CN109517613B - 一种煤系针状焦原料预处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤系针状焦制备技术领域，具体涉及一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：煤系针状焦原料、煤系溶剂和石油系溶剂共同搅拌，沉降，并分为重相和轻相，重相抽出并外送，轻相蒸馏，蒸馏后的气相一部分作为塔顶回流，另一部分作为循环溶剂返回混合罐，低喹啉不溶物沥青与供氢溶剂在加氢反应器内进行加氢反应，加氢后的物料送入精馏塔，一部分作为塔底回流，另一部分送入精馏塔底混合罐，部分脱氢溶剂气相由精馏塔顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐，一部分作为精馏塔顶回流，另一部分与氢气一起经加热炉加热后送入供氢溶剂加氢反应器，重新加氢后的供氢溶剂经过气液分离器分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂。

Description

一种煤系针状焦原料预处理工艺

技术领域

本发明属于煤系针状焦制备技术领域，具体涉及一种煤系针状焦原料预处理工艺。

背景技术

针状焦是一种具有低灰、低热膨胀、高导电、高各向异性等优点的优质碳材料，广泛应用于高功率/超高功率石墨电极、锂电池负极材料、特种石墨材料等诸多领域。根据原料不同，分为煤系针状焦和油系针状焦。目前煤系针状焦原料预处理方法有溶剂法、改质法、离心法等，这些方法不能够将原料中的硫、氮等杂原子有效脱除，直接影响针状焦产品的硫含量、氮含量、挥发分、热膨胀系数等关键指标，因此上述方法对原料中的硫氮含量有严格要求。但随着煤系针状焦原料需求量的增加，原料的来源和产地必然多样化，因此很难对原料的硫、氮等指标提出要求。目前的煤系针状焦原料预处理方法主要针对原料中的喹啉不溶物进行物理脱除，无法根本脱除原料中的硫、氮，另外煤系针状焦原料中多环芳烃含量高，中间相形成过程中体系粘度升高较快，在焦化过程中容易发生管道内结焦等问题，工艺流程难以精准控制和稳定运行。

公开号为CN103113910的专利公开了“一种煤系针状焦的原料预处理方法”，该方法包括下述步骤：1）将原料与稀释剂按照质量比1:1～1：10比例加入到搅拌釜中，搅拌均匀后，分离出溶剂不溶物；2）将分离出溶剂不溶物后的混合液送入加热加压过滤釜中；3）混合液经加热加压过滤釜中铺设的滤材层过滤；4）在惰性气体保护下，将加热加压过滤釜中混合液加热，对混合液进行热过滤；5）热过滤后的滤液，采用三足式离心机进行离心过滤；6）将离心液在经过常压蒸馏回收稀释剂，最终得到用于生产煤系针状焦的精制净化沥青原料。该工艺采用溶剂稀释、热过滤、离心分离等方法生产精制净化沥青，均为物理方法，虽然能够除去大部分喹啉不溶物，但很难获得更低喹啉不溶物的精制沥青，更为重要的是无法脱除原料中的硫、氮、氧等杂原子，这直接影响煤系针状焦的热膨胀系数、真密度等重要指标，因此该工艺对原料的有一定的要求，不能采用高硫高氮的原料，但由于煤系针状焦原料的产地和批次差别，这一要求在实际工业生产中是难以做到的。

公开号为CN 104232136的专利公开了“一种煤系针状焦的原料预处理方法”，该方法包括下述步骤：包括如下步骤：（1）将煤焦油沥青与游离碳或含游离碳的组分混合均匀，在320～360℃条件下加热反应后得到改质沥青；（2）将上述改质沥青与溶剂混合均匀得到混合液，采用物理分离的方法除去所述混合液中的不溶物；（3）将除去不溶物后得到的澄清液进行分离，分离出澄清液中的溶剂，得到低QI的重质馏分；（4）在加氢催化剂存在的条件下对所述重质馏分进行加氢处理，得到针状焦原料沥青。该工艺依次采用沥青改质、溶剂沉降分离、催化加氢等方法生产精制净化沥青，虽然能够除去喹啉不溶物和原料中的杂原子，但采用Ni-Mo催化加氢的方法处理精制沥青，难以避免催化剂粉末夹杂和金属离子迁移，这些都将影响煤系针状焦生产的关键步骤——中间相结构的形成，特别是催化剂金属离子在原料中的残留，将导致煤系针状焦产品重金属含量超标。另外，该方法对原料重质组分进行催化加氢，催化剂容易发生结焦失活，严重影响整个工艺的稳定运行，增加了生产成本。

上述现有技术存在物理方法无法脱除原料中杂原子，对原料要求高；或采用催化加氢处理沥青，无法解决催化剂粉末夹杂、重金属渗入原料，催化剂易结焦失活等问题。

发明内容

为解决煤系针状焦原料沥青在催化加氢过程中存在的悬浮床催化剂粉末难以分离、重金属渗入沥青、固定床催化剂表面易沉积沥青导致结焦失活等技术问题，本发明提供了一种煤系针状焦原料预处理工艺，特别是一种同时具有溶剂精制和加氢工序的煤系针状焦原料预处理工艺，实现了煤系针状焦原料沥青在无催化剂条件下加氢的长周期运行，并将供氢溶剂的脱氢和加氢两个过程耦合，建立供氧溶剂生产和循环系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：煤系针状焦原料与溶剂混合物按照一定比例共同加入混合罐内，溶剂混合物由煤系溶剂和石油系溶剂组成，煤系针状焦原料与溶剂混合物的质量比为1:1-1:2，煤系溶剂与石油系溶剂的质量比为1:1-2:1，在90℃-150℃的温度范围内搅拌混合0.5h-3h，将混合后物料送入沉降槽后静置沉降3h-16h；

步骤二：混合物料在沉降槽内分为重相和轻相，轻相置于沉降槽的上部，重相置于沉降槽的底部，重相由沉降槽底部抽出外送，轻相由沉降槽上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A升温到100℃-180℃，升温后的物料送入真空度为80%-95%的真空蒸馏塔中部，90℃-160℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐；

步骤四：95℃-175℃的低喹啉不溶物沥青，由真空蒸馏塔底送入精馏塔底混合罐内，低喹啉不溶物沥青在精馏塔底混合罐内与供氢溶剂共同经加热炉B升温到390℃-440℃，并送入沥青加氢反应器底部，在380℃-435℃的沥青加氢反应器内进行加氢反应，供氧溶剂与低喹啉不溶物沥青的质量比例为1:1-2:1；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器顶部输出后送入精馏塔，一部分位于馏塔底380℃-420℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送入焦化工序；

步骤六：185℃-260℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐，一部分供氢溶剂作为精馏塔顶回流，另一部分供氢溶剂与氢气一起经加热炉C升温到280℃-360℃后送入供氢溶剂加氢反应器原料入口，在280℃-360℃、3Mpa-10Mpa、空速0.5h^-1-2h^-1、催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器底部输出，经气液分离器分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐，在此与低喹啉不溶物沥青混合。

其中，供氢溶剂为十氢萘、四氢萘、催化裂化油浆、液体石蜡、石油渣油的一种或几种的混合物。

其中，煤系针状焦原料为煤沥青，或为煤焦油，或为改质沥青。

其中，低喹啉不溶物沥青为喹啉不溶物含量低于0.1%的精制煤沥青。

其中，煤系溶剂为甲苯、苯、喹啉、四氢呋喃的一种或几种的混合物。

其中，石油系溶剂为汽油、柴油、石脑油、环己烷的一种或几种的混合物。

其中供氢溶剂的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，生产供氢溶剂的原料由原料罐输入供氢溶剂加氢反应器，在250℃-360℃、5Mpa-10Mpa、空速0.2h^-1-0.5h^-1、催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器底部输出，经气液分离器分为气相循环氢气和液相供氢溶剂，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，供氢溶剂送入供氢溶剂储罐。

附图说明

图1为本发明用于制备煤系针状焦的原料预处理工艺流程图。

图2为氢化精制沥青指标图。

图3为针状焦产品指标图。

图中，1为混合罐，2为沉降槽，3为加热炉A，4为真空蒸馏塔，5为真空蒸馏塔顶罐，6为沥青加氢反应器，7为精馏塔底混合罐，8为加热炉B，9为精馏塔，10为精馏塔顶罐，11为加热炉C，12为供氢溶剂加氢反应器，13为气液分离器，14为原料罐，15为供氢溶剂储罐。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：煤沥青、苯和柴油按照1:1:1的比例共同加入混合罐1内，在120℃的温度范围内搅拌混合2h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降10h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到180℃，升温后的物料送入真空度为88%的真空蒸馏塔4中部，135℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四：170℃的低喹啉不溶物含量为0.05%的精制沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物沥青在精馏塔底混合罐7内与供氢溶剂四氢萘和十氢萘的混合物按1:1.5的比例共同经加热炉B8升温到410℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在405℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底395℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送入焦化工序，氢化精制沥青指标见图2；

步骤六：195℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分供氢溶剂作为精馏塔9顶回流，另一部分供氢溶剂与氢气一起经加热炉C11升温到280℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在280℃、3Mpa、空速2h^-1、催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物沥青混合。

其中。供氢溶剂的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，工业萘和萘油以1:3的比例由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在250℃、5Mpa、空速0.5h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相供氢溶剂，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，供氢溶剂送入供氢溶剂储罐15。

应用该实施例生产的氢化精制沥青指标见图2，经过焦化和煅烧后的针状焦产品质量见图3。

实施例二

一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：煤沥青、甲苯和柴油按照1:1:0.8的比例共同加入混合罐1内，在120℃的温度范围内搅拌混合0.5h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降8h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到160℃，升温后的物料送入真空度为85%的真空蒸馏塔4中部，115℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四：158℃的低喹啉不溶物含量为0.03%的精制煤沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物沥青在精馏塔底混合罐7内与供氢溶剂按1:2的比例共同经加热炉B8升温到425℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在420℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底410℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送入焦化工序；

步骤六： 260℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分供氢溶剂作为精馏塔9顶回流，另一部分供氢溶剂与氢气一起经加热炉C11升温到360℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在360℃、10Mpa、空速0.5h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物沥青混合。

其中供氢溶剂的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，萘和液体石蜡以2:1的比例由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在360℃、10Mpa、空速0.5h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气、液相供氢溶剂，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，供氢溶剂送入供氢溶剂储罐15。

应用该实施例生产的氢化精制沥青指标见图2，经过焦化和煅烧后的针状焦产品质量见图3。

实施例三

一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：改质沥青、四氢呋喃和环己烷按照1:1.5:0.8的比例共同加入混合罐1内，在150℃的温度范围内搅拌混合3h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降16h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到110℃，升温后的物料送入真空度为80%的真空蒸馏塔4中部，100℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四：110℃的低喹啉不溶物含量为0.08%的精制煤沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物沥青在精馏塔底混合罐7内与供氢溶剂按1:1的比例共同经加热炉B8升温到440℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在435℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底420℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送入焦化工序；

步骤六：245℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分供氢溶剂作为精馏塔9顶回流，另一部分供氢溶剂与氢气一起经加热炉C11升温到340℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在335℃、6Mpa、空速0.5h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物沥青混合。

其中供氢溶剂的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，催化裂化油浆和石油渣油以1:2的比例由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在335℃、6Mpa、空速0.2h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气、液相供氢溶剂，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，供氢溶剂送入供氢溶剂储罐15。

应用该实施例生产的氢化精制沥青指标见图2，经过焦化和煅烧后的针状焦产品质量见图3。

实施例四

一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：软化点为38℃的软煤沥青、喹啉和汽油按照1:0.5:1的比例共同加入混合罐1内，在100℃的温度范围内搅拌混合1h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降12h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到165℃，升温后的物料送入真空度为80%的真空蒸馏塔4中部，160℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四：110℃的低喹啉不溶物含量为0.01%的精制煤沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物沥青在精馏塔底混合罐7内与供氢溶剂按1:1.6的比例共同经加热炉B8升温到410℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在405℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底384℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送入焦化工序；

步骤六：230℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分供氢溶剂作为精馏塔9顶回流，另一部分供氢溶剂与氢气一起经加热炉C11升温到360℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在355℃、5Mpa、空速0.8h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物沥青混合。

其中供氢溶剂的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，生产供氢溶剂的原料由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在360℃、10Mpa、空速0.2h^-1、分子筛裂化催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相催化裂化油浆，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，供氢溶剂催化裂化油浆送入供氢溶剂储罐15。

应用该实施例生产的氢化精制沥青指标见图2，经过焦化和煅烧后的针状焦产品质量见图3。

实施例五

一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：煤焦油、甲苯、苯、喹啉和汽油按照1:0.3:0.1:0.1:0.5共同加入混合罐1内，在100℃的温度范围内搅拌混合0.5h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降5h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到160℃，升温后的物料送入真空度为80%的真空蒸馏塔4中部，135℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四：155℃的低喹啉不溶物沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物为0.01%的精制煤沥青在精馏塔底混合罐7内与供氢溶剂按1:1.5的比例共同经加热炉B8升温到410℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在405℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底405℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送送焦化工序，具体指标见图2；

步骤六：195℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分供氢溶剂作为精馏塔9顶回流，另一部分供氢溶剂与氢气一起经加热炉C11升温到325℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在320℃、5Mpa、空速1.2h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物混合。

其中供氢溶剂的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，生产供氢溶剂的原料由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在320℃、5Mpa、空速0.3h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相四氢萘，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，供氢溶剂四氢萘送入供氢溶剂储罐15。

应用该实施例生产的氢化精制沥青指标见图2，经过焦化和煅烧后的针状焦产品质量见图3。

实施例六

一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：软煤沥青和苯、环己烷按照1:0.5:1的比例共同加入混合罐1内，在90℃的温度范围内搅拌混合3h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降16h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到100℃，升温后的物料送入真空度为95%的真空蒸馏塔4中部，160℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四： 175℃的低喹啉不溶物沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物为0.05%的精制煤沥青在精馏塔底混合罐7内与环己烷按1:2的比例共同经加热炉B8升温到440℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在380℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底420℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送焦化工序；

步骤六：260℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分作为精馏塔9顶回流，另一部分与氢气一起经加热炉C11升温到360℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在360℃、3Mpa、空速1.8h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物混合。

其中供氢溶剂环己烷的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，生产环己烷的原料苯由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在360℃、10Mpa、空速0.2h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相环己烷，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，液相环己烷送入供氢溶剂储罐15。

实施例七

一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：改质沥青、甲苯和柴油按照1:0.5:1的比例共同加入混合罐1内，在150℃的温度范围内搅拌混合0.5h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降3h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到180℃，升温后的物料送入真空度为80%的真空蒸馏塔4中部，90℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四： 95℃的低喹啉不溶物沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物为0.06%的精制煤沥青在精馏塔底混合罐7内与石脑油按1:1.8的比例共同经加热炉B8升温到390℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在435℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底380℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送焦化工序；

步骤六：185℃的部分脱氢的石脑油气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分石脑油作为精馏塔9顶回流，另一部分石脑油与氢气一起经加热炉C11升温到280℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在280℃、10Mpa、空速1h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，部分脱氢的石脑油发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的石脑油由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物混合。

其中供氢溶剂石脑油的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，生产原料由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在360℃、10Mpa、空速0.2h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相供氢溶剂，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，液相供氢溶剂石脑油送入供氢溶剂储罐15。

实施例八

一种煤系针状焦原料预处理工艺，具体步骤如下：

步骤一：煤沥青、喹啉和柴油按照1:0.5:1的比例共同加入混合罐1内，在120℃的温度范围内搅拌混合1.5h，将混合后物料送入沉降槽2后静置沉降10h；

步骤二：混合物料在沉降槽2内分为重相和轻相，重相由沉降槽2底部抽出外送，轻相由沉降槽2上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A3升温到150℃，升温后的物料送入真空度为90%的真空蒸馏塔4中部，120℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐5内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐1；

步骤四：150℃的低喹啉不溶物沥青，由真空蒸馏塔4底送入精馏塔底混合罐7内，低喹啉不溶物沥青在精馏塔底混合罐7内与液体石蜡按1:2的比例共同经加热炉B8升温到415℃，并送入沥青加氢反应器6底部，在410℃的沥青加氢反应器6内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器6顶部输出后送入精馏塔9，一部分位于精馏塔9底400℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送入焦化工序；

步骤六：230℃的部分脱氢的液体石蜡气相由精馏塔9顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐10，一部分汽油作为精馏塔9顶回流，另一部分汽油与氢气一起经加热炉C11升温到320℃后送入供氢溶剂加氢反应器12原料入口，在320℃、8Mpa、空速1.5h^-1、催化剂存在的条件下，部分脱氢的汽油发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的液体石蜡由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器12，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐7，在此与低喹啉不溶物沥青混合。

其中供氢溶剂的生产方法为：关闭三通Ⅰ的A口，打开三通Ⅰ的B口和C口，生产供氢溶剂的原料由原料罐14输入供氢溶剂加氢反应器12，在320℃、8Mpa、空速0.3h^-1、NiMo催化剂存在的条件下，发生加氢反应，反应后物料由供氢溶剂加氢反应器12底部输出，经气液分离器13分为气相循环氢气和液相液体石蜡，循环氢气外送，经循环氢压缩机加压后重新进入供氢溶剂加氢反应器12，关闭三通Ⅱ的A口，打开三通Ⅱ的B口和C口，供氢溶剂液体石蜡送入供氢溶剂储罐15。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (5)

1.一种煤系针状焦原料预处理工艺，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一：煤系针状焦原料、煤系溶剂和石油系溶剂共同加入混合罐内，在90℃-150℃的温度范围内搅拌混合0.5h-3h，将混合后物料送入沉降槽后静置沉降3h-16h；

步骤二：混合物料在沉降槽内分为重相和轻相，重相由沉降槽底部抽出外送，轻相由沉降槽上部抽出；

步骤三：轻相经过加热炉A升温到100℃-180℃，升温后的物料送入真空度为80%-95%的真空蒸馏塔中部，90℃-160℃的塔顶气相经冷凝器冷却后流入真空蒸馏塔顶罐内，一部分作为塔顶回流，一部分作为循环溶剂返回混合罐；

步骤四：95℃-175℃的低喹啉不溶物沥青，由真空蒸馏塔底送入精馏塔底混合罐内，低喹啉不溶物沥青在精馏塔底混合罐内与供氢溶剂共同经加热炉B升温到390℃-440℃，并送入沥青加氢反应器底部，在380℃-435℃的沥青加氢反应器内进行加氢反应；

步骤五：加氢反应后的物料由沥青加氢反应器顶部输出后送入精馏塔，一部分位于精馏塔底380℃-420℃的氢化沥青作为塔底回流，另一部分氢化沥青作为氢化精制沥青送焦化工序；

步骤六：185℃-260℃的部分脱氢的供氢溶剂气相由精馏塔顶经冷凝器冷却后流入精馏塔顶罐，一部分供氢溶剂作为精馏塔顶回流，另一部分供氢溶剂与氢气一起经加热炉C升温到280℃-360℃后送入供氢溶剂加氢反应器原料入口，在280℃-360℃、3Mpa-10Mpa、空速0.5h^-1-2h^-1、催化剂存在的条件下，部分脱氢的供氢溶剂发生加氢反应；

步骤七：重新加氢后的供氢溶剂由供氢溶剂加氢反应器底部输出，经气液分离器分为气相循环氢气和液相循环供氢溶剂，气相循环氢气外送并经循环氢压缩机加压后重新送入供氢溶剂加氢反应器，液相循环供氢溶剂送入精馏塔底混合罐，在此与低喹啉不溶物沥青混合；

所述供氢溶剂为十氢萘、四氢萘、催化裂化油浆、液体石蜡、石油渣油的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的一种煤系针状焦原料预处理工艺，其特征在于，所述煤系针状焦原料为煤沥青，或为煤焦油，或为改质沥青。

3.根据权利要求2所述的一种煤系针状焦原料预处理工艺，其特征在于，所述低喹啉不溶物沥青为喹啉不溶物含量低于0.1%的精制煤沥青。

4.根据权利要求3所述的一种煤系针状焦原料预处理工艺，其特征在于，所述煤系溶剂为甲苯、苯、喹啉、四氢呋喃的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求4所述的一种煤系针状焦原料预处理工艺，其特征在于，所述石油系溶剂为汽油、柴油、石脑油、环己烷的一种或几种的混合物。

Images