发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统和方法,通过连续水洗脱盐工艺,使焦油中的大部分无机氯得以脱除,从而实现焦油加工不加碱,控制萘油段无机氯含量在安全浓度范围内,达到蒸馏所得的沥青产品基本无钠离子;采用连续式进料和加水,混合均匀,水洗效果好效率高;采用自动排水装置,大大减轻了劳动力。
本发明的技术解决方案如下:
一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,其特征在于:
所述预处理系统包括用于接收焦油的原料槽1和废水槽2;所述原料槽1通过管道a与静态混合器6的进口连接,在所述管道a上设置有第一止回阀4;所述废水槽2通过管道b与静态混合器6的进口连接;在所述管道b上设置有第三止回阀4″和废水计量泵3;
所述静态混合器6的出口通过管道c与第一进料分配器7连接,所述第一进料分配器7设置在分离器8内的中部位置,通常可为辐射式或莲蓬式等,其作用是使混合液均匀分散流出;
在所述分离器8的内部还设置有自动排水装置,所述自动排水装置与用于接收净化完焦油所放出的废水的第一氨水槽10连接;在所述分离器8的底部设置有焦油出口,所述焦油出口通过管道与超级离心机连接。
根据本发明所述的无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,所述原料槽1与分离器8为相同的装置,均可作为焦油原料槽或分离器,可以互换;当用于贮存或输送焦油时该装置为原料槽,当用于分离和排水时该装置为分离器。
根据本发明所述的无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,所述静态混合器6的出口通过管道f′与原料槽1的顶部连接,用于循环清洗。
根据本发明所述的无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,所述预处理系统可逆向应用,逆向应用时的预处理系统包括用于接收焦油的原料槽8和废水槽2;所述原料槽8通过管道a′与静态混合器6的进口连接,在所述管道a’上设置有第二止回阀4′;所述废水槽2通过管道b与静态混合器6的进口连接;在所述管道b上设置有第三止回阀4″和废水计量泵3。
所述静态混合器6的出口通过管道c′与用于使混合液均匀分散流出的第二进料分配器7’连接,所述第二进料分配器7’设置在分离器1内的中部位置。
在所述分离器1的内部还设置有自动排水装置,所述自动排水装置与用于接收净化完焦油所放出废水的第二氨水槽10′连接;在所述分离器1的底部设置有焦油出口,所述焦油出口通过管道与离心机连接。
根据本发明所述的无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,所述超级离心机为转速3000rpm以上的离心机。优选的是,所述离心分离的转速是3000~4000rpm;离心分离时间为1min~5min。
本发明还提供一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,其特征在于,所述方法可应用所述的无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,包括如下步骤:
焦油在水洗前将焦油加热至60℃~80℃后,焦油和废水同时连续地进入静态混合器内混合,混合后进入分离器,混合的焦油和水在分离器内继续加热至80~90℃,静置,上层分离水由可升降自动排水筒排入氨水槽;下层水洗后的焦油进入离心机进行再次分离,分离后的焦油进入贮槽。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述焦油和废水的油水重量比为8:1-12:1。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述静置的时间为6~40h。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述经超离后进入贮槽的焦油,无机Cl含量小于5μg/g、Na含量小于5μg/g。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述废水为焦油蒸馏过程中所得的含酚低氯废水;所述的低氯废水Cl含量小于50μg/g、Na含量小于50μg/g。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述焦油无机Cl含量小于30μg/g、Na含量小于30μg/g。高于此范围则须加大水油比,或增加水洗次数
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述预处理系统包括用于接收焦油的原料槽1和废水槽2;所述原料槽1通过管道a与静态混合器6的进口连接,在所述管道a上设置有第一止回阀4;所述废水槽2通过管道b与静态混合器6的进口连接;在所述管道b上设置有第三止回阀4”和废水计量泵3;
所述静态混合器6的出口通过管道c与第一进料分配器7连接,所述第一进料分配器7设置在分离器8内的中部位置,通常可为辐射式或莲蓬式等,其作用是使混合液均匀分散流出;
在所述分离器8的内部还设置有自动排水装置,所述自动排水装置与用于接收净化完焦油所放出的废水的第一氨水槽10连接;在所述分离器8的底部设置有焦油出口,所述焦油出口通过管道与超级离心机连接。
根据本发明所述的无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,所述原料槽1与分离器8为相同的装置,均可作为焦油原料槽或分离器,可以互换;当用于贮存或输送焦油时该装置为原料槽,当用于分离和排水时该装置为分离器。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述静态混合器6的出口通过管道f′与原料槽1的顶部连接,用于循环清洗。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述预处理系统可逆向应用,逆向应用时的预处理系统包括用于接收焦油的原料槽8和废水槽2;所述原料槽8通过管道a′与静态混合器6的进口连接,在所述管道a’上设置有第二止回阀4’;所述废水槽2通过管道b与静态混合器6的进口连接;在所述管道b上设置有第三止回阀4”和废水计量泵3;
所述静态混合器6的出口通过管道c′与用于使混合液均匀分散流出的第二进料分配器7’连接,所述第二进料分配器7’设置在分离器1内的中部位置;
在所述分离器1的内部还设置有自动排水装置,所述自动排水装置与用于接收净化完焦油所放出废水的第二氨水槽10’连接;在所述分离器1的底部设置有焦油出口,所述焦油出口通过管道与离心机连接。
根据本发明所述的一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理方法,所述超级离心机为转速3000rpm以上的离心机。优选的是,所述离心分离的转速是3000~4000rpm;离心分离时间为1min~5min。
本发明所述无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统,如附图1所示:其包括焦油原料槽(兼分离器)1和8、废水槽2、废水计量泵3、止回阀4/4′/4″、焦油进料泵5、静态混合器6、进料分配器7/7′、排水筒9/9′、氨水槽10/10′、焦油出库泵11等。其中焦油原料槽1与止回阀4和焦油进料泵5进口通过管道a依次相连;废水槽2与废水计量泵3、止回阀4″和焦油进料泵5进口通过管道b依次相连;焦油进料泵5出口通过管道与静态混合器6进口相连,静态混合器6出口通过管道c与进料分配器7、通过管道c′与进料分配器7′、通过管道f与分离器8顶部、通过管道f′与焦油原料槽1顶部分别相连;排水筒9与氨水槽10通过管道d、排水筒9′与氨水槽10’通过管道d′分别相连;分离器8与氨水槽10通过管道e、焦油原料槽1与氨水槽10′通过管道e′分别相连;分离器8与焦油出库泵11进口通过管道g、焦油原料槽1与焦油出库泵11进口通过管道g′分别相连;焦油出库泵11出口通过管道h与超级离心机(未示出)进口相连。所述的排水筒9/9′可随油水界面高度自动升降,自动排水。
一种无腐蚀无钠沥青预处理方法,根据焦油中不同的无机氯含量,确定焦油和水的混合比例。经过泵与混合器的作用,使油水充分混合,焦油中的无机氯溶于水中。焦油和水进入焦油分离槽,由于油水比重差,水相在上层,油相在下层,水相经自动排水装置连续排出,油相经超级离心机二次脱水,焦油中的氯离子及其它可溶性杂质离子含量大大降低。焦油中的氯离子含量降低至一定范围后,则焦油常压蒸馏或减压蒸馏时不须加碱,焦油中少量残留的固定铵(如NH4Cl)分解产生的Cl离子在萘油段富集时,不足以引起316L等材质的塔体和塔内件的腐蚀。取萘油分析无机氯含量,低于一定含量时则为安全浓度,达到生产无钠沥青的目的(国外工艺沥青Na含量小于10μg/g认为是无钠)。
焦油接收于原料槽1,在接收焦油的同时或开水洗前将焦油加热至60℃~80℃。废水槽2存量达50~200m3时,开启有关阀门,启动焦油泵5、废水计量泵3,焦油经管道a、废水经管道b分别经止回阀4、4″按一定比例在静态混合器6内混合,经管道c进入分离器(原料槽)8中部的进料分配器7(所述进料分配器通常可为辐射式或莲蓬式等),也可经管道f′进本槽1进行循环(间歇式使用时的操作方法),分离器8或原料槽1内继续加热至80~90℃。焦油经6~40h左右的停留时间后,上层分离水由可升降自动排水筒9(或9′)经管道d(或d′)排出,也可用人工排水管e(或e′)进行排水,进入氨水槽10(或10′),氨水间歇送煤精氨水处理系统;水洗后焦油经管道g(或g′)进焦油出库泵11,经管道h进超离(图中未示出)。其中一只原料槽1用完后关闭槽出口阀,打开另一只备用的原料槽(图中未示出)出口阀,继续连续水洗。其中1和8兼作焦油原料槽和分离器,可以互换,当其贮存或输送焦油时为原料槽,当其用作分离和排水时则为分离器。焦油经超离后进入贮槽,分析无机Cl、Na含量。焦油投用不加碱,取萘油分析,分析无机Cl含量,低于10μg/g可认为没有腐蚀风险。反之则通过调整油水比、降低处理量、提高温度等手段提高脱盐效果,直至萘油中的无机Cl在安全范围内。
本发明设计应用自动排水装置,也兼设计手动排水装置,当自动排水装置偶尔出现故障或排水不彻底时,可继续用手动排水;手动排水也可用于检查水面和油水界面高度。
本发明在实际生产中,当原料槽1作为原料槽,原料槽8作为分离器使用时,经长时间使用后,如果出现排水筒故障、来料变化等特殊情况时,可以逆向系统进行水洗处理,即原料槽8作为原料槽,原料槽1作为分离器。所述原料槽兼作焦油原料槽和分离器使用,可以根据其使用情况而定。
本发明采用一次混合二次分离,混合步骤在混合器内进行,在分离器内一次分离,在超离机内二次分离,分离效果好。
本发明所用废水为焦油蒸馏过程中所得的含酚低氯工艺废水等,不增加废水处理成本。本发明的分离水进入现有的氨水处理系统,经脱酚、蒸氨工序回收其中的酚和氨等有用物质后达标排放,能耗等成本低。
本发明采用较小的加水比例,一次静置分离水后减小了二次分离离心机的负荷,脱氯效果好。
有益技术效果:
本发明提供一种无腐蚀无钠沥青生产的预处理系统和方法。通过连续水洗脱盐工艺,使焦油中的大部分无机氯得以脱除,从而实现焦油加工不加碱,控制萘油段无机氯含量在安全浓度范围内,达到蒸馏所得的沥青产品基本无钠离子的目的。
本发明采用连续水洗脱盐工艺,原则上有原料就可以水洗,一般4天就可以处理一槽,大大提高了效率。本发明采用连续式进料和加水,混合均匀,水洗效果好;采用自动排水装置,大大减轻了劳动力,脱水脱盐效果好。本发明通过分析萘油段Cl浓度明确洗后焦油Cl浓度。