CN112745870A - 一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统及工艺，所述系统包括由1#反应釜、2#反应釜、1#管式炉、2#管式炉组成的双炉双釜改质沥青生产系统；还包括设于2#反应釜的二次改质沥青出口管道上的改质釜，并且所述1#反应釜、2#反应釜、改质釜均为卧式反应釜。本发明通过在卧式反应釜内设置折流板，实现物料的有序进出，并保证所有物料都能够有相同且足够的停留时间；可以替代常规采用立式反应釜的生产系统，特别是在反应釜满流出料部分，可以简化设备配置。

Description

一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统及工艺

技术领域

本发明涉及改质沥青生产技术领域，尤其涉及一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统及工艺。

背景技术

煤焦油加工过程中一般产生50％～60％的沥青，属于焦油加工的大宗产品，加工规模越大，沥青产量越多。改质沥青是沥青的主要下游产品，主要用于电解铝行业生产预焙阳极，制备电池棒或电极粘结剂。

目前，国内改质沥青的生产工艺大多采用热缩聚法，热缩聚法按加热方式可分为釜式加热法和管式炉加热法。

釜式加热法的改质沥青生产工艺是：以中温沥青为原料，由加热炉直接加热反应釜的外表面，反应釜内通过控制一定的反应停留时间及适当的反应温度，达到沥青改质的目的。由于加热面为反应釜外表面，为了达到良好的传质传热效果，反应釜内需设置搅拌器，因此使反应釜的容积受到限制，生产能力有限。

管式炉加热法的改质沥青生产工艺(双炉双釜工艺)是：以中温沥青为原料，在管式加热炉内进行沥青加热，然后在反应釜内进行改质反应；反应分两步进行，反应后经汽提塔或改质釜延长反应时间，得到改质沥青产品。该工艺的优点是采用两步反应，可有效控制α-组分和β-组分生成量，产品质量可控。单炉单釜汽提闪蒸工艺也是以中温沥青为原料，在管式加热炉内进行沥青加热，然后在反应釜内进行反应，一步完成反应，反应后经汽提塔或改质釜延长反应时间，得到改质沥青产品，只是产品质量控制没有双炉双釜工艺灵活。

管式炉加热法的改质沥青生产工艺，由于设计能力大，反应控制灵活，已经成为改质沥青生产工艺的主流，目前的改质沥青反应釜基本上全部采用的是立式反应釜，顶部进料、下部出料，可以实现物料的有序进出，保证所有沥青原料都能够有相同且足够的停留时间。而卧式改质反应釜如果能够实现物料的有序进出，并能保证所有沥青原料都能够有相同且足够的停留时间，也是可以采用的，甚至能够简化工艺，达到更好的效果。

发明内容

本发明提供了一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统及工艺，1#反应釜、2#反应釜和改质釜均采用卧式反应釜，通过在卧式反应釜内设置折流板，实现物料的有序进出，并保证所有物料都能够有相同且足够的停留时间；可以替代常规采用立式反应釜的生产系统，特别是在反应釜满流出料部分，可以简化设备配置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，包括由1#反应釜、2#反应釜、1#管式炉、2#管式炉组成的双炉双釜改质沥青生产系统；还包括设于2#反应釜的二次改质沥青出口管道上的改质釜，并且所述1#反应釜、2#反应釜、改质釜均为卧式反应釜。

所述卧式反应釜中沿沥青流动方向设有多个折流板。

所述折流板由交替且间隔设置的上折流板、下折流板组成，上折流板的顶部与卧式反应釜的顶壁固定连接，上折流板的底部与卧式反应釜的底壁之间形成下部沥青流动通道；下折流板的底部与卧式釜的底壁固定连接，下折流板的顶部与卧式反应釜的顶壁之间形成上部沥青流动通道。

一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，具体为：

所述1#反应釜的顶部一端设原料沥青入口，1#反应釜的另一端设一次改质沥青出口，1#反应釜另一端的底部设循环沥青出口；1#反应釜的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；1#反应釜的循环沥青出口通过1#循环沥青管道连接原料沥青入口，1#循环沥青管道上设1#改质沥青循环泵、1#管式炉及中温沥青入口；1#反应釜的一次改质沥青出口连接一次改质沥青输送管道；

所述2#反应釜的顶部一端设一次改质沥青入口，2#反应釜的另一端设二次改质沥青出口，2#反应釜另一端的底部设循环沥青出口；2#反应釜的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；2#反应釜的循环沥青出口通过2#循环沥青管道连接一次改质沥青入口，2#循环沥青管道上设2#改质沥青循环泵、2#管式炉及一次改质沥青接入口，一次改质沥青接入口与一次改质沥青输送管道相连；2#反应釜的二次改质沥青出口连接二次改质沥青输送管道；

所述改质釜的顶部一端设二次改质沥青入口，改质釜的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；改质釜另一端的底部设改质沥青出口，通过改质沥青输送管道连接外部的降膜冷却器，改质沥青输送管道上设改质沥青输出泵。

所述原料沥青入口、一次改质沥青入口及二次改质沥青入口分别设入口管，入口管向下插入到对应1#反应釜、2#反应釜、改质釜的底部。

所述一次改质沥青出口处沿高向设至少2个沥青满流管，2个沥青满流管上分别设1#满流阀；所述二次改质沥青出口处沿高向设至少2个沥青满流管，2个沥青满流管上分别设2#满流阀；

所述改质釜的一端设液位记录调节仪表，所述改质沥青输送管道上设液位调节阀，液位记录调节仪表与液位调节阀联锁控制。

所述1#反应釜、2#反应釜及改质釜的设置高度依次递减。

一种采用卧式反应釜的改质沥青生产工艺，包括：

1)原料中温沥青与1#管式炉的出口沥青混合，一同进入1#反应釜进行一次改质反应；1#反应釜内温度控制在360～400℃，沥青以发生β-改质反应为主；反应裂解产生的闪蒸油气经1#反应釜顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的闪蒸油气冷凝冷却器；沥青在1#反应釜一端的底部进入，经多个折流板折流后到达另一端，完成一次改质过程；大部分的一次改质沥青经1#改质沥青循环泵从1#反应釜底部抽出，送去1#管式炉加热，然后与原料中温沥青混合后循环回到1#反应釜；小部分的一次改质沥青经满流管流出，自流去2#反应釜，根据处理原料沥青的量通过1#满流阀选择对应高度的满流管；

2)2#反应釜内的温度控制在380～420℃，在2#反应釜内同时进行α-改质反应和β-改质反应；一次改质沥青与2#反应釜的循环沥青一起，通过2#改质沥青循环泵，经2#管式炉加热后进入2#反应釜进行二次改质反应；反应裂解产生的闪蒸油气经2#反应釜顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的冷凝冷却器；沥青在2#反应釜一端的底部进入，经多个折流板折流后到达另一端，完成二次改质过程；大部分的二次改质沥青经2#改质沥青循环泵从底部抽出，与1#反应釜满流送出的一次改质沥青一起送去2#管式炉加热，然后循环回2#反应釜进行二次改质反应；小部分的二次改质沥青经满流管流出，自流去改质釜，根据处理的沥青量通过2#满流阀选择对应高度的满流管；

3)在改质釜内，利用沥青余热，通过延长二次改质沥青的停留时间继续进行改质反应，反应裂解产生的闪蒸油气经改质釜顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的冷凝冷却器；二次改质沥青在改质釜一端的底部进入，经多个折流板折流后到达另一端，通过液位记录调节仪表与液位调节阀联锁控制，保持改质釜的液位恒定，实现改质沥青的出料量与进料量相同，改质沥青经改质沥青输出泵送到外部的降膜冷却器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用卧式反应釜后，1#反应釜、2#反应釜及改质釜的设置高度依次递减，各反应釜满流出料配置更加方便、合理；

2)相对于立式反应釜，卧式反应釜的液位高度大大降低，可以采用普通的浮球液位计测量液位，更加节省成本。

附图说明

图1是本发明所述一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统的结构示意图。

图中：1. 1#反应釜 2. 2#反应釜 3.改质釜 4. 1#管式炉 5. 2#管式炉 6. 1#改质沥青循环泵 7. 2#改质沥青循环泵 8.改质沥青输出泵 9. 1#满流阀 10. 2#满流阀11.折流板 12.液位调节阀 13.入口管 LRC01.液位记录调节仪表

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，包括由1#反应釜1、2#反应釜2、1#管式炉4、2#管式炉5组成的双炉双釜改质沥青生产系统；还包括设于2#反应釜2的二次改质沥青出口管道上的改质釜3，并且所述1#反应釜1、2#反应釜2、改质釜3均为卧式反应釜。

所述卧式反应釜中沿沥青流动方向设有多个折流板11。

所述折流板11由交替且间隔设置的上折流板、下折流板组成，上折流板的顶部与卧式反应釜的顶壁固定连接，上折流板的底部与卧式反应釜的底壁之间形成下部沥青流动通道；下折流板的底部与卧式釜的底壁固定连接，下折流板的顶部与卧式反应釜的顶壁之间形成上部沥青流动通道。

一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，具体为：

所述1#反应釜1的顶部一端设原料沥青入口，1#反应釜的另一端设一次改质沥青出口，1#反应釜1另一端的底部设循环沥青出口；1#反应釜1的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；1#反应釜1的循环沥青出口通过1#循环沥青管道连接原料沥青入口，1#循环沥青管道上设1#改质沥青循环泵6、1#管式炉4及中温沥青入口；1#反应釜1的一次改质沥青出口连接一次改质沥青输送管道；

所述2#反应釜2的顶部一端设一次改质沥青入口，2#反应釜2的另一端设二次改质沥青出口，2#反应釜2另一端的底部设循环沥青出口；2#反应釜2的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；2#反应釜2的循环沥青出口通过2#循环沥青管道连接一次改质沥青入口，2#循环沥青管道上设2#改质沥青循环泵7、2#管式炉5及一次改质沥青接入口，一次改质沥青接入口与一次改质沥青输送管道相连；2#反应釜2的二次改质沥青出口连接二次改质沥青输送管道；

所述改质釜3的顶部一端设二次改质沥青入口，改质釜3的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；改质釜3另一端的底部设改质沥青出口，通过改质沥青输送管道连接外部的降膜冷却器，改质沥青输送管道上设改质沥青输出泵8。

所述原料沥青入口、一次改质沥青入口及二次改质沥青入口分别设入口管13，入口管13向下插入到对应1#反应釜1、2#反应釜2、改质釜3的底部。

所述一次改质沥青出口处沿高向设至少2个沥青满流管，2个沥青满流管上分别设1#满流阀9；所述二次改质沥青出口处沿高向设至少2个沥青满流管，2个沥青满流管上分别设2#满流阀10；

所述改质釜3的一端设液位记录调节仪表LRC01，所述改质沥青输送管道上设液位调节阀12，液位记录调节仪表LRC01与液位调节阀12联锁控制。

所述1#反应釜1、2#反应釜2及改质釜3的设置高度依次递减。

一种采用卧式反应釜的改质沥青生产工艺，包括：

1)原料中温沥青与1#管式炉4的出口沥青混合，一同进入1#反应釜1进行一次改质反应；1#反应釜1内温度控制在360～400℃，沥青以发生β-改质反应为主；反应裂解产生的闪蒸油气经1#反应釜1顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的闪蒸油气冷凝冷却器；沥青在1#反应釜1一端的底部进入，经多个折流板11折流后到达另一端，完成一次改质过程；大部分的一次改质沥青经1#改质沥青循环泵6从1#反应釜1底部抽出，送去1#管式炉4加热，然后与原料中温沥青混合后循环回到1#反应釜1；小部分的一次改质沥青经满流管流出，自流去2#反应釜2，根据处理原料沥青的量通过1#满流阀9选择对应高度的满流管；

2)2#反应釜2内的温度控制在380～420℃，在2#反应釜2内同时进行α-改质反应和β-改质反应；一次改质沥青与2#反应釜2的循环沥青一起，通过2#改质沥青循环泵7，经2#管式炉5加热后进入2#反应釜2进行二次改质反应；反应裂解产生的闪蒸油气经2#反应釜顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的冷凝冷却器；沥青在2#反应釜2一端的底部进入，经多个折流板11折流后到达另一端，完成二次改质过程；大部分的二次改质沥青经2#改质沥青循环泵7从底部抽出，与1#反应釜1满流送出的一次改质沥青一起送去2#管式炉5加热，然后循环回2#反应釜2进行二次改质反应；小部分的二次改质沥青经满流管流出，自流去改质釜3，根据处理的沥青量通过2#满流阀10选择对应高度的满流管；

3)在改质釜3内，利用沥青余热，通过延长二次改质沥青的停留时间继续进行改质反应，反应裂解产生的闪蒸油气经改质釜3顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的冷凝冷却器；二次改质沥青在改质釜3一端的底部进入，经多个折流板11折流后到达另一端，通过液位记录调节仪表LRC01与液位调节阀12联锁控制，保持改质釜3的液位恒定，实现改质沥青的出料量与进料量相同，改质沥青经改质沥青输出泵8送到外部的降膜冷却器。

本发明所述一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统中，1#反应釜、2#反应釜及改质釜均采用卧式反应釜，在卧式反应釜内增设多个折流板，包括交替设置的多个上折流板和多个下折流板，把反应釜沿长向分成几个部分；上折流板隔离的两部分之间通过下部沥青流动通道连通，下折流板隔离的两部分之间通过上部沥青流动通道连通；进料在卧式反应釜一端的底部(由入口管实现)进入，经下折流板的上部沥青流动通道满流到另一侧，再经过上折流板的下部沥青流动通道流到另一侧；经过几次这样的过程，能够实现物料的有序进出，即先进先出、后进后出，并能保证所有沥青原料都能够有相同且足够的停留时间。

本发明中，1#反应釜的一次改质沥青用于打循环的量为满流出料量的8倍左右，2#反应釜的二次改质沥青用于打循环的量为满流出料量的8倍左右，用于循环的一次改质沥青、二次改质沥青也是从与进料相对的另一端底部出料，满足停留时间的同时保证循环加热流量的稳定。通过液位调节阀与液位记录调节仪表控制改质釜内的液位恒定，使改质釜的出料量相当于二次改质沥青的进料量。

1#反应釜1设置在2层框架上，2#反应釜1设置在1层框架上，改质釜3设置在地面上，这样配置设备可以满足反应釜满流出料高度差的工艺要求。

1#反应釜、2#反应釜均采用满流出料的方式，根据事先设计需要的停留时间，设置多个满流口，通过满流高度来确定一次改质沥青或二次改质沥青的反应停留时间，无需液位调节仪表或重量调节仪表，解决了由于沥青特性使液位测量困难和重量测量不准导致的沥青流出量不稳定的问题，使得反应釜的操作能够顺畅、无障碍的进行。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，包括由1#反应釜、2#反应釜、1#管式炉、2#管式炉组成的双炉双釜改质沥青生产系统；其特征在于，还包括设于2#反应釜的二次改质沥青出口管道上的改质釜，并且所述1#反应釜、2#反应釜、改质釜均为卧式反应釜。

2.根据权利要求1所述的一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，其特征在于，所述卧式反应釜中沿沥青流动方向设有多个折流板。

3.根据权利要求2所述的一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，其特征在于，所述折流板由交替且间隔设置的上折流板、下折流板组成，上折流板的顶部与卧式反应釜的顶壁固定连接，上折流板的底部与卧式反应釜的底壁之间形成下部沥青流动通道；下折流板的底部与卧式釜的底壁固定连接，下折流板的顶部与卧式反应釜的顶壁之间形成上部沥青流动通道。

4.根据权利要求1所述的一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，其特征在于，具体为：

所述1#反应釜的顶部一端设原料沥青入口，1#反应釜的另一端设一次改质沥青出口，1#反应釜另一端的底部设循环沥青出口；1#反应釜的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；1#反应釜的循环沥青出口通过1#循环沥青管道连接原料沥青入口，1#循环沥青管道上设1#改质沥青循环泵、1#管式炉及中温沥青入口；1#反应釜的一次改质沥青出口连接一次改质沥青输送管道；

所述2#反应釜的顶部一端设一次改质沥青入口，2#反应釜的另一端设二次改质沥青出口，2#反应釜另一端的底部设循环沥青出口；2#反应釜的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；2#反应釜的循环沥青出口通过2#循环沥青管道连接一次改质沥青入口，2#循环沥青管道上设2#改质沥青循环泵、2#管式炉及一次改质沥青接入口，一次改质沥青接入口与一次改质沥青输送管道相连；2#反应釜的二次改质沥青出口连接二次改质沥青输送管道；

所述改质釜的顶部一端设二次改质沥青入口，改质釜的顶部沿沥青流动方向设多个闪蒸油气出口，通过闪蒸油气管道连接外部的闪蒸油气冷凝冷却器；改质釜另一端的底部设改质沥青出口，通过改质沥青输送管道连接外部的降膜冷却器，改质沥青输送管道上设改质沥青输出泵。

5.根据权利要求4所述的一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，其特征在于，所述原料沥青入口、一次改质沥青入口及二次改质沥青入口分别设入口管，入口管向下插入到对应1#反应釜、2#反应釜、改质釜的底部。

6.根据权利要求4所述的一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，其特征在于，所述一次改质沥青出口处沿高向设至少2个沥青满流管，2个沥青满流管上分别设1#满流阀；所述二次改质沥青出口处沿高向设至少2个沥青满流管，2个沥青满流管上分别设2#满流阀。

7.根据权利要求4所述的一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，其特征在于，所述改质釜的一端设液位记录调节仪表，所述改质沥青输送管道上设液位调节阀，液位记录调节仪表与液位调节阀联锁控制。

8.根据权利要求4所述的一种采用卧式反应釜的改质沥青生产系统，其特征在于，所述1#反应釜、2#反应釜及改质釜的设置高度依次递减。

9.基于权利要求1～8任意一种所述系统的采用卧式反应釜的改质沥青生产工艺，其特征在于，包括：

1)原料中温沥青与1#管式炉的出口沥青混合，一同进入1#反应釜进行一次改质反应；1#反应釜内温度控制在360～400℃，沥青以发生β-改质反应为主；反应裂解产生的闪蒸油气经1#反应釜顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的闪蒸油气冷凝冷却器；沥青在1#反应釜一端的底部进入，经多个折流板折流后到达另一端，完成一次改质过程；大部分的一次改质沥青经1#改质沥青循环泵从1#反应釜底部抽出，送去1#管式炉加热，然后与原料中温沥青混合后循环回到1#反应釜；小部分的一次改质沥青经满流管流出，自流去2#反应釜，根据处理原料沥青的量通过1#满流阀选择对应高度的满流管；

2)2#反应釜内的温度控制在380～420℃，在2#反应釜内同时进行α-改质反应和β-改质反应；一次改质沥青与2#反应釜的循环沥青一起，通过2#改质沥青循环泵，经2#管式炉加热后进入2#反应釜进行二次改质反应；反应裂解产生的闪蒸油气经2#反应釜顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的冷凝冷却器；沥青在2#反应釜一端的底部进入，经多个折流板折流后到达另一端，完成二次改质过程；大部分的二次改质沥青经2#改质沥青循环泵从底部抽出，与1#反应釜满流送出的一次改质沥青一起送去2#管式炉加热，然后循环回2#反应釜进行二次改质反应；小部分的二次改质沥青经满流管流出，自流去改质釜，根据处理的沥青量通过2#满流阀选择对应高度的满流管；

3)在改质釜内，利用沥青余热，通过延长二次改质沥青的停留时间继续进行改质反应，反应裂解产生的闪蒸油气经改质釜顶部的多个闪蒸油气出口排到外部的冷凝冷却器；二次改质沥青在改质釜一端的底部进入，经多个折流板折流后到达另一端，通过液位记录调节仪表与液位调节阀联锁控制，保持改质釜的液位恒定，实现改质沥青的出料量与进料量相同，改质沥青经改质沥青输出泵送到外部的降膜冷却器。

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