CN107245346B - 一种改质沥青生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改质沥青生产工艺，原料沥青与管式加热炉出口沥青混合，进入闪蒸改质反应釜进行闪蒸和β‑改质反应，闪蒸改质反应釜送出的沥青首先与二次改质反应釜底沥青混合，进入管式加热炉加热，然后进入二次改质反应釜发生α‑改质；经两次改质后的沥青在分馏塔内实现沥青和油品的分离；闪蒸塔和分馏塔分离出的轻质油品冷却后作为闪蒸油收集，分离出的不凝性气体进入真空系统，保证闪蒸改质反应釜及二次改质反应釜内的改质反应、分馏塔内的分馏过程均在负压下进行；改质沥青从分馏塔底采出。本发明采用双釜两步反应法，能够有效控制α‑组分和β‑组分生成量，产品质量可控；工艺简单易行、节能环保，并且适用于各种沥青原料。

Description

一种改质沥青生产工艺

技术领域

本发明涉及沥青生产技术领域，尤其涉及一种适用于各种沥青原料且节能环保的改质沥青生产工艺。

背景技术

煤焦油加工过程中一般产生约50％～60％的沥青，属于焦油加工的大宗产品，加工规模越大，沥青产量越多。改质沥青是目前沥青的主要下游产品，主要用于电解铝行业生产预焙阳极，制备电池棒或电极粘结剂。

目前国内生产改质沥青大多采用釜式热缩聚工艺。该工艺以中温沥青为原料，在加热炉直接加热的反应釜内，通过控制一定的反应停留时间及适当的反应温度，达到沥青改质的目的。由于加热面为反应釜外表面，为了达到良好的传质传热效果，反应釜内需要设置搅拌器，使反应釜的容积受到限制，因此，为了达到合适的反应时间，一般需要采用两至三釜串联操作。另外，由于高温下搅拌器密封问题，改质反应一般采用常压反应。釜式热缩聚工艺的工艺流程短，工艺简单易行；其缺点是设备及管道极易结焦，反应可控性差，操作很不方便，反应釜内加热不均匀，产品质量差，受釜容积限制，每一系的设计能力有限。

为改进上述工艺的缺点，出现了管式炉加热的改质沥青工艺，如从法国引进的加压双炉双釜汽提闪蒸工艺，也有国内的单炉单釜汽提闪蒸工艺等。

加压双釜双炉汽提闪蒸工艺以中温沥青为原料，在管式加热炉内进行沥青加热，然后在反应釜内进行反应。反应分两步进行，且为加压反应，反应后在汽提塔中闪蒸汽提。该工艺的优点是采用两步反应，可有效控制α-组分和β-组分生成量，产品质量可控；加压反应有利于β-树脂生成，提高结焦值；采用汽提法分离沥青和油品，有利于软化点调整；缺点是加压改质反应时沥青容易结焦，能耗也高；汽提法分离沥青和油品还会产生大量工艺废水。

单炉单釜汽提闪蒸工艺也是以中温沥青为原料，在管式加热炉内进行沥青加热，然后在反应釜内进行反应，一步完成反应，为加压反应。反应后在汽提塔中闪蒸汽提。该工艺的优点是一步反应，工艺流程短，能耗相对较低，加压反应有利于β-树脂生成，提高结焦值。缺点是一步反应对温度和时间的控制要求较高，产品质量难控制；采用汽提法分离沥青和油品，同样会产生大量工艺废水。

综上，目前国内还没有一种较为完善的、适用于各种沥青原料的、且节能环保、产品质量优良的改质沥青生产工艺。

发明内容

本发明提供了一种改质沥青生产工艺，采用双釜两步反应法，能够有效控制α-组分和β-组分生成量，产品质量可控；工艺简单易行、节能环保，并且适用于各种沥青原料。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种改质沥青生产工艺，包括如下步骤：

1)原料沥青首先与管式加热炉出口沥青混合，然后一同进入闪蒸改质反应釜上部的闪蒸塔，闪蒸后的沥青落入闪蒸改质反应釜下部的反应釜内并发生改质反应；改质反应时反应釜内温度控制在330～400℃，沥青以发生β-改质反应为主；反应釜底部沥青大部分送至管式加热炉循环加热，小部分送至二次改质反应釜；

2)在上部闪蒸塔内闪蒸出的轻质油品及在下部反应釜内裂解出来的反应气体在闪蒸塔内传质传热，重质油落入反应釜继续发生改质反应，轻质油品从闪蒸塔顶离开进入油气冷凝冷却器，冷却后的轻质油品作为闪蒸油收集，不凝性气体进入真空系统，以保证改质反应在负压下进行；

3)闪蒸改质反应釜底送出的沥青首先与二次改质反应釜底沥青混合，进入管式加热炉加热，然后进入二次改质反应釜；二次改质反应釜内控制温度在350～420℃，沥青以发生α-改质反应为主；二次改质反应釜底部沥青大部分送至管式加热炉循环加热，小部分送至分馏塔；二次改质反应釜顶的裂解气也进入分馏塔；

4)经两次改质后的沥青在分馏塔内实现沥青和油品的分离；轻质油品从塔顶离开进入油气冷凝冷却器，冷却后的轻质油品作为闪蒸油收集，不凝性气体进入真空系统，以保证二次改质反应釜内的改质反应及分馏塔内的分馏过程也在负压下进行；分馏塔侧线抽出的闪蒸油经冷却后，一部分作为闪蒸油产品送出，其余送至分馏塔顶作为回流，改质沥青从分馏塔底采出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)工艺流程短，且简单易行；

2)采用负压改质操作，降低了反应温度，可有效降低设备及管道结焦的可能性；

3)通过控制反应时间和反应温度，可以有效提高沥青产品的β-树脂含量和结焦值，使改质沥青的产品质量可控；

4)采用双釜两步反应，β-改质和α-改质分别在2个反应釜内进行，保证了改质反应的操控灵活性，可以满足产品质量多样化要求；

5)在第一步缩聚反应前增加闪蒸功能，能满足原料多样化的要求；

6)采用分馏塔分离油品和沥青的工艺，既可提高分离效率；同时也避免产生大量的工艺废水，节能环保；

7)通过对管式炉进行合理布局和设计，还可实现单炉双釜工艺。

附图说明

图1是本发明所述一种改质沥青生产工艺的工艺流程图。

图中：1.闪蒸改质反应釜 2.二次改质反应釜 3.管式加热炉 4.沥青循环泵 5.分馏塔 6.改质沥青泵 7.改质沥青冷却器 8.油气冷凝冷却器 9.油水分离槽 10.循环闪蒸油泵 11.闪蒸油冷却器

A.原料沥青 B.改质沥青 C.不凝性气体 D.闪蒸油

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种改质沥青生产工艺，包括如下步骤：

1)原料沥青A首先与管式加热炉3出口沥青混合，然后一同进入闪蒸改质反应釜1上部的闪蒸塔，闪蒸后的沥青落入闪蒸改质反应釜1下部的反应釜内并发生改质反应；改质反应时反应釜内温度控制在330～400℃，沥青以发生β-改质反应为主；反应釜底部沥青大部分送至管式加热炉循环加热，小部分送至二次改质反应釜；

2)在上部闪蒸塔内闪蒸出的轻质油品及在下部反应釜内裂解出来的反应气体在闪蒸塔内传质传热，重质油落入反应釜继续发生改质反应，轻质油品从闪蒸塔顶离开进入油气冷凝冷却器8，冷却后的轻质油品作为闪蒸油D收集，不凝性气体C进入真空系统，以保证改质反应在负压下进行；

3)闪蒸改质反应釜1底送出的沥青首先与二次改质反应釜底沥青混合，进入管式加热炉3加热，然后进入二次改质反应釜2；二次改质反应釜2内控制温度在350～420℃，沥青以发生α-改质反应为主；二次改质反应釜2底部沥青大部分送至管式加热炉3循环加热，小部分送至分馏塔5；二次改质反应釜顶的裂解气也进入分馏塔5；

4)经两次改质后的沥青在分馏塔5内实现沥青和油品的分离；轻质油品从塔顶离开进入油气冷凝冷却器8，冷却后的轻质油品作为闪蒸油D收集，不凝性气体C进入真空系统，以保证二次改质反应釜2内的改质反应及分馏塔5内的分馏过程也在负压下进行；分馏塔5侧线抽出的闪蒸油D经冷却后，一部分作为闪蒸油产品送出，其余送至分馏塔顶作为回流，改质沥青B从分馏塔底采出。

如图1所示，闪蒸改质反应釜1由顶部的闪蒸塔和下部的反应釜组成，且两者相互连通；在闪蒸改质反应釜底的沥青采出管线上设有沥青循环泵4，二次改质反应釜底的沥青采出管线上也设有沥青循环泵4；油气冷凝冷却器8后设油水分离槽9；分馏塔5塔侧线闪蒸油采出管线上设循环闪蒸油泵10和闪蒸油冷却器11；分馏塔底的改质沥青采出管线上设改质沥青泵6和改质沥青冷却器7。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种改质沥青生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)原料沥青首先与管式加热炉出口沥青混合，然后一同进入闪蒸改质反应釜上部的闪蒸塔，闪蒸后的沥青落入闪蒸改质反应釜下部的反应釜内并发生改质反应；改质反应时反应釜内温度控制在330～400℃，沥青以发生β-改质反应为主；反应釜底部沥青大部分送至管式加热炉循环加热，小部分送至二次改质反应釜；

2)在上部闪蒸塔内闪蒸出的轻质油品及在下部反应釜内裂解出来的反应气体在闪蒸塔内传质传热，重质油落入反应釜继续发生改质反应，轻质油品从闪蒸塔顶离开进入油气冷凝冷却器，冷却后的轻质油品作为闪蒸油收集，不凝性气体进入真空系统，以保证改质反应在负压下进行；

3)闪蒸改质反应釜底送出的沥青首先与二次改质反应釜底沥青混合，进入管式加热炉加热，然后进入二次改质反应釜；二次改质反应釜内控制温度在350～420℃，沥青以发生α-改质反应为主；二次改质反应釜底部沥青大部分送至管式加热炉循环加热，小部分送至分馏塔；二次改质反应釜顶的裂解气也进入分馏塔；

4)经两次改质后的沥青在分馏塔内实现沥青和油品的分离；轻质油品从塔顶离开进入油气冷凝冷却器，冷却后的轻质油品作为闪蒸油收集，不凝性气体进入真空系统，以保证二次改质反应釜内的改质反应及分馏塔内的分馏过程也在负压下进行；分馏塔侧线抽出的闪蒸油经冷却后，一部分作为闪蒸油产品送出，其余送至分馏塔顶作为回流，改质沥青从分馏塔底采出。

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