CN108753372A - 用于热解气的油洗净化和油品回收的装置和方法 - Google Patents

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CN108753372A CN201810825224.4A CN201810825224A CN108753372A CN 108753372 A CN108753372 A CN 108753372A CN 201810825224 A CN201810825224 A CN 201810825224A CN 108753372 A CN108753372 A CN 108753372A
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Abstract

本发明涉及一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置和方法，该装置包括除尘器、一级急冷单元、二级急冷单元和水冷单元。该方法包括除尘步骤、一级急冷步骤、二级急冷步骤和水冷步骤。本发明将油洗冷却和水洗冷却结合，通过不同冷却单元进一步细分油品，最大程度降低冷凝后的热解气中的焦油含量，还能够分离出热解气中的水蒸气。多级换热器的加入最大限度实现了能量的回收。

Description

用于热解气的油洗净化和油品回收的装置和方法
技术领域
本发明属于热解领域，具体地，涉及一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，特别是用于粉煤热解气的油洗净化和油品回收的装置。
背景技术
目前兰炭行业只能处理粒径大于8mm的块煤。粒径小于8mm的粉煤价格低廉，但利用价值不高。充分利用来源丰富，价廉易得的粉煤，热解生产半焦、煤焦油和煤气，是目前粉煤热解实现大规模生产和降低生产成本的主要发展方向之一。
目前国内外利用粉煤为原料进行热解生产的工艺有外热式回转炉、固体热载体移动床和固体热载体流化床等。其中热解气中焦油的回收及降温除尘的主要方法是，先将热解气中所含的大部分半焦粉尘经旋风分离器分离脱除，然后通过高温电除尘、高温颗粒层过滤、陶瓷或金属过滤器等方法，最后通过换热器间接冷却或者直接水洗。
换热器间接冷却存在冷却设备大，容易堵塞，且热量难以回收利用等问题。直接水洗冷却存在水循环量大，油水不易分离，易产生大量废水，热量难以回收利用等问题。而高温电除尘、高温颗粒层及陶瓷或金属过滤器等同样存在设备易堵塞等难以克服的缺点。
CN104745237A专利文献介绍了一种热解煤气除尘冷却及焦油回收工艺方法。该工艺方法进行分级、分阶段除尘，即通过子母气旋除尘、螺旋电除尘和文丘里除尘。但电除尘所用的电极在长时间运行时容易被焦油及粉尘覆盖，文丘里洗油除尘后的热解气温度达380℃以上，还含有大量的轻质焦油和热解气未能回收。
CN104498106A专利文献介绍了用一个焦油回收塔来冷凝热解气和洗涤热解气中的粉尘的方法。一个焦油回收塔很难做到轻重焦油和酚油的清晰分割，温度也较难精确控制；另外，外循环管线中的重质焦油，由于馏分较重，与蒸汽发生器换热时容易结焦。
CN103965971A专利文献介绍了一种双塔式煤焦油回收系统，但该回收系统中没有任何过滤或者去除重质煤焦油中杂质的固液分离措施，使得重质煤焦油在塔底换热时容易结焦并且影响重质煤焦油的品质。另外，冷却后的热解气温度比较高，含有较多的轻质焦油，会加重后续的电捕焦油和其他设备的负荷。最后，该工艺不能分离煤气中含有的水蒸气。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，能够分级回收煤焦油的重质组分和轻质组分，克服重质油在换热时容易结焦的缺点，提高重质油的品质，并降低出塔的热解气中焦油含量。
根据本发明的一方面，提供了一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，该装置包括：1)除尘器，用于除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；2)与所述除尘器连接的一级急冷单元，用于接收来自除尘器的热解气，以进一步除去热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；3)与一级急冷单元连接的二级急冷单元，用于接收来自一级急冷单元的热解气以除去热解气中的轻油，并回收轻油；4)与二级急冷单元连接的水冷单元，用于接收来自二级急冷单元的热解气以除去热解气中的水分，并进一步回收轻油；其中，一级急冷单元包括：一级急冷塔，一级急冷塔的下部设有热解气入口，中部设有循环重油喷淋头，用于向塔内喷淋第一循环重油，以与上升的热解气逆流接触，与一级急冷塔的塔釜连接的重油分离器，用于从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，与重油分离器连接的第一重油循环泵，用于将经分离得到的重油升压；以及与第一重油循环泵连接的第一重油换热器，用于接收经升压的重油，并将其降温后一部分传送至循环重油喷淋头；另一部分作为重油产品取出。
根据本发明的另一方面，提供了用于热解气的油洗净化和油品回收的方法，该方法包括：除尘步骤，除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；一级急冷步骤，进一步除去来自除尘步骤的热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；二级急冷步骤，除去来自一级急冷步骤的热解气中的轻油，并回收轻油；水冷步骤，除去来自二级急冷步骤的热解气中的水分，并进一步回收轻油；其中，一级急冷步骤包括采用一级急冷塔，一级急冷塔下部设有热解气入口，一级急冷塔中部设有循环重油喷淋头；来自除尘步骤的热解气与循环重油喷淋头喷淋的第一循环重油逆流接触冷却，采用重油分离器从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，采用第一重油循环泵将经分离得到的重油升压，采用第一重油换热器接收经升压的重油，并将其降温后一部分作为第一循环重油传送至所述一级急冷塔，另一部分作为重油产品取出。
本发明将热解气中焦油的回收分为多级，首先除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘，以防止大颗粒堵塞装置，一级急冷能够更进一步除去小粒径的粉尘，提升油品品质。将油洗冷却和水洗冷却结合，通过不同冷却单元进一步细分油品，最大程度降低冷凝后的热解气中的焦油含量，还能够分离出热解气中的水蒸气。多级换热器的加入最大限度实现了能量的回收。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明的一个实施方式所述的一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置的示意图。
图2是根据本发明的另一个实施方式所述的一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置的示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
图1示意性示出了根据本发明的一个实施方式。
如图1所示，其为一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，包括：
除尘器1，一级急冷单元2，一级急冷塔21，热解气入口22，循环重油喷淋头23，重油分离器24，第一重油循环泵25，第一重油换热器26，二级急冷单元3，水冷单元4。
该装置可以以下述工艺对热解气进行油洗净化和油品回收。
高温热解气由上游热解装置进入除尘器1，经除尘器1分离出大颗粒的半焦后，从一级急冷塔下部的热解气入口22进入一级急冷塔21，与从设在一级急冷塔21中部的循环重油喷淋头23喷淋的第一循环重油逆流接触，热解气中的重油被冷凝冷却至塔釜，同时热解气中的粉尘也被洗涤下来。冷凝冷却后的重油进入与一级急冷塔21的塔釜连接的重油分离器24，经沉降分离或离心过滤后采出硬质沥青，经分离得到的重油经第一重油循环泵25升压后进入与第一重油循环泵25连接的第一重油换热器26，经换热器换热产生蒸汽，回收热量。换热降温后的重油一部分作为产品采出，另一部分作为第一循环重油返回一级急冷塔21。经一级急冷塔21冷却后的热解气进入二级急冷单元3，在二级急冷单元3中回收热解气中的轻油。经二级急冷单元3冷却后的热解气进入水冷单元4，在水冷单元4中进一步回收热解气中的轻油。
在一个优选的实施方式中，一级急冷塔21上部可以设有循环冷却单元，所述循环冷却单元用于向一级急冷塔21的上部提供塔中循环油，以与上升至一级急冷塔21上部的热解气逆流接触进一步去除热解气中粉尘，同时使其降温至预定的出口温度。
在一个优选的实施方式中，循环冷却单元可以包括位于循环重油喷淋头23上方的溢流塔板，位于溢流塔板上方的塔中循环油出口，位于一级急冷塔21上部的塔中循环油入口，塔中循环泵和塔中换热器，塔中循环泵用于向塔中换热器提供塔中循环油，塔中换热器用于将来自塔中循环泵的塔中循环油降温后提供至一级急冷塔21的上部。溢流塔板有助于进一步去除热解气中的粉尘。一级急冷塔以溢流塔板为分界线，分为上下两个循环，下部循环采用空塔形式；上部循环采用溢流塔板形式。
在一个优选的实施方式中，二级急冷单元3可以包括：二级急冷塔，用于接收来自一级急冷单元的热解气，使其与循环轻油逆流接触，二级急冷塔具有位于塔顶的循环轻油入口和位于塔底的热解气入口，与二级急冷塔的塔釜连接的轻油循环泵，以及设置在轻油循环泵和循环轻油入口之间的轻油换热器，其中，轻油循环泵用于将二级急冷塔塔釜采出的循环轻油输送至轻油换热器，轻油换热器用于将循环轻油降温后一部分输送至循环轻油入口，另一部分输出作为产品轻油I。
在一个优选的实施方式中，第一重油循环泵25与第一重油换热器26之间还可以设有轻油入口，用于接收来自二级急冷单元3的轻油以改善经升压的重油的流动性。
在一个优选的实施方式中，水冷单元4可以包括：一级水冷塔，用于接收来自二级急冷单元3的热解气，使其与第一循环冷却水逆流接触而降温至第一水冷温度，一级水冷塔具有位于塔顶的第一循环冷却水入口和位于塔底的热解气入口，一级水冷循环泵，一级水冷换热器，第一油水分离罐，第一水泵以及第一油泵；其中，一级水冷循环泵用于将从一级水冷塔底采出的液体输送至一级水冷换热器，一级水冷换热器用于将液体降温后输送至第一油水分离罐，第一水泵用于采出第一油水分离罐中的水相并将一部分输送至第一循环冷却水入口作为第一循环冷却水，另一部分输出至废水处理，第一油泵用于采出第一油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油II输出。
在一个优选的实施方式中，水冷单元4还可以包括与一级水冷塔连接的二级水冷塔，用于接收来自一级水冷塔的热解气，使其与第二循环冷却水逆流接触而将其进一步降温至低于第一水冷温度的第二水冷温度，二级水冷塔具有位于塔顶的第二循环冷却水入口和位于塔底的热解气入口，二级水冷循环泵，二级水冷换热器，第二油水分离罐，第二水泵以及第二油泵；其中，二级水冷循环泵用于将从二级水冷塔底采出的液体输送至二级水冷换热器，二级水冷换热器用于将液体降温后输送至第二油水分离罐，第二水泵用于采出第二油水分离罐中的水相并将一部分输送至第二循环冷却水入口作为第二循环冷却水，另一部分输出至废水处理，第二油泵用于采出第二油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油III输出。
在一个优选的实施方式中，重油分离器24可以是沉降槽。
在一个优选的实施方式中，除尘器1可以是旋风除尘器。
在一个优选的实施方式中，一级急冷塔的热解气入口22的温度可以为500-900℃，第一循环重油的温度可以为150-250℃，一级急冷塔21的塔釜的温度可以为180-250℃，与第一循环重油接触后的热解气的温度可以为230-280℃。
在一个优选的实施方式中，与塔中循环油接触后的热解气的温度可以为130-190℃。
在一个优选的实施方式中，循环轻油的温度可以为50-80℃，二级急冷塔的塔釜的温度可以为130-160℃，与循环轻油接触后的热解气的温度可以为100-120℃。
在一个优选的实施方式中，第一循环冷却水的温度可以为30-40℃，第一水冷温度可以为40-60℃，从一级水冷塔底采出的液体的温度可以为60-90℃，经一级水冷换热器降温后的液体的温度可以为30-40℃。
在一个优选的实施方式中，第二循环冷却水的温度可以为5-20℃，第二水冷温度可以为25-35℃，从二级水冷塔底采出的液体的温度可以为30-50℃，经二级水冷换热器降温后的液体的温度可以为10-20℃。
图2示意性示出了根据本发明的一个优选的实施方案。其中，一种用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，包括：旋风除尘器101，一级急冷塔201，一级急冷塔热解气入口202，循环重油喷淋头203，沉降槽204，第一重油循环泵205，第一重油换热器206，塔中循环油出口207，塔中循环油入口208，塔中循环泵209，塔中换热器210，轻油入口211，二级急冷塔301，循环轻油入口302，二级急冷塔热解气入口303，轻油循环泵304，轻油换热器305，一级水冷塔401，第一循环冷却水入口402，一级水冷塔热解气入口403，一级水冷循环泵404，一级水冷换热器405，第一油水分离罐406，第一水泵407，第一油泵408，二级水冷塔409，第二循环冷却水入口410，二级水冷塔热解气入口411，二级水冷循环泵412，二级水冷换热器413，第二油水分离罐414，第二水泵415，第二油泵416。
该装置可以以下述工艺对热解气进行油洗净化和油品回收。
高温热解气由上游热解装置进入旋风除尘器101，经旋风除尘器101分离出大颗粒的半焦后，从一级急冷塔201下部的热解气入口202进入一级急冷塔201，与从设在一级急冷塔201中部的循环重油喷淋头203喷淋的第一循环重油逆流接触，热解气中的重油被冷凝冷却至塔釜，同时热解气中的粉尘也被洗涤下来。冷凝冷却后的重油进入与一级急冷塔201的塔釜连接的沉降槽204，经沉降分离后采出硬质沥青，经分离得到的重油经第一重油循环泵205升压后与来自二级急冷塔301从轻油入口211添加的部分轻油混合以改善经升压的重油的流动性，随后进入与第一重油循环泵205连接的第一重油换热器206，经换热器换热产生蒸汽，回收热量。换热后的重油一部分作为产品采出，另一部分作为第一循环重油返回一级急冷塔201。
经喷淋冷却后的热解气进入一级急冷塔201上部的循环冷却单元，与塔中循环油逆流接触，冷却后的油品在溢流塔板作用下进一步除尘，随后油品从塔中循环油出口207进入塔中循环泵209，经塔中循环泵209升压后进入塔中换热器210，换热后作为塔中循环油从塔中循环油入口208进入一级急冷塔201。
经一级急冷塔201处理后的热解气从二级急冷塔热解气入口303进入二级急冷塔301与循环轻油逆流接触，热解气中的一部分轻油被冷凝至塔釜，从塔釜采出循环轻油，将其通过轻油循环泵304输送至轻油换热器305，换热降温后的循环轻油一部分输送至循环轻油入口302，另一部分输出作为产品轻油I。
水冷单元设为两级，包括一级水冷塔401和二级水冷塔409，以最大限度的回收轻油，并减少热解气中焦油的含量。
经二级急冷塔301处理后的热解气从一级水冷塔热解气入口403进入一级水冷塔401，与第一循环冷却水逆流接触而降温至第一水冷温度，从一级水冷塔401的塔底采出的液体通过一级水冷循环泵404输送至一级水冷换热器405，液体经一级水冷换热器405降温后进入第一油水分离罐406，通过第一水泵407采出第一油水分离罐中的水相并将一部分输送至第一循环冷却水入口402作为第一循环冷却水，另一部分输出至废水处理，通过第一油泵408采出第一油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油II输出。
经一级水冷塔401处理后的热解气从二级水冷塔热解气入口411进入二级水冷塔409，与第二循环冷却水逆流接触而降温至第二水冷温度，从二级水冷塔409的塔底采出的液体通过二级水冷循环泵412输送至二级水冷换热器413，液体经二级水冷换热器413降温后进入第二油水分离罐414，通过第二水泵415采出第二油水分离罐中的水相并将一部分输送至第二循环冷却水入口410作为第二循环冷却水，另一部分输出至废水处理，通过第二油泵416采出第二油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油III输出。
在一个优选的实施方式中，一级急冷塔热解气入口202的温度可以为500-900℃，第一循环重油的温度可以为150-250℃，一级急冷塔201的塔釜的温度可以为180-250℃，与第一循环重油接触后的热解气的温度可以为230-280℃。
在一个优选的实施方式中，与塔中循环油接触后的热解气的温度可以为130-190℃。
在一个优选的实施方式中，循环轻油的温度可以为50-80℃，二级急冷塔301的塔釜的温度可以为130-160℃，与循环轻油接触后的热解气的温度可以为100-120℃。
在一个优选的实施方式中，第一循环冷却水的温度可以为30-40℃，第一水冷温度可以为40-60℃，从一级水冷塔401的塔底采出的液体的温度可以为60-90℃，经一级水冷换热器405降温后的液体的温度可以为30-40℃。
在一个优选的实施方式中，第二循环冷却水的温度可以为5-20℃，第二水冷温度可以为25-35℃，从二级水冷塔409的塔底采出的液体的温度可以为30-50℃，经二级水冷换热器413降温后的液体的温度可以为10-20℃。
本发明还涉及一种用于热解气的油洗净化和油品回收的方法，该方法包括：除尘步骤，除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；一级急冷步骤，进一步除去来自除尘步骤的热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；二级急冷步骤，除去来自一级急冷步骤的热解气中的轻油，并回收轻油；水冷步骤，除去来自二级急冷步骤的热解气中的水分，并进一步回收轻油；其中，一级急冷步骤包括采用一级急冷塔，一级急冷塔下部设有热解气入口，一级急冷塔中部设有循环重油喷淋头；来自除尘步骤的热解气与循环重油喷淋头喷淋的第一循环重油逆流接触冷却，采用重油分离器从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，采用第一重油循环泵将经分离得到的重油升压，采用第一重油换热器接收经升压的重油，并将其降温后一部分作为第一循环重油传送至一级急冷塔，另一部分作为重油产品取出。
在一个优选的实施方式中，一级急冷步骤还可以包括循环冷却步骤，循环冷却步骤向一级急冷塔的上部提供塔中循环油，塔中循环油与上升至一级急冷塔上部的热解气逆流接触进一步去除热解气中粉尘，同时使其降温至预定的出口温度。
在一个优选的实施方式中，循环冷却步骤可以包括使用位于循环重油喷淋头上方的溢流塔板，位于溢流塔板上方的塔中循环油出口，位于一级急冷塔上部的塔中循环油入口，塔中循环泵和塔中换热器，塔中循环泵用于向塔中换热器提供塔中循环油，塔中换热器用于将来自塔中循环泵的塔中循环油降温后提供至一级急冷塔的上部。
在一个优选的实施方式中，二级急冷步骤可以包括采用二级急冷塔使来自一级急冷步骤的热解气与循环轻油逆流接触冷却，二级急冷塔塔釜采出的液体经轻油循环泵送入轻油换热器，并将其降温后一部分作为循环轻油传送至二级急冷塔，另一部分输出作为产品轻油I。
在一个优选的实施方式中，第一重油循环泵与第一重油换热器之间还可以设有轻油入口，用于接收来自二级急冷步骤的轻油以改善经升压的重油的流动性。
在一个优选的实施方式中，水冷步骤可以包括采用一级水冷塔使来自二级急冷步骤的热解气与第一循环冷却水逆流接触而降温至第一水冷温度，从一级水冷塔底采出的液体经一级水冷循环泵输送至一级水冷换热器，一级水冷换热器将液体降温后输送至第一油水分离罐，采用第一水泵采出第一油水分离罐中的水相并将一部分输送至一级水冷塔作为第一循环冷却水，另一部分输出至废水处理，采用第一油泵采出第一油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油II输出。
在一个优选的实施方式中，水冷步骤还可以包括采用与一级水冷塔连接的二级水冷塔使来自一级水冷塔的热解气与第二循环冷却水逆流接触而降温至低于第一水冷温度的第二水冷温度，从二级水冷塔底采出的液体经二级水冷循环泵输送至二级水冷换热器，二级水冷换热器将液体降温后输送至第二油水分离罐，采用第二水泵采出第二油水分离罐中的水相并将一部分输送至二级水冷塔作为第二循环冷却水，另一部分输出至废水处理，采用第二油泵采出第二油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油III输出。
在一个优选的实施方式中，一级急冷步骤中采用的重油分离器可以是沉降槽。
在一个优选的实施方式中，除尘步骤可以采用旋风除尘器除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘。
在一个优选的实施方式中，热解气可以是煤热解气、油砂热解气或生物质热解气。
在一个优选的实施方式中，一级急冷塔的热解气入口的温度可以为500-900℃，第一循环重油的温度可以为150-250℃，一级急冷塔的塔釜的温度可以为180-250℃，与第一循环重油接触后的热解气的温度可以为230-280℃。
在一个优选的实施方式中，塔中循环油接触后的热解气的温度可以为130-190℃。
在一个优选的实施方式中，循环轻油的温度可以为50-80℃，二级急冷塔的塔釜的温度可以为130-160℃，与循环轻油接触后的热解气的温度可以为100-120℃。
在一个优选的实施方式中，第一循环冷却水的温度可以为30-40℃，第一水冷温度可以为40-60℃，从一级水冷塔底采出的液体的温度可以为60-90℃，经一级水冷换热器降温后的液体的温度可以为30-40℃。
在一个优选的实施方式中，第二循环冷却水的温度可以为5-20℃，第二水冷温度可以为25-35℃，从二级水冷塔底采出的液体的温度可以为30-50℃，经二级水冷换热器降温后的液体的温度可以为10-20℃。
实施例
实施例1
本实施例中原料采用长焰煤，破碎到0-3mm颗粒。采用沸腾流化床进行低温热解，热解温度为600℃，热解气粉尘含量为150-200g/Nm3，粒度分布见表1，焦油含量为2000g/Nm3，焦油性质见表2。600℃高温热解气进入高温旋风除尘器，除去大于20微米的半焦及粉尘之后进入一级急冷塔，在塔中有溢流塔板及循环重油喷淋头，热解气与220℃第一循环重油逆向接触，热解气中小于20微米粉尘及部分冷凝焦油被除去。降温至260℃的热解气进入一级急冷塔上部，被冷凝下来的焦油和粉尘进入第一循环重油进入一级急冷塔塔釜，塔釜温度为230℃。第一循环重油先进入重质油沉降槽沉降，下部采出硬质沥青并进行处理，上部含尘量低的循环油经过第一重油循环泵升压，与来自二级急冷塔的轻油混合以改善重油流动性，之后进入第一重油换热器回收热量并降温为220℃的第一循环重油，其中部分重油作为产品采出。一级急冷塔上部有塔中循环泵和塔中换热器，热解气进入一级急冷塔上部后与塔中循环油逆向接触进一步去除热解气中的粉尘同时降温，将一级急冷塔塔顶的热解气气体出口温度控制在180℃。
经过一级急冷塔降温除尘后的热解气进入二级急冷塔以回收轻油，与80℃循环轻油逆向接触降温，二级急冷塔顶热解气出口温度控制在110℃，以防热解气中的水分冷凝，热解气中冷凝下的轻油进入循环轻油，塔釜温度控制在150℃，经由轻油循环泵升压经过轻油换热器降温至80℃，一部分输送至二级急冷塔塔顶，另一部分输出作为产品轻油I。
110℃的热解气进入一级水冷塔与30-40℃第一循环冷却水逆向接触降温，一级水冷塔塔顶气体出口温度控制在50℃，热解气中的水分被冷凝进入循环冷却水，塔釜温度控制在80℃，经由一级水冷循环泵输送至一级水冷换热器冷却为30-40℃进入第一油水分离罐，上部油相经由第一油泵采出轻油II产品，下部水相经由第一水泵升压进入一级水冷塔顶部循环，部分废水采出至废水处理。
50℃的热解气进入二级水冷塔与10-20℃第二循环冷却水逆向接触降温，二级水冷塔塔顶气体出口温度控制在25℃，热解气中的水分被冷凝进入第二循环冷却水，塔釜温度控制在40℃，经由二级水冷循环泵输送至二级水冷换热器冷却为10-20℃进入第二油水分离罐，上部油相经由第二油泵采出轻油III产品，下部水相经由第二水泵升压进入二级水冷塔顶部循环，部分废水采出至废水处理。
二级水冷塔塔顶出口气体中焦油含量：2～5g/Nm3(标)，粉尘含量为0。
表1热解气粉尘粒径分布
表2全馏分焦油性质
实施例2
本实施例以油砂作为原料，破碎到0-5mm颗粒。采用沸腾流化床进行低温热解，热解温度为520℃，热解气含尘量在100-200g/Nm3，焦油含量为3000g/Nm3，520℃高温热解气进入高温旋风除尘器，除去大于20微米的半焦及粉尘之后进入一级急冷塔，在塔中有溢流塔板及循环重油喷淋头，热解气与200℃第一循环重油逆向接触，热解气中小于20微米粉尘及部分冷凝焦油被除去。降温至240℃的热解气进入一级急冷塔上部，被冷凝下来的焦油和粉尘进入第一循环重油进入一级急冷塔塔釜，塔釜温度为220℃。第一循环重油先进入重质油沉降槽沉降，下部采出硬质沥青并进行处理，上部含尘量低的循环油经过第一重油循环泵升压，与来自二级急冷塔塔釜的轻油混合以改善重油流动性，之后进入第一重油换热器回收热量并降温为200℃的第一循环重油，其中部分重油作为产品采出。一级急冷塔上部有塔中循环泵和塔中换热器，热解气进入一级急冷塔上部后与塔中循环油逆向接触进一步去除热解气中的粉尘同时降温，将一级急冷塔塔顶的热解气气体出口温度控制在170℃。
经过一级急冷塔降温除尘后的热解气进入二级急冷塔以回收轻油，与50℃循环轻油逆向接触降温，二级急冷塔顶热解气出口温度控制在110℃，以防热解气中的水分冷凝，热解气中冷凝下的轻油进入循环轻油，塔釜温度控制在140℃，经由轻油循环泵升压经过轻油换热器降温至50℃，一部分输送至二级急冷塔塔顶，另一部分输出作为产品轻油I。
110℃的热解气进入一级水冷塔与30-40℃第一循环冷却水逆向接触降温，一级水冷塔塔顶气体出口温度控制在50℃，热解气中的水分被冷凝进入第一循环冷却水，塔釜温度控制在80℃，经由一级水冷循环泵输送至一级水冷换热器冷却为30-40℃进入第一油水分离罐，上部油相经由第一油泵采出轻油II产品，下部水相经由第一水泵升压进入一级水冷塔顶部循环，部分废水采出至废水处理。
50℃的热解气进入二级水冷塔与10-20℃第二循环冷却水逆向接触降温，二级水冷塔塔顶气体出口温度控制在25℃，热解气中的水分被冷凝进入第二循环冷却水，塔釜温度控制在40℃，经由二级水冷循环泵输送至二级水冷换热器冷却为10-20℃进入第二油水分离罐，上部油相经由第二油泵采出轻油III产品，下部水相经由第二水泵升压进入二级水冷塔顶部循环，部分废水采出至废水处理。
二级水冷塔塔顶出口气体中焦油含量：2～3g/Nm3(标)，粉尘含量为0。
实施例3
本实施例的原料采用玉米秸秆，破碎到0-6mm颗粒。采用移动床气化炉进行高温气化，气化温度为830℃，热解气含尘量在5-10g/Nm3，焦油含量为10-20g/Nm3，830℃高温热解气进入高温旋风除尘器，除去大于20微米的半焦及粉尘之后进入一级急冷塔，在塔中有溢流塔板及循环重油喷淋头，热解气与160℃第一循环重油逆向接触，热解气中小于20微米粉尘及部分冷凝焦油被除去。降温至230℃的热解气进入一级急冷塔上部，被冷凝下来的焦油和粉尘进入第一循环重油进入一级急冷塔塔釜，塔釜温度为220℃。第一循环重油先进入重质油沉降槽沉降，下部采出硬质沥青并进行处理，上部含尘量低的循环油经过第一重油循环泵升压，与来自二级急冷塔塔釜的轻油混合以改善重油流动性，之后进入第一重油换热器回收热量并降温为160℃的第一循环重油，其中部分油品作为产品采出。一级急冷塔上部有塔中循环泵和塔中换热器，热解气进入一级急冷塔上部后与塔中循环油逆向接触进一步去除热解气中的粉尘同时降温，将一级急冷塔塔顶的热解气气体出口温度控制在180℃。
经过一级急冷塔降温除尘后的热解气进入二级急冷塔以回收轻油，与50℃循环轻油逆向接触降温，二级急冷塔顶热解气出口温度控制在110℃，以防热解气中的水分冷凝，热解气中冷凝下的轻油进入循环轻油，塔釜温度控制在140℃，经由轻油循环泵升压经过轻油换热器降温至50℃，一部分输送至二级急冷塔塔顶，另一部分输出作为产品轻油I。
110℃的热解气进入一级水冷塔与30-40℃第一循环冷却水逆向接触降温，一级水冷塔塔顶气体出口温度控制在50℃，热解气中的水分被冷凝进入第一循环冷却水，塔釜温度控制在80℃，经由一级水冷循环泵输送至一级水冷换热器冷却为30-40℃进入第一油水分离罐，上部油相经由第一油泵采出轻油II产品，下部水相经由第一水泵升压进入一级水冷塔顶部循环，部分废水采出至废水处理。
50℃的热解气进入二级水冷塔与10-20℃第二循环冷却水逆向接触降温，二级水冷塔塔顶气体出口温度控制在25℃，热解气中的水分被冷凝进入第二循环冷却水，塔釜温度控制在40℃，经由二级水冷循环泵输送至二级水冷换热器冷却为10-20℃进入第二油水分离罐，上部油相经由第二油泵采出轻油III产品，下部水相经由第二水泵升压进入二级水冷塔顶部循环，部分废水采出至废水处理。
二级水冷塔塔顶出口气体中焦油含量：1～2g/Nm3(标)，粉尘含量为0。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (29)

1.用于热解气的油洗净化和油品回收的装置，该装置包括：
1)除尘器，用于除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；
2)与所述除尘器连接的一级急冷单元，用于接收来自所述除尘器的热解气，以进一步除去热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；
3)与所述一级急冷单元连接的二级急冷单元，用于接收来自所述一级急冷单元的热解气以除去热解气中的轻油，并回收轻油；
4)与所述二级急冷单元连接的水冷单元，用于接收来自所述二级急冷单元的热解气以除去热解气中的水分，并进一步回收轻油；
其中，所述一级急冷单元包括：
一级急冷塔，所述一级急冷塔的下部设有热解气入口，中部设有循环重油喷淋头，用于向塔内喷淋第一循环重油，以与上升的热解气逆流接触，
与所述一级急冷塔的塔釜连接的重油分离器，用于从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，
与所述重油分离器连接的第一重油循环泵，用于将经分离得到的重油升压；以及
与所述第一重油循环泵连接的第一重油换热器，用于接收经升压的重油，并将其降温后一部分传送至所述循环重油喷淋头；另一部分作为重油产品取出。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述一级急冷塔上部设有循环冷却单元，所述循环冷却单元用于向所述一级急冷塔的上部提供塔中循环油，以与上升至一级急冷塔上部的热解气逆流接触，进一步去除热解气中粉尘，同时使其降温至预定的出口温度。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述循环冷却单元包括位于循环重油喷淋头上方的溢流塔板，位于溢流塔板上方的塔中循环油出口，位于一级急冷塔上部的塔中循环油入口，塔中循环泵和塔中换热器，所述塔中循环泵用于向所述塔中换热器提供塔中循环油，所述塔中换热器用于将来自塔中循环泵的塔中循环油降温后提供至所述一级急冷塔的上部。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述二级急冷单元包括：
二级急冷塔，用于接收来自一级急冷单元的热解气，使其与循环轻油逆流接触，所述二级急冷塔具有位于塔顶的循环轻油入口和位于塔底的热解气入口，
与二级急冷塔的塔釜连接的轻油循环泵，以及
设置在所述轻油循环泵和所述循环轻油入口之间的轻油换热器，
其中，所述轻油循环泵用于将二级急冷塔塔釜采出的循环轻油输送至所述轻油换热器，所述轻油换热器用于将循环轻油降温后一部分输送至所述循环轻油入口，另一部分输出作为产品轻油I。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一重油循环泵与所述第一重油换热器之间还设有轻油入口，用于接收来自所述二级急冷单元的轻油以改善经升压的重油的流动性。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述水冷单元包括：
一级水冷塔，用于接收来自所述二级急冷单元的热解气，使其与第一循环冷却水逆流接触而降温至第一水冷温度，所述一级水冷塔具有位于塔顶的第一循环冷却水入口和位于塔底的热解气入口，
一级水冷循环泵，一级水冷换热器，第一油水分离罐，第一水泵以及第一油泵；
其中，所述一级水冷循环泵用于将从一级水冷塔底采出的液体输送至所述一级水冷换热器，所述一级水冷换热器用于将液体降温后输送至所述第一油水分离罐，所述第一水泵用于采出所述第一油水分离罐中的水相并将一部分输送至所述第一循环冷却水入口作为第一循环冷却水，另一部分输出至废水处理，所述第一油泵用于采出所述第一油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油II输出。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述水冷单元还包括与所述一级水冷塔连接的二级水冷塔，用于接收来自所述一级水冷塔的热解气，使其与第二循环冷却水逆流接触而将其进一步降温至低于第一水冷温度的第二水冷温度，所述二级水冷塔具有位于塔顶的第二循环冷却水入口和位于塔底的热解气入口，
二级水冷循环泵，二级水冷换热器，第二油水分离罐，第二水泵以及第二油泵；
其中，所述二级水冷循环泵用于将从二级水冷塔底采出的液体输送至所述二级水冷换热器，所述二级水冷换热器用于将液体降温后输送至所述第二油水分离罐，所述第二水泵用于采出所述第二油水分离罐中的水相并将一部分输送至所述第二循环冷却水入口作为第二循环冷却水，另一部分输出至废水处理，所述第二油泵用于采出所述第二油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油III输出。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述重油分离器是沉降槽。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述除尘器是旋风除尘器。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述一级急冷塔的热解气入口的温度为500-900℃，所述第一循环重油的温度为150-250℃，所述一级急冷塔的塔釜的温度为180-250℃，与所述第一循环重油接触后的热解气的温度为230-280℃。
11.如权利要求2所述的装置，其中，与所述塔中循环油接触后的热解气的温度为130-190℃。
12.如权利要求4所述的装置，其中，所述循环轻油的温度为50-80℃，所述二级急冷塔的塔釜的温度为130-160℃，与所述循环轻油接触后的热解气的温度为100-120℃。
13.如权利要求6所述的装置，其中，所述第一循环冷却水的温度为30-40℃，所述第一水冷温度为40-60℃，从一级水冷塔底采出的液体的温度为60-90℃，经所述一级水冷换热器降温后的液体的温度为30-40℃。
14.如权利要求7所述的装置，其中，所述第二循环冷却水的温度为5-20℃，所述第二水冷温度为25-35℃，从二级水冷塔底采出的液体的温度为30-50℃，经所述二级水冷换热器降温后的液体的温度为10-20℃。
15.用于热解气的油洗净化和油品回收的方法，该方法包括：
除尘步骤，除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘；
一级急冷步骤，进一步除去来自除尘步骤的热解气中的粉尘及冷凝焦油，并回收重油和硬质沥青；
二级急冷步骤，除去来自一级急冷步骤的热解气中的轻油，并回收轻油；
水冷步骤，除去来自二级急冷步骤的热解气中的水分，并进一步回收轻油；
其中，所述一级急冷步骤包括采用一级急冷塔，一级急冷塔下部设有热解气入口，一级急冷塔中部设有循环重油喷淋头；
来自除尘步骤的热解气与循环重油喷淋头喷淋的第一循环重油逆流接触冷却，采用重油分离器从离开塔釜的重油中分离出硬质沥青，采用第一重油循环泵将经分离得到的重油升压，采用第一重油换热器接收经升压的重油，并将其降温后一部分作为所述第一循环重油传送至所述一级急冷塔，另一部分作为重油产品取出。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述一级急冷步骤还包括循环冷却步骤，所述循环冷却步骤向所述一级急冷塔的上部提供塔中循环油，所述塔中循环油与上升至所述一级急冷塔上部的热解气逆流接触，以进一步去除热解气中粉尘，同时使其降温至预定的出口温度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述循环冷却步骤包括使用位于循环重油喷淋头上方的溢流塔板，位于溢流塔板上方的塔中循环油出口，位于一级急冷塔上部的塔中循环油入口，塔中循环泵和塔中换热器，所述塔中循环泵用于向所述塔中换热器提供塔中循环油，所述塔中换热器用于将来自塔中循环泵的塔中循环油降温后提供至所述一级急冷塔的上部。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述二级急冷步骤包括采用二级急冷塔使来自一级急冷步骤的热解气与循环轻油逆流接触冷却，二级急冷塔塔釜采出的液体经轻油循环泵送入轻油换热器，并将其降温后一部分作为循环轻油传送至所述二级急冷塔，另一部分输出作为产品轻油I。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一重油循环泵与所述第一重油换热器之间还设有轻油入口，用于接收来自所述二级急冷步骤的轻油以改善经升压的重油的流动性。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述水冷步骤包括采用一级水冷塔使来自二级急冷步骤的热解气与第一循环冷却水逆流接触而降温至第一水冷温度，从一级水冷塔底采出的液体经一级水冷循环泵输送至一级水冷换热器，所述一级水冷换热器将液体降温后输送至第一油水分离罐，采用第一水泵采出所述第一油水分离罐中的水相并将一部分输送至所述一级水冷塔作为第一循环冷却水，另一部分输出至废水处理，采用第一油泵采出所述第一油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油II输出。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述水冷步骤还包括采用与所述一级水冷塔连接的二级水冷塔使来自一级水冷塔的热解气与第二循环冷却水逆流接触而降温至低于第一水冷温度的第二水冷温度，从二级水冷塔底采出的液体经二级水冷循环泵输送至二级水冷换热器，所述二级水冷换热器将液体降温后输送至第二油水分离罐，采用第二水泵采出所述第二油水分离罐中的水相并将一部分输送至所述二级水冷塔作为第二循环冷却水，另一部分输出至废水处理，采用第二油泵采出所述第二油水分离罐中的油相并将其作为产品轻油III输出。
22.根据权利要求15所述的方法，其中，所述一级急冷步骤中采用的重油分离器是沉降槽。
23.根据权利要求15所述的方法，其中，所述除尘步骤采用旋风除尘器除去热解气中的大颗粒半焦及粉尘。
24.根据权利要求15所述的方法，其中所述热解气是煤热解气、油砂热解气或生物质热解气。
25.如权利要求15所述的方法，其中，一级急冷塔的热解气入口的温度为500-900℃，所述第一循环重油的温度为150-250℃，所述一级急冷塔的塔釜的温度为180-250℃，与所述第一循环重油接触后的热解气的温度为230-280℃。
26.如权利要求16所述的方法，其中，与所述塔中循环油接触后的热解气的温度为130-190℃。
27.如权利要求18所述的方法，其中，所述循环轻油的温度为50-80℃，所述二级急冷塔的塔釜的温度为130-160℃，与所述循环轻油接触后的热解气的温度为100-120℃。
28.如权利要求20所述的方法，其中，所述第一循环冷却水的温度为30-40℃，所述第一水冷温度为40-60℃，从一级水冷塔底采出的液体的温度为60-90℃，经所述一级水冷换热器降温后的液体的温度为30-40℃。
29.如权利要求21所述的方法，其中，所述第二循环冷却水的温度为5-20℃，所述第二水冷温度为25-35℃，从二级水冷塔底采出的液体的温度为30-50℃，经所述二级水冷换热器降温后的液体的温度为10-20℃。
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