CN111849530B - 煤焦油深度处理加工系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤焦油深度处理工艺技术领域，尤其是煤焦油深度处理加工系统，包括一煤焦油加热净化装置，所述煤焦油加热净化装置的出料端通过输送管路与一软沥青制备装置的进料口相连，在所述软沥青制备装置与所述煤焦油加热净化装置之间设有一硬沥青制备装置，所述输送管路的中段呈螺旋状紧密缠绕在所述硬沥青制备装置的外侧壁上。本系统针对煤焦油进行深度的加工处理使其生成所需产物：硬沥青、软沥青以及其它副产物；整体工艺相对便捷，通过煤焦油自身作为热源实现在硬沥青生产过程中的自动加热，生产更加节能环保；降温后的煤焦油再利用作为生产软沥青的原料，整体工艺设计合理，高效；能够有效的保证两种不同类型的沥青的快速生产。

Description

煤焦油深度处理加工系统
技术领域
本发明涉及煤焦油深度处理工艺技术领域，尤其是煤焦油深度处理加工系统。
背景技术
煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体，简称焦油。煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油，在焦炭生产中得到的煤焦油属于高温煤焦；它是粗煤气冷却过程中冷凝、分离出来的焦炉煤气净化产品之一。
煤焦油是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物，并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃，还夹带有煤尘、焦尘和热解炭。刚回收的煤焦油还含有5％左右的溶有多种无机盐和其他杂质的水分。
由于有颗粒极细的热解炭的存在，水分往往和油形成稳定的乳化液。煤焦油的绝大多数组分熔点较高，但由于大量单体化合物互相溶解而形成低共溶混合物，使煤焦油在常温下仍呈液体状态。煤焦油的许多组分还组成大量多元共沸体系，给蒸馏分离造成很大困难。
煤焦油一般作为加工精制的原料以制取各种化工产品，也可直接利用，如作为工业型煤、型焦和煤质活性炭用的粘结剂的配料组分，还可用作燃料油、高炉喷吹燃料以及木材防腐油和烧炭黑的原料。
经过目前传统的方法得到的煤焦油通常含有较多的杂质，利用煤焦油衍生加工出副产物时需对煤焦油进行深度加工处理，目前煤焦油深度加工处理后可以提取的主要产品有：萘、酚及其同系物、沥青等物质，其中沥青属于用途较为广泛的深加工所得的产品，主要是焦油蒸馏残液，为多种多环高分子化合物的混合物，普遍用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。
但现有的煤焦油深度加工生产沥青的系统通常处理效果不好，对煤焦油生产的沥青的提纯以及后续的加工分离、分类均无法达到较高的要求，使得在利用煤焦油制造沥青产物时通常存在产率较低、质量较差的情况。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：煤焦油深度处理加工系统，包括一煤焦油加热净化装置，所述煤焦油加热净化装置的出料端通过输送管路与一软沥青制备装置的进料口相连，在所述软沥青制备装置与所述煤焦油加热净化装置之间设有一硬沥青制备装置，所述输送管路的中段呈螺旋状紧密缠绕在所述硬沥青制备装置的外侧壁上用于对其内部进行温度控制同时向其内部输送高温焦油；所述软沥青制备装置的输出端与软沥青收集装置相连，所述硬沥青制备装置的输出端与硬沥青收集装置相连。
优选地，所述煤焦油加热净化装置包括一环形加热炉，在所述环形加热炉的内腔为加热腔，所述加热腔内安装有加热热源，所述环形加热炉的环形腔内填充有煤焦油，在所述加热腔的顶部安装有一搅拌净化机构，所述搅拌净化机构用于实现对煤焦油的搅拌以及去除固体杂质。
优选地，所述搅拌净化机构包括一端盖，所述端盖用于实现对加热腔的密封，在所述端盖的顶部中心设置有绝热座，在所述绝热座的中心顶部固定安装有一搅拌电机，在所述搅拌电机的电机轴上安装有一旋转梁，在所述旋转梁的两端分别可拆卸地固连有一立杆，所述立杆的底部旋合安装有一用于过滤煤焦油内部杂质的过滤框体，所述过滤框体的表面设置有若干个滤孔。
优选地，所述软沥青制备装置包括二段蒸发器，所述二段蒸发器用于接收来自所述输送管路的煤焦油，所述二段蒸发器用于实现蒸馏生成软沥青，所述二段蒸发器蒸馏产生的油气通过管路进入馏分塔冷却后收集，所述所述二段蒸发器蒸馏产生的软沥青通过收集装置实现收集。
优选地，所述硬沥青制备装置采用减压直拔闪蒸工艺制备硬沥青，所述硬沥青制备装置包括减压蒸馏塔，所述减压蒸馏塔内的油气通过管路进入所述馏分塔冷却后收集，所述减压蒸馏塔产生的液态硬沥青通过排料管路向外部输出。
优选地，在所述减压蒸馏塔与所述二段蒸发器之间的输送管路的外围缠绕设置有冷却调温组件，所述冷却调温组件用于实现对当前位置处的所述输送管路内的煤焦油实现冷却调温。
优选地，所述冷却调温组件包括一螺旋冷却管，所述螺旋冷却管缠绕在当前位置处的所述输送管路的外侧壁上，所述螺旋冷却管的进口端与出口端均通过冷却水管与外部冷源相连形成循环回路，在所述冷却水管上设置有循环泵。
优选地，所述的环形腔内部、所述二段蒸发器内部、所述减压蒸馏塔内部均安装有温度传感器，各所述温度传感器均通过信号线与外部的温度显示面板相连。
优选地，在各管路上均安装有控制阀门。
本发明的有益效果体现在：本系统针对煤焦油进行深度的加工处理使其生成所需产物：硬沥青、软沥青以及其它副产物；整体工艺相对便捷，通过煤焦油自身作为热源实现在硬沥青生产过程中的自动加热，生产更加节能环保；降温后的煤焦油再利用作为生产软沥青的原料，整体工艺设计合理，高效；能够有效的保证两种不同类型的沥青的快速生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的局部放大结构示意图。
图中，1、煤焦油加热净化装置；101、环形加热炉；102、加热腔；103、加热热源；104、煤焦油；2、输送管路；3、软沥青制备装置；301、二段蒸发器；302、馏分塔；4、硬沥青制备装置；401、减压蒸馏塔；402、排料管路；5、搅拌净化机构；501、端盖；502、绝热座；503、搅拌电机；504、旋转梁；505、立杆；506、过滤框体；507、滤孔；6、冷却调温组件；601、螺旋冷却管；602、冷却水管；603、外部冷源；604、循环泵。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1-2中所示，煤焦油深度处理加工系统，包括一煤焦油加热净化装置1，所述煤焦油加热净化装置1的出料端通过输送管路2与一软沥青制备装置3的进料口相连，在所述软沥青制备装置3与所述煤焦油加热净化装置1之间设有一硬沥青制备装置4，所述输送管路2的中段呈螺旋状紧密缠绕在所述硬沥青制备装置4的外侧壁上用于对其内部进行温度控制同时向其内部输送高温焦油。
煤焦油加热净化装置1能够快速的实现对原料煤焦油104的加热，使其达到所需的高温温度，在加热的过程中不仅能够实现加热，同时还能保证加热的均匀性，同时保证对煤焦油104内部难容杂质的快速净化、滤出，保证后续利用煤焦油104生产制造的便捷性，有效的提高后续产物的纯度与产率。
本系统能够同时实现软沥青与硬沥青的同时生产，生产工艺相对简单，所得产品的性能较优；同时能够完成对产生油气、杂质的快速的收集。
优选地，所述煤焦油加热净化装置1包括一环形加热炉101，在所述环形加热炉101的内腔为加热腔102，所述加热腔102内安装有加热热源103，所述环形加热炉101的环形腔内填充有煤焦油104，在所述加热腔102的顶部安装有一搅拌净化机构5，所述搅拌净化机构5用于实现对煤焦油104的搅拌以及去除固体杂质。
在加热煤焦油104的过程中通过控制加热热源103的快速加热从而能实现将环形加热炉101的环形腔内填充的煤焦油104升温至制定的温度，在加热的过程中为了避免煤焦油104的粘接环形加热炉101的环形腔，可以通过控制搅拌净化机构5的搅拌电机503以适当的转速旋转，从而达到对煤焦油104液体实现均匀搅拌的作用。
优选地，所述搅拌净化机构5包括一端盖501，所述端盖501用于实现对加热腔102的密封，在所述端盖501的顶部中心设置有绝热座502，在所述绝热座502的中心顶部固定安装有一搅拌电机503，在所述搅拌电机503的电机轴上安装有一旋转梁504，在所述旋转梁504的两端分别可拆卸地固连有一立杆505，所述立杆505的底部旋合安装有一用于过滤煤焦油104内部杂质的过滤框体506，所述过滤框体506的表面设置有若干个滤孔507。
在搅拌电机503带动过滤框体506旋转的同时会带动过滤框体506将难容的杂质进行收捡至过滤框体506内部，每间隔一定的时间可以对过滤框体506进行拆卸下来去除内部的收集的杂质。
优选地，所述软沥青制备装置3包括二段蒸发器301，所述二段蒸发器301用于接收来自所述输送管路2的煤焦油104，所述二段蒸发器301用于实现蒸馏生成软沥青，所述二段蒸发器301蒸馏产生的油气通过管路进入馏分塔302冷却后收集，所述所述二段蒸发器301蒸馏产生的软沥青通过外部收集装置实现收集。
适当温度的焦油送入二段蒸发器301后，进行蒸馏，保持蒸馏温度220℃-300℃，蒸馏时间5-40分钟，生成软沥青，蒸馏过程中的油气经馏分塔302冷却后收集，软沥青送入收集器，制得软沥青。
优选地，所述硬沥青制备装置4采用减压直拔闪蒸工艺制备硬沥青，所述硬沥青制备装置4包括减压蒸馏塔401，所述减压蒸馏塔401内的油气通过管路进入所述馏分塔302冷却后收集，所述减压蒸馏塔401产生的液态硬沥青通过排料管路402向外部输出。
减压直拔闪蒸工艺中控制参数如下：
直拔减压压力：1.5kpa-7.5kpa，减压汽相温度：270-390℃，转换成常压温度：420-500℃，闪蒸时间为5-30分钟。
优选地，在所述减压蒸馏塔401与所述二段蒸发器301之间的输送管路2的外围缠绕设置有冷却调温组件6，所述冷却调温组件6用于实现对当前位置处的所述输送管路2内的煤焦油104实现冷却调温。
当输入至二段蒸发器301内的煤焦油104的温度较高时则需要控制调节其温度使变化，一是可以控制加热热源103实现缓降调节；二是可以配合循环泵604工作带动外部冷源603的冷却液实现快速冷却调节，两者配合是温度快速达到所需温度。
优选地，所述冷却调温组件6包括一螺旋冷却管601，所述螺旋冷却管601缠绕在当前位置处的所述输送管路2的外侧壁上，所述螺旋冷却管601的进口端与出口端均通过冷却水管602与外部冷源603相连形成循环回路，在所述冷却水管602上设置有循环泵604。
优选地，所述的环形腔内部、所述二段蒸发器301内部、所述减压蒸馏塔401内部均安装有温度传感器，各所述温度传感器均通过信号线与外部的温度显示面板相连。
优选地，在各管路上均安装有控制阀门。
煤焦油加热净化装置1能够快速的实现对原料煤焦油104的加热，使其达到所需的高温温度，在加热的过程中不仅能够实现加热，同时还能保证加热的均匀性，同时保证对煤焦油104内部难容杂质的快速净化、滤出，保证后续利用煤焦油104生产制造的便捷性，有效的提高后续产物的纯度与产率。
本系统能够同时实现软沥青与硬沥青的同时生产，生产工艺相对简单，所得产品的性能较优；同时能够完成对产生油气、杂质的快速的收集。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.煤焦油深度处理加工系统，其特征在于：包括一煤焦油加热净化装置，所述煤焦油加热净化装置的出料端通过输送管路与一软沥青制备装置的进料口相连，在所述软沥青制备装置与所述煤焦油加热净化装置之间设有一硬沥青制备装置，所述输送管路的中段呈螺旋状紧密缠绕在所述硬沥青制备装置的外侧壁上用于对其内部进行温度控制同时向其内部输送高温焦油；
所述煤焦油加热净化装置包括一环形加热炉，在所述环形加热炉的内腔为加热腔，所述加热腔内安装有加热热源，所述环形加热炉的环形腔内填充有煤焦油，在所述加热腔的顶部安装有一搅拌净化机构，所述搅拌净化机构用于实现对煤焦油的搅拌以及去除固体杂质；
所述搅拌净化机构包括一端盖，所述端盖用于实现对加热腔的密封，在所述端盖的顶部中心设置有绝热座，在所述绝热座的中心顶部固定安装有一搅拌电机，在所述搅拌电机的电机轴上安装有一旋转梁，在所述旋转梁的两端分别可拆卸地固连有一立杆，所述立杆的底部旋合安装有一用于过滤煤焦油内部杂质的过滤框体，所述过滤框体的表面设置有若干个滤孔。
2.根据权利要求1所述的煤焦油深度处理加工系统，其特征在于：所述软沥青制备装置包括二段蒸发器，所述二段蒸发器用于接收来自所述输送管路的煤焦油，所述二段蒸发器用于实现蒸馏生成软沥青，所述二段蒸发器蒸馏产生的油气通过管路进入馏分塔冷却后收集，所述二段蒸发器蒸馏产生的软沥青通过收集装置实现收集。
3.根据权利要求2所述的煤焦油深度处理加工系统，其特征在于：所述硬沥青制备装置采用减压直拔闪蒸工艺制备硬沥青，所述硬沥青制备装置包括减压蒸馏塔，所述减压蒸馏塔内的油气通过管路进入所述馏分塔冷却后收集，所述减压蒸馏塔产生的液态硬沥青通过排料管路向外部输出。
4.根据权利要求3所述的煤焦油深度处理加工系统，其特征在于：在所述减压蒸馏塔与所述二段蒸发器之间的输送管路的外围缠绕设置有冷却调温组件，所述冷却调温组件用于实现对当前位置处的所述输送管路内的煤焦油实现冷却调温。
5.根据权利要求4所述的煤焦油深度处理加工系统，其特征在于：所述冷却调温组件包括一螺旋冷却管，所述螺旋冷却管缠绕在当前位置处的所述输送管路的外侧壁上，所述螺旋冷却管的进口端与出口端均通过冷却水管与外部冷源相连形成循环回路，在所述冷却水管上设置有循环泵。
6.根据权利要求5所述的煤焦油深度处理加工系统，其特征在于：所述的环形腔内部、所述二段蒸发器内部、所述减压蒸馏塔内部均安装有温度传感器，各所述温度传感器均通过信号线与外部的温度显示面板相连。
7.根据权利要求6所述的煤焦油深度处理加工系统，其特征在于：在各管路上均安装有控制阀门。
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