CN109233886A - 一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，将由煤炭炼焦工艺产生的中低温煤焦油副产品先经焦化装置处理，得到的难以裂解的煤系重质循环油副产品作为生焦反应的原料制备煤系针状焦，通过在现有的煤焦油焦化装置上嫁接一套新的煤系针状焦生产装置，嫁接的煤系针状焦生产装置不再设置单独的分馏系统，其产生的油气全部进入原焦化装置的分馏系统，大大节省了投资，使得原有焦化装置的加工能力大幅度提高50％，相对能耗也大幅度降低。

Description

一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法。

背景技术

煤炭热裂解制焦炭的煤炭炼焦工艺中会产生中煤焦油副产品，基于目前煤炭炼焦技术，这种煤焦油的产量相对于原料收率约为5％左右，此炼焦工艺俗称“兰炭装置”，仅陕、蒙、晋三省交界处此种煤焦油产量就有约250万吨/年，此种煤焦油属于中低温煤焦油，在馏程上形成两极分化的状态，轻组分含量较多，沥青质、胶质的含量也很多，并且还含有比较多的机械杂质。

当地对这种中低温煤焦油的处理一般是模仿石油化工的焦化装置，通过焦化装置进行加工，生产普通的煤系海绵焦炭，同时副产大量的煤系石脑油、柴油以及煤系重质循环油，煤系石脑油和柴油经过加氢装置后生产出成品石脑油和柴油进入市场销售，但是其中的煤系重质循环油只能返回原来的焦化装置中，再重新随着原料进行加热再次焦化处理，由于其稳定性相对较好，很难裂解，所以只能一次次地循环，装置能耗非常高，对经济效益的损失非常大，同时还占用了对新鲜原料的加工能力，大大地影响了装置的生产能力。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，用以解决现有的中低温煤焦油处理工艺能耗高、经济成本高、生产能力低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，所述生产方法包括：

步骤一、将中低温煤焦油通入焦化装置中进行焦化处理，制得煤系海绵焦炭产品，同时得到煤系石脑油、柴油以及煤系重质循环油副产品，将得到的煤系石脑油和柴油副产品经过加氢装置处理后生产出成品石脑油和柴油；

步骤二、将得到的煤系重质循环油副产品先在缓冲罐中缓冲处理，然后通过高温辐射进料泵加压后泵送至焦化加热炉内加热；

步骤三、将加热后的煤系重质循环油在一定的温度和压力下进行油气分离处理，煤系重质循环油中掺杂的不稳定成分裂解成为低沸点物质并汽化为气体，经裂解产生的气体以及油料中的混合蒸汽与热稳定性较好的重质油组分发生油气分离；

步骤四、将上层的混合气导出并经压力控制后返回至原焦化装置的分馏系统中进行分离，下层的重质油组分进入煤系针状焦焦炭塔中作为生焦的原料制备煤系针状焦，生焦产生的油气从煤系针状焦焦炭塔塔顶排出后返回至原焦化装置的分馏系统中进行分离。

优选的，所述步骤二中，在焦化加热炉内，首先在对流段将煤系重质循环油加热至320-400℃，然后在辐射段将煤系重质循环油加热至470-500℃，在辐射段内同时往煤系重质循环油中引入一定量的混合蒸汽。

优选的，所述步骤四中，采用两台煤系针状焦焦炭塔轮换生焦，原料通入一台煤系针状焦焦炭塔中进行生焦，另一煤系针状焦焦炭塔则处于除焦阶段，当生焦的煤系针状焦焦炭塔中煤系针状焦累积至煤系针状焦焦炭塔高度的2/3后，将原料切换至另一除焦完成的煤系针状焦焦炭塔中进行生焦，结束生焦的煤系针状焦焦炭塔则进行除焦处理。

优选的，所述步骤四中，在生焦之前，预先往待生焦的煤系针状焦焦炭塔内通入蒸汽进行吹赶空气和试压检查。

优选的，所述步骤四中，经过吹赶空气和试压检查后，往待生焦的煤系针状焦焦炭塔内引入另一正在进行生焦的煤系针状焦焦炭塔塔顶的油气对待生焦的煤系针状焦焦炭塔进行预热，预热完成后再将原料切换进来进行生焦。

优选的，所述步骤四中，将参与待生焦煤系针状焦焦炭塔预热的油气冷凝后形成的油甩油输送至煤系针状焦焦炭塔外部。

优选的，所述步骤四中，往结束生焦的煤系针状焦焦炭塔内通入蒸汽以吹赶油气。

优选的，所述步骤四中，对结束生焦的煤系针状焦焦炭塔内进行汽提、给水冷却和水力除焦。

优选的，所述生产方法还包括：将焦化装置的分馏系统产生的蜡油馏分作为急冷油返回至煤系针状焦焦炭塔塔顶对塔顶温度进行控制。

优选的，所述中低温煤焦油来自由煤炭炼焦工艺产生的中低温煤焦油副产品。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提出的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，将由煤炭炼焦工艺产生的中低温煤焦油副产品先经焦化装置处理制备煤系海绵焦炭，得到的难以裂解的煤系重质循环油副产品经加热、油气分离处理后作为生焦反应的原料制备煤系针状焦，通过在现有的焦化装置上嫁接一套新的煤系针状焦生产装置，嫁接的煤系针状焦生产装置不再设置单独的分馏系统，其产生的油气全部进入原焦化装置的分馏系统，大大节省了投资，使得原有焦化装置的加工能力大幅度提高50％，相对能耗也大幅度降低。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的煤系针状焦生产装置的结构示意图。

图中：1-重质循环油缓冲罐、2-高温辐射进料泵、3-焦化加热炉、4-脱气罐、5-煤系针状焦焦炭塔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本实施例提供一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法包括：

步骤一、将由煤炭炼焦工艺产生的中低温煤焦油副产品通入焦化装置中进行焦化处理，制得煤系海绵焦炭产品，同时得到煤系石脑油、柴油以及煤系重质循环油副产品，得到的煤系石脑油和柴油副产品经过加氢装置处理后生产出成品石脑油和柴油。

由煤炭炼焦工艺产生的中低温煤焦油副产品的主要性质如下表：

由上表可知中低温煤焦油在馏程上形成两极分化的状态，轻组分含量较多，沥青质、胶质的含量也很多。

步骤二、将得到的煤系重质循环油副产品先在缓冲罐中缓冲处理，然后通过高温辐射进料泵加压至25-30MPa后泵送至焦化加热炉内加热，在焦化加热炉内，首先在对流段将煤系重质循环油加热至320-400℃，然后在辐射段将煤系重质循环油加热至470-500℃，在辐射段内同时往煤系重质循环油中引入一定量混合蒸汽，以提高油料流速，防止结焦。

步骤三、将加热至470-500℃的煤系重质循环油进行油气分离处理，煤系重质循环油中参与生焦的芳烃等成分的热稳定性要远远大于不参与生焦的链烷烃、环烷烃等成分，在脱气罐内停留的过程中，不参与生焦的链烷烃、环烷烃以及一些稳定性差的物质裂解成低沸点物质，最后汽化为气体，经裂解产生的气体以及油料中的混合蒸汽与热稳定性较好的重质油组分发生油气分离。

步骤四、将上层的混合气导出并经压力控制后返回至原焦化装置的分馏系统中进行分离得到气体、汽油馏分、柴油馏分和蜡油馏分，下层的重质油组分经液位控制后进入煤系针状焦焦炭塔中作为生焦的原料制备煤系针状焦，生焦产生的油气从煤系针状焦焦炭塔塔顶排出后返回至原焦化装置的分馏系统中进行分离得到气体、汽油馏分、柴油馏分和蜡油馏分，可将焦化装置的分馏系统产生的蜡油馏分作为急冷油返回至煤系针状焦焦炭塔塔顶对塔顶温度进行控制，防止塔顶油气结焦。

在煤系针状焦的生产过程中，煤系针状焦焦炭塔中的生焦对最终产品的质量至关重要，为了产出更高质量的针状焦，必须要求煤系针状焦焦炭塔内针状焦的结晶生成环境中温度要相对均匀，结晶环境中相对搅动程度较低才更加有利于晶体的成长，并最终生产出纹路较好的针状焦结晶体，在焦化加热炉辐射段引入的蒸汽被排出，使这部分蒸汽无法进入煤系针状焦焦炭塔内，避免了蒸汽对生焦环境的干扰，不参与生焦的链烷烃、环烷烃及沸点较低的组分均被排出，同样避免了这些成分对煤系针状焦焦炭塔内生焦环境的搅动，有利于生成更高质量的针状焦产品，同时参与生焦的芳烃等有效原料成分被浓缩，有利于促进生焦的进行，提高生产效率。

在步骤四中，具体可采用两台煤系针状焦焦炭塔轮换生焦，原料通入一台煤系针状焦焦炭塔中进行生焦，另一煤系针状焦焦炭塔则处于除焦阶段，当生焦的煤系针状焦焦炭塔中煤系针状焦累积至煤系针状焦焦炭塔高度的2/3后，将原料通过四通阀切换至另一除焦完成的煤系针状焦焦炭塔中进行生焦，生焦时间约24-34h，结束生焦的煤系针状焦焦炭塔则进行除焦处理，每台塔的切换使用周期约48h。

煤系针状焦焦炭塔在生焦之前，首先预先往待生焦的煤系针状焦焦炭塔内通入蒸汽进行吹赶空气和试压检查，经过吹赶空气和试压检查后，往待生焦的煤系针状焦焦炭塔内引入另一正在进行生焦的煤系针状焦焦炭塔塔顶的油气对待生焦的煤系针状焦焦炭塔进行预热至400℃左右，预热完成后再将原料通过四通阀切换进来进行生焦，参与预热的油气冷凝后形成的油甩油输送至煤系针状焦焦炭塔外部。

当生焦的煤系针状焦焦炭塔中煤系针状焦累积至煤系针状焦焦炭塔高度的2/3后，再将原料切换至另一除焦完成并按照上述步骤进行预处理之后的煤系针状焦焦炭塔中进行生焦，往结束生焦的煤系针状焦焦炭塔通入1.0MPa蒸汽吹赶油气，然后进行汽提、给水冷却以及水力除焦等除焦处理，并通过排水管线排出塔内水，生产的煤系针状焦卸料至贮焦池。

基于本实施例的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法的生产装置主要包括用于对中低温煤焦油副产品进行焦化处理制备煤系海绵焦炭的焦化装置，以及用于对焦化装置产生的煤系重质循环油进行焦化处理制备煤系针状焦的煤系针状焦生产装置。通过在现有的焦化装置上嫁接一套新的煤系针状焦生产装置，将焦化装置末端的重质循环油泵改为高温辐射进料泵，改变原有的将煤系重质循环油多次返回原焦化装置中循环处理的做法，将煤系重质循环油经高温辐射进料泵直接引入煤系针状焦生产装置中，单独加工使其成为煤系针状焦，煤系重质循环油的热稳定性较好，经加热后进入压力较高的煤系针状焦焦炭塔中，可以使其在高温和一定的压力下结晶成质量较高的煤系针状焦。

如图1所示，本实施例中的煤系针状焦生产装置主要包括重质循环油缓冲罐1、高温辐射进料泵2、焦化加热炉3、脱气罐4以及煤系针状焦焦炭塔5，来自焦化装置线末的煤系重质循环油经重质循环油缓冲罐1缓冲处理后，由高温辐射进料泵2加压泵送至焦化加热炉3内加热，加热后进入脱气罐4内油气分离，上层混合油气返回至焦化装置的分馏系统7，下层重质油输送至煤系针状焦焦炭塔5用于制备煤系针状焦。

本实施例提出的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，将由煤炭炼焦工艺产生的中低温煤焦油副产品先经焦化处理制备煤系海绵焦炭，得到的难以裂解的煤系重质循环油经加热、油气分离处理后作为生焦反应的原料制备煤系针状焦，通过在现有的焦化装置上嫁接一套新的煤系针状焦生产装置，嫁接的煤系针状焦生产装置不再设置单独的分馏系统，其产生的油气全部进入原焦化装置的分馏系统，大大节省了投资，使得原有焦化装置的加工能力大幅度提高50％，相对能耗也大幅度降低。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：

步骤一、将中低温煤焦油通入焦化装置中进行焦化处理，制得煤系海绵焦炭产品，同时得到煤系石脑油、柴油以及煤系重质循环油副产品，将得到的煤系石脑油和柴油副产品经过加氢装置处理后生产出成品石脑油和柴油；

步骤二、将得到的煤系重质循环油副产品先在缓冲罐中缓冲处理，然后通过高温辐射进料泵加压后泵送至焦化加热炉内加热；

步骤三、将加热后的煤系重质循环油在一定的温度和压力下进行油气分离处理，煤系重质循环油中掺杂的不稳定成分裂解成为低沸点物质并汽化为气体，经裂解产生的气体以及油料中的混合蒸汽与热稳定性较好的重质油组分发生油气分离；

步骤四、将上层的混合气导出并经压力控制后返回至原焦化装置的分馏系统中进行分离，下层的重质油组分进入煤系针状焦焦炭塔中作为生焦的原料制备煤系针状焦，生焦产生的油气从煤系针状焦焦炭塔塔顶排出后返回至原焦化装置的分馏系统中进行分离。

2.根据权利要求1所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述步骤二中，在焦化加热炉内，首先在对流段将煤系重质循环油加热至320-400℃，然后在辐射段将煤系重质循环油加热至470-500℃，在辐射段内同时往煤系重质循环油中引入一定量的混合蒸汽。

3.根据权利要求1所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述步骤四中，采用两台煤系针状焦焦炭塔轮换生焦，原料通入一台煤系针状焦焦炭塔中进行生焦，另一煤系针状焦焦炭塔则处于除焦阶段，当生焦的煤系针状焦焦炭塔中煤系针状焦累积至煤系针状焦焦炭塔高度的2/3后，将原料切换至另一除焦完成的煤系针状焦焦炭塔中进行生焦，结束生焦的煤系针状焦焦炭塔则进行除焦处理。

4.根据权利要求3所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述步骤四中，在生焦之前，预先往待生焦的煤系针状焦焦炭塔内通入蒸汽进行吹赶空气和试压检查。

5.根据权利要求4所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述步骤四中，经过吹赶空气和试压检查后，往待生焦的煤系针状焦焦炭塔内引入另一正在进行生焦的煤系针状焦焦炭塔塔顶的油气对待生焦的煤系针状焦焦炭塔进行预热，预热完成后再将原料切换进来进行生焦。

6.根据权利要求5所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述步骤四中，将参与待生焦煤系针状焦焦炭塔预热的油气冷凝后形成的油甩油输送至煤系针状焦焦炭塔外部。

7.根据权利要求3所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述步骤四中，往结束生焦的煤系针状焦焦炭塔内通入蒸汽以吹赶油气。

8.根据权利要求7所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述步骤四中，对结束生焦的煤系针状焦焦炭塔内进行汽提、给水冷却和水力除焦。

9.根据权利要求1所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述生产方法还包括：将焦化装置的分馏系统产生的蜡油馏分作为急冷油返回至煤系针状焦焦炭塔塔顶对塔顶温度进行控制。

10.根据权利要求1所述的一种利用中低温煤焦油制备煤系针状焦的生产方法，其特征在于，所述中低温煤焦油来自由煤炭炼焦工艺产生的中低温煤焦油副产品。