CN108264931A - 用于制取精制沥青调合油的分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明用于制取精制沥青调合油的分离装置，原料罐通过泵与过滤器连接；过滤器通过管道与一级混合器的底部连接；一级混合器的上部通过管道与一级预热器连接；一级预热器通过管道与二级混合器的底部连接；二级混合器的上部通过管道与二级预热器连接；二级预热器通过管道与反应釜的底部连接；在反应釜的上中下段各设有一个测温点以对系统温度进行监测；反应釜上部通过管道与冷凝器上部连接；冷凝器下部通过管道与产品罐上部连接；制备的改性油浆储存在产品罐内。本发明的装置部件组成合理，反应可靠，制备的改性油浆能作为高等级道路沥青调合软组分，为解决脱油沥青的利用问题提供了一种有效途径，具有积极的社会效益和经济效益。

Description

用于制取精制沥青调合油的分离装置

技术领域

本发明属于石油加工技术领域，主要涉及一种用于制取精制沥青调合油的分离装置。

背景技术

原油的过渡开采使得部分原油的质量不断劣质化，而各国环保法规却日趋严格，对油品质量的要求越来越高，在劣质原油与高质量油品之间就形成了明显的差距。对石油加工装置的要求也越来越高。其中，溶剂脱沥青装置的优势也越来越明显。

溶剂脱沥青工艺是重油二次加工的重要手段之一，该工艺能选择性地脱除渣油中对二次加工有害的物质，为下游加工工艺提供质量较好的脱沥青油。溶剂脱沥青是一种渣油脱碳工艺，其过程简单，能耗低，可以有选择性地脱除渣油中富含的重金属、胶质和沥青质，在为下游工艺提供低金属、低残炭的脱沥青油（DAO）的同时，还会副产一部分油分含量低、软化点高、重金属含量高、针入度小、附加值低的脱油沥青（DOA）。近年来，以C₄、C₅为主溶剂生产脱沥青油的溶剂脱沥青工艺发展较快，但C₄和C₅溶剂属于重溶剂，副产的脱油沥青软化点高，利用难度大，这增加了溶剂脱沥青装置的加工负荷。

脱油沥青（DOA）的潜在用途非常广泛，其中，调合道路沥青是用量大、效益最好的脱油沥青的利用途径。但是，用脱油沥青调合道路沥青需要大量的软组分，因此能否获得优质的道路沥青调合软组分，是制约脱油沥青生产高等级道路沥青、乃至影响溶剂脱沥青装置开工率的关键因素。目前使用最多的调合软组分为糠醛抽出油与催化裂化拔头油浆，其中，糠醛抽出油的调合性能好，但产量低、价格高；催化裂化油浆与拔头重油浆的产量大、价格低，但抗老化性能差，生产的道路沥青产品档次不高。

研究发现，脱沥青油（DAO）中60%以上为芳香分和胶质组分，这些组分是高等级道路沥青调合所需的优质软组分，如果能将其分离出来，不仅能解决脱油沥青的出路问题，生产市场前景广阔的高等级道路沥青，而且还可以进一步优化脱沥青油的性质，为催化裂化等下游工艺提供更优质的原料，可实现多套重油加工装置之间的优化操作。通过溶剂抽提工艺，将脱沥青油在溶剂作用下分离为抽出油与抽余油，其中从抽提塔底部而出的抽出油可作为高等级道路沥青的调合软组分；但作为溶剂抽提产物，其中含有大量抽提溶剂，需要合适的装置进行溶剂分离提纯。

现有重质油产品分离精制技术中，中国专利CN 203346342 U公开了“一种自适应分阶模块化油浆过滤分离装置”，该装置主体由二阶过滤器串联构成，通过过滤分离可显著降低油浆中的固含量，从而提高油浆附加值并增加石油化工装置的经济效益。中国专利CN105542838 A 公开了“一种催化裂化油浆净化处理装置”，其催化裂化油浆通过预混合器混合后输入分离罐进行三相分离，利用密度差将催化裂化油浆中胶质、沥青质及机械杂质分离除去，实现对催化裂化油浆的净化处理，但是，它在处理过程中需加入分离溶剂。中国专利CN 106147834 A公开了“一种分离催化裂化油浆并制备中间相沥青的组合方法”，它采用C₃-C₅轻烃馏分对催化裂化油浆进行萃取，对所得到的萃取油进行溶剂分离制备萃取轻组分和萃取中间组分，将得到的萃取中间组分作为中间相沥青制备原料，可用于生产中间相沥青及高性能碳材料，此组合方法的工艺基础为亚临界萃取与超临界回收，它对操作条件要求较高，当生产原料品质下降时对生产条件的要求更为苛刻。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于制取精制沥青调合油的分离装置，它利用高温闪蒸与减压气提组合工艺，将由溶剂抽提法所产生的溶剂抽出油进行溶剂分离，再通过回收萃取溶剂、抽出油中沥青调合的有效组分实现富集，所得精制抽出油可作为优质沥青调合油生产高品质道路沥青，所回收的高品质溶剂可重复使用；整套分离装置可实现连续操作运转，自动化程度高，与常压蒸馏设备相比具有更高的处理能力。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种用于制取精制沥青调合油的分离装置，其特征在于，含有原料罐、原料泵、预热器、闪蒸塔、闪蒸塔产品罐、缓冲罐、气提塔进料泵、气提塔、一级气提产品罐、二级气提产品罐、气体发生器、真空泵、闪蒸塔冷凝器、闪蒸塔回收溶剂罐、气提塔冷凝器、气提塔回收溶剂罐；所述原料罐带有加热设施，能对罐内原料进行加热和控温；将所述原料罐与原料泵联通，所述原料泵采用石油化工柱塞泵；将所述原料泵与预热器入口联通；将所述预热器出口通过管道与闪蒸塔中部联通，在所述闪蒸塔顶部与闪蒸塔冷凝器入口之间设置压力表以对闪蒸塔的压力进行监控，在闪蒸塔的上、中、下段各设置一个测温点以对系统温度进行监控；将所述闪蒸塔的顶部通过管道与闪蒸塔冷凝器联通；将所述闪蒸塔冷凝器通过管道与闪蒸塔回收溶剂罐联通；将所述闪蒸塔的底部通过管道与闪蒸塔产品罐联通；将所述闪蒸塔产品罐的出口通过管道与缓冲罐联通；将所述缓冲罐的出口与气提塔进料泵联通；将所述气提塔进料泵与气提塔中部联通，所述气提塔进料泵采用石油化工柱塞泵；在所述气提塔顶部与气提塔冷凝器入口之间设置压力表以对气提塔的压力进行监控，在气提塔的上、中、下段各设置一个测温点以对系统温度进行监控；将所述气提塔的顶部通过管道与气提塔冷凝器联通；将所述气提塔冷凝器通过管道与气提塔回收溶剂罐联通；将所述水蒸汽发生器通过管道连接至所述气提塔的底部，所述气提塔的蒸汽由所述水蒸汽发生器提供并从气提塔的底部进入气提塔；将所述气提塔的底部通过管道与一级气提产品罐顶部联通；将所述一级气提产品罐的底部通过管道与二级气提产品罐顶部联通；溶剂抽出油贮存于所述原料罐并经所述原料泵进入本装置，制取的（能作为高等级道路沥青调合软组分的）精制沥青调合油储存在所述二级气提塔产品罐内；所回收的高品质萃取溶剂贮存于所述闪蒸塔回收溶剂罐及气提塔回收溶剂罐中。

进一步，将所述原料罐设置于电子秤上，通过电子秤示数控制系统进料速率。

进一步，所述预热器采用盘管式坚壁换热器。

进一步，所述闪蒸塔的出口管道为U型管道，塔底产物积攒一定量后进入闪蒸塔产品罐。

进一步，所述缓冲罐为多段盘管式结构并设有球阀以防止闪蒸塔与气提塔压力差所导致的倒吸。

进一步，所述水蒸汽发生器为盘管结构间壁式加热，将进入其中的去离子水加热为水蒸气。

进一步，所述气提塔顶部另与所述真空泵联通；所述真空泵采用石油化工油封式真空泵，通过抽真空使所述气提塔保持负压操作。

进一步，所述一级气提产品罐与二级气提产品罐顶部设有通气阀门，用于平衡罐内压力，配合两罐间所设球阀实现产品收集。

进一步，所述溶剂抽出油是指脱沥青油（DAO）在溶剂作用下的萃取产物，所用溶剂包括糠醛、环氧氯丙烷、环丁砜、N-甲酰吗啉和/或N-甲基吡咯烷酮的芳烃抽提剂。

本发明用于制取精制沥青调合油的分离装置的积极效果是：

（1）提供了一种用于制取精制沥青调合油的分离装置，其各部件组成合理，反应可靠，制取的精制沥青调合油能作为高等级道路沥青调合软组分，为解决溶剂脱沥青工艺的副产-脱油沥青的利用问题提供一种有效的解决途径。

（2）本发明分离装置的“闪蒸-气提”组合工艺流程合理，反应条件缓和，溶剂抽出油依次经过闪蒸塔与气提塔将溶剂分离，保证了能够提纯得到精制的沥青调合油。

（3）本发明的分离装置经“闪蒸-气提”两步分离后，抽出油中基本不含残留溶剂；因此设备可连续运转，自动化程度较高，处理能力较之减压蒸馏设备更高。

（4）提升了低值副产品——脱油沥青和催化油浆的利用率和附加值，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明用于制取精制沥青调合油的分离装置的结构连接示意图。

图中的标号分别为：

1、原料罐； 2、原料泵；

3、预热器； 4、闪蒸塔；

5、闪蒸塔产品罐； 6、缓冲罐；

7、气提塔进料泵； 8、气提塔；

9、一级气提产品罐； 10、二级气提产品罐；

11、气体发生器； 12、真空泵；

13、闪蒸塔冷凝器； 14、闪蒸塔回收溶剂罐；

15、气提塔冷凝器； 16、气提塔回收溶剂罐。

具体实施方式

下面结合附图介绍本发明用于制取精制沥青调合油的分离装置的具体实施方式。需要说明的是，本发明的实施不限于以下的实施方式。

一种用于制取精制沥青调合油的分离装置，含有原料罐1、原料泵2、预热器3、闪蒸塔4、闪蒸塔产品罐5、缓冲罐6、气提塔进料泵7、气提塔8、一级气提产品罐9、二级气提产品罐10、气体发生器11、真空泵12、闪蒸塔冷凝器13、闪蒸塔回收溶剂罐14、气提塔冷凝器15、气提塔回收溶剂罐16。

实施中，在所述原料罐1外设置加热套以对原料进行预热。此外，应将所述原料罐设置于电子秤上，这样可通过电子秤示数控制系统的进料速率。

所述原料泵2及气提塔进料泵7采用石油化工柱塞泵。

所述预热器3采用盘管式坚壁换热器。

所述闪蒸塔4采用石油化工普通塔装置结构，在闪蒸塔的上、中、下段各设有一个测温点以对系统温度进行监控。在闪蒸塔顶部与所述闪蒸塔冷凝器13入口之间设有压力表以对闪蒸塔的压力进行监控。闪蒸塔的出口管道采用U型管道，这样，塔底产物可积攒一定的量后进入所述闪蒸塔产品罐5。

所述缓冲罐6可采用多段盘管式结构并设置球阀，这样可防止闪蒸塔4与气提塔8的压力差所导致的倒吸。

所述气提塔8可采用石油化工普通塔装置结构。应在气提塔的上、中、下段各设置一个测温点以对系统温度进行监控。此外，在气提塔顶部与气提塔冷凝器15入口之间设置一个压力表以对气提塔的压力进行监控。气提塔的蒸汽由所述水蒸汽发生器11提供并从气提塔的底部进入气提塔。气提塔在负压条件下工作，负压由气提塔顶联通的所述真空泵12实现。

所述水蒸汽发生器11可采用盘管结构的间壁式加热，可将进入其中的去离子水加热为水蒸气。

所述真空泵12可采用石油化工油封式真空泵。

在所述一级气提产品罐9与二级气提产品罐10的顶部设置通气阀门用于平衡罐内压力并配合两罐间设置的球阀实现对产品收集。

上述部件和设施的规格可视设计的要求和规模进行有系统的置办。

参见图1。将所述原料罐1与所述原料泵2联通；将所述原料泵2与预热器3入口联通；将所述预热器3出口通过管道与闪蒸塔4中部联通；将所述闪蒸塔4的顶部通过管道与闪蒸塔冷凝器13联通；将所述闪蒸塔冷凝器13通过管道与闪蒸塔回收溶剂罐14联通；将所述闪蒸塔4的底部通过管道与闪蒸塔产品罐5联通；将所述闪蒸塔产品罐5出口通过管道与缓冲罐6联通；将所述缓冲罐6的出口与气提塔进料泵7联通；将所述气提塔进料泵7与气提塔8中部联通；将所述气提塔8的顶部通过管道与气提塔冷凝器15联通；将所述气提塔冷凝器15通过管道与气提塔回收溶剂罐16联通；将所述水蒸汽发生器11通过管道连接至所述气提塔8的底部；将所述气提塔8的底部通过管道与一级气提产品罐9顶部联通；将所述一级气提产品罐9的底部通过管道与二级气提产品罐10顶部联通。

溶剂抽出油贮存于所述原料罐1内，经所述原料泵2进入本装置。所述溶剂抽出油是指脱沥青油（DAO）在溶剂作用下的萃取产物，所用溶剂包括糠醛、环氧氯丙烷、环丁砜、N-甲酰吗啉和/或N-甲基吡咯烷酮的芳烃抽提剂。

制取的（能作为高等级道路沥青调合软组分的）精制沥青调合油储存在所述二级气提塔产品罐10内。所回收的高品质萃取溶剂贮存于所述闪蒸塔回收溶剂罐14及气提塔回收溶剂罐16中。

本发明用于制取精制沥青调合油的分离装置的工作过程为：

将萃取塔下层所抽取的溶剂抽出油贮存在原料罐1内，然后经原料泵2（并通过电子秤对进料速率进行控制）送入预热器3进行升温；之后进入闪蒸塔4，因溶剂沸点较油品低，所以溶剂从闪蒸塔4塔顶流出，经闪蒸塔冷凝器13冷却后进入闪蒸塔回收溶剂罐14得到回收；油品产品在闪蒸塔4底积攒一定量后经出口U型管道进入闪蒸塔产品罐5；油品先贮存在闪蒸塔产品罐5中，待达到一定量之后，经缓冲罐6在气提塔进料柱塞泵7作用下进入气提塔8；这时，水蒸汽发生器11从气提塔8的底部为气提塔8提供的蒸汽与油逆流接触，起到进一步脱除溶剂的效果；所脱出的溶剂经气提塔冷凝器15冷却后进入气提塔回收溶剂罐16得到回收；同时，抽出油从气提塔8的底部进入一级气提塔产品罐9，通过罐顶排气阀调节压力后进入二级气提塔产品罐10，从二级气提塔产品罐10放出制取的沥青调合油产品。所述沥青调合油可作为脱油沥青（DOA）的调合软组分，与脱油沥青调合后能生产高等级道路的沥青。

以下通过实施例对本发明作进一步阐述。其目的在于更好地说明本发明的内容，但本发明的保护范围不受所举之例的限制。

实施例1

从萃取塔下层取N-甲基吡咯烷酮溶剂抽出油于原料罐1内加热到145℃，经计量后送入闪蒸塔4，油从闪蒸塔4下部流入闪蒸塔产品罐5并贮存在闪蒸塔产品罐5中，待达到一定量之后，再经缓冲罐6、气提塔进料泵7进入气提塔8。

水蒸汽发生器11从气提塔8底部为气提塔8提供蒸汽，在气提塔8内蒸汽与油逆流接触，起到进一步脱除溶剂的效果。期间，闪蒸塔4和气提塔8的流量都设置为2kg/h；闪蒸塔4和气提塔8的温度设定值比NMP沸点高50℃；气提用去离子水流量为10L/h，气提塔8压力为真空度3MPa。

最后，抽出油从气提塔8底部进入一级气提产品罐9，调节压力后进入二级气提产品罐10。从二级气提产品罐10放出制取的沥青调合油产品。N-甲基吡咯烷酮溶剂抽出油气提前后的抽出油组成见表1。

表1. 实施例1 N-甲基吡咯烷酮溶剂抽出油气提前后的组成

。

实施例2

从萃取塔下层取糠醛溶剂抽出油并加热到145℃，经计量后送入闪蒸塔4（其余同实施例1）。期间，闪蒸塔4和气提塔8的流量都设置为2kg/h；闪蒸塔4和气提塔8的温度设定值比糠醛沸点高50℃，管线及一级气提产品罐9、二级气提产品罐10的温度都设为145℃；气提用去离子水流量为15L/h，气提塔8的压力为真空度0.5MPa。糠醛抽出油气提前后的抽出油组成见表2。

表2. 实施例2 糠醛抽出油气提前后的组成

。

实施例1-2的结果证明：

本发明所述的“闪蒸-气提”组合工艺分离装置具有良好的溶剂分离效果，与传统的减压蒸馏分离手段相比，经过气提的抽出油产品中芳香分等组分含量增长、沥青质及饱和分等组分含量减少，沥青调合有效组分实现富集，溶剂的回收率也同时得到提升；经两步分离，抽出油作为沥青调合油的品质得到提升，抽出油中基本不含残留溶剂，保证了能够提纯得到精制的沥青调合油。

Claims (9)

1.一种用于制取精制沥青调合油的分离装置，其特征在于，含有原料罐（1）、原料泵（2）、预热器（3）、闪蒸塔（4）、闪蒸塔产品罐（5）、缓冲罐（6）、气提塔进料泵（7）、气提塔（8）、一级气提产品罐（9）、二级气提产品罐（10）、气体发生器（11）、真空泵（12）、闪蒸塔冷凝器（13）、闪蒸塔回收溶剂罐（14）、气提塔冷凝器（15）、气提塔回收溶剂罐（16）；所述原料罐（1）带有加热设施，能对罐内原料进行加热和控温；将所述原料罐（1）与原料泵（2）联通，所述原料泵（2）采用石油化工柱塞泵；将所述原料泵（2）与预热器（3）入口联通；将所述预热器（3）出口通过管道与闪蒸塔（4）中部联通，在所述闪蒸塔（4）顶部与闪蒸塔冷凝器（13）入口之间设置压力表以对闪蒸塔（4）的压力进行监控，在闪蒸塔（4）的上、中、下段各设置一个测温点以对系统温度进行监控；将所述闪蒸塔（4）的顶部通过管道与闪蒸塔冷凝器（13）联通；将所述闪蒸塔冷凝器（13）通过管道与闪蒸塔回收溶剂罐（14）联通；将所述闪蒸塔（4）的底部通过管道与闪蒸塔产品罐（5）联通；将所述闪蒸塔产品罐（5）的出口通过管道与缓冲罐（6）联通；将所述缓冲罐（6）的出口与气提塔进料泵（7）联通；将所述气提塔进料泵（7）与气提塔（8）中部联通，所述气提塔进料泵（7）采用石油化工柱塞泵；在所述气提塔（8）顶部与气提塔冷凝器（15）入口之间设置压力表以对气提塔（8）的压力进行监控，在气提塔（8）的上、中、下段各设置一个测温点以对系统温度进行监控；将所述气提塔（8）的顶部通过管道与气提塔冷凝器（15）联通；将所述气提塔冷凝器（15）通过管道与气提塔回收溶剂罐（16）联通；将所述水蒸汽发生器（11）通过管道连接至所述气提塔（8）的底部，所述气提塔（8）的蒸汽由所述水蒸汽发生器（11）提供并从气提塔（8）的底部进入气提塔（8）；将所述气提塔（8）的底部通过管道与一级气提产品罐（9）顶部联通；将所述一级气提产品罐（9）的底部通过管道与二级气提产品罐（10）顶部联通；溶剂抽出油贮存于所述原料罐（1）并经所述原料泵（2）进入本装置，制取的精制沥青调合油储存在所述二级气提塔产品罐（10）内；所回收的高品质萃取溶剂贮存于所述闪蒸塔回收溶剂罐（14）及气提塔回收溶剂罐（16）中。

2.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，其特征在于，将所述原料罐（1）设置于电子秤上，通过电子秤示数控制系统进料速率。

3.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，其特征在于，所述预热器（3）采用盘管式坚壁换热器。

4.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，所述闪蒸塔（4）的出口管道为U型管道，塔底产物积攒一定量后进入闪蒸塔产品罐（5）。

5.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，所述缓冲罐（6）为多段盘管式结构并设有球阀以防止闪蒸塔（4）与气提塔（8）压力差所导致的倒吸。

6.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，所述水蒸汽发生器（11）为盘管结构间壁式加热，将进入其中的去离子水加热为水蒸气。

7.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，所述气提塔（8）顶部另与所述真空泵（12）联通；所述真空泵（12）采用石油化工油封式真空泵，通过抽真空使所述气提塔（8）保持负压操作。

8.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，所述一级气提产品罐（9）与二级气提产品罐（10）顶部设有通气阀门，用于平衡罐内压力，配合两罐间所设球阀实现产品收集。

9.如权利要求1所述的用于制取精制沥青调合油的分离装置，所述溶剂抽出油是指脱沥青油（DAO）在溶剂作用下的萃取产物，所用溶剂包括糠醛、环氧氯丙烷、环丁砜、N-甲酰吗啉和/或N-甲基吡咯烷酮的芳烃抽提剂。