔有效塔盘层数大于2，塔顶温度为50-100℃，塔内压强为-95～-40kPaG；精馏结束后将塔顶采出物送入塔顶冷凝冷却器冷却到温度低于40℃，然后再送入塔顶回流罐进行油水沉降分离，得到脱去油的水。
2.根据权利要求1所述的组合式煤焦油脱水的方法，其特征在于，所述煤焦油减压闪蒸罐的压强为-95～-40kPaG。
3.根据权利要求1所述的组合式煤焦油脱水的方法，其特征在于，所述轻油是煤焦油加氢石脑油或劣质汽油中的一种。
4.根据权利要求1所述的组合式煤焦油脱水的方法，其特征在于，所述轻油的引入量与所述塔顶采出物的质量比为1～4:1。
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