CN115216324A - 一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤系针状焦生产技术领域，尤其涉及一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统及方法。通过向沉降罐内输入精制沥青进行置换沉降罐中的喹啉不溶物，同时也可以实现沉降罐可以随时开工和停产，通过沉降罐生产模式和自清洗模式相互转换，解决了沉降罐出现堵塞迹象后，必须退油(或切换备用罐)、清罐，无法短期内再次投入使用的问题，实现了沉降罐即开即停的目标。延长了沉降罐使用周期，突破传统煤系针状焦预处理沉降罐最长使用时间3‑4个月的限制，降低了沉降罐清罐的频次和风险，有效提高了预处理工序开工率，降低了生产成本，实现了预处理产能释放，针状焦工业化大规模生产奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及煤系针状焦生产技术领域，尤其涉及一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统及方法。
背景技术
针状焦是一种优质的炭素材料，因粉碎后呈细长的针状结构而得名。针状焦外观具有金属光泽，内部具有层状结构，其取向性及导电、导热性能好，因此是制造炼钢用超高功率电极的主要原料，采用超高功率电极炼钢，冶炼时间可缩短三分之二，电耗可减少近一半。
针状焦可用石油加工和煤焦油加工的重质馏分油来生产,如热裂化渣油、催化裂化澄清油、煤沥青等,富含短侧链、线型联接的多环(3～4环)芳烃是生产针状焦的优质原料。由原料而把针状焦划分为煤系针状焦和油系针状焦。工业生产上对针状焦原料的要求是:芳烃含量高(重量比约为30％～50％)、胶质沥青质含量低(一般控制庚烷不溶物<2.0％)、灰分(一般<0.05％)和硫分含量低(不大于0.5％)、钒和镍含量均不大于50ppm。此外,对原料的密度要求大于1.0g/cm3以保证针状焦产率。分子量分布范围较窄、馏程范围适当、粘度较低等都是保证焦炭质量的必要条件。
在针状焦实际生产过程中，预处理沉降罐重相采出部分经常发生堵塞，周期最短21天，最长3个月，沉降罐堵塞的原因主要是用溶剂萃取下来的喹啉不溶物逐渐沉淀在沉降罐内壁上，由于内壁为结构制作件，没有达到绝对的圆滑，内壁沉淀挂料非常严重，搅拌器上部一段距离无法设置刮板，当罐壁沉淀物达到一定程度就会大面积脱落下来，堆积在沉降罐下面的锥体中，导致下部搅拌器无法运转，从而堵塞沉降罐重相管道出口处，无法清透时就被迫倒罐。
倒罐为倒换沉降罐，对堵塞的沉降罐进行清罐。清理沉降罐危险性高、劳动强度大、工作环境恶劣，大大影响预处理生产效率，是煤系针状焦预处理工序一直难以攻克的难题，大大限制并延迟了焦化生焦产能的释放。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统及方法，大大提高沉降罐的使用寿命，突破传统煤系针状焦预处理沉降罐最长使用时间3-4个月的限制，实现预处理沉降罐长周期稳定运行，稳定针状焦预处理生产，为生产优质的针状焦产品奠定基础。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统，包括混合器、精制沥青管道、软沥青管道、溶剂管道、轻相出口管道、去软沥青槽管道、沉降罐、循环管道与去重相加热炉管道；精制沥青管道、软沥青管道汇合后通过管路与混合器相连，溶剂管道与混合器相连，混合器与沉降罐入口相连；沉降罐设有上搅拌与下搅拌，循环管道一端与沉降罐底部出口相连，另一端与沉降罐顶部入口相连，循环管道与去重相加热炉管道相连，去重相加热炉管道与去软沥青槽管道相连。
所述上搅拌为搅拌刮板，位于沉降罐内部变径部分。
所述下搅拌为位于沉降罐底部的搅拌器。
所述循环管道上设有重相进料泵。
一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的方法，具体包括如下步骤：
1)向沉降罐底部倒入2～10吨洗油；洗油包括在20℃时密度为1.03～1.10g/cm3，萘质量百分比含量为2％～15％，270℃前质量百分比含量馏出量为50％～70％，水分0.1％～1.0％。
2)配制溶剂，将煤油、洗油按照脂芳比混合配制溶剂，脂芳比为0.4～1.2。
3)启动沉降罐的上搅拌与下搅拌。
4)通过溶剂管道与软沥青管道，按照溶剂比向沉降罐中同时连续输入溶剂和软沥青，软沥青输入量为6～15吨/小时，溶剂比为0.4～1.2；
5)沉降罐进入生产模式，沉降罐中上部轻组分满流进入到中间罐，再经过加热炉加热后进入轻相塔蒸馏分离，下部重组分抽出经加热炉加热再进入重相塔蒸馏分离；沉降罐温度110～140℃，沉降罐压力为常压；
6)当沉降罐底部混合油喹啉不溶物质量百分比含量大于8％～12％，将沉降界面降到放净线以下时，改变进料方式，置换沉降罐物料，至沉降罐底部物料组成改变。改变进料方式为将软沥青进料改为精制沥青进料并停止溶剂进料。物料组成改变为20℃时物料密度≥1.1g/cm3，喹啉不溶物质量百分比含量小于0.5％～5％。
7)将沉降罐由生产模式转为清洗模式，停止进料；通过循环管道由沉降罐底部采出再打入到沉降罐顶部，自身循环清洗沉降罐内积累油渣；
8)连续在沉降罐底部取样3次以上，若喹啉不溶物质量百分比含量小于0.5％～5％，重复步骤4)～步骤7)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明通过加洗油使沉降罐内壁润滑，防止挂料；严格控制生产过程中的脂芳比，防止大块喹啉不溶物的产生。
2)本发明沉降罐设有上搅拌与下搅拌，上搅拌为搅拌刮板，位于沉降罐内部变径部分；下搅拌为位于沉降罐底部的搅拌器；上搅拌刮板将挂在内壁上的喹啉不溶物刮掉，下搅拌器增大了底部搅拌粉碎能力将刮落的大块喹啉不溶物充分打碎，避免沉降罐的堵塞。
3)本发明能够通过向沉降罐内输入精制沥青进行置换沉降罐中的喹啉不溶物，同时也可以实现沉降罐可以随时开工和停产，减少沉降罐的清渣频率，可以实现沉降罐生产模式和自清洗模式相互转换；
该发明通过沉降罐生产模式和自清洗模式相互转换，解决了沉降罐出现堵塞迹象后，必须退油(或切换备用罐)、清罐，无法短期内再次投入使用的问题，实现了沉降罐即开即停的目标。
4)本发明延长了沉降罐使用周期，突破传统煤系针状焦预处理沉降罐最长使用时间3-4个月的限制，降低了沉降罐清罐的频次和风险，有效提高了预处理工序开工率，降低了生产成本，实现了预处理产能释放，针状焦工业化大规模生产奠定了基础。
附图说明
图1是本发明结构示意及工艺原理图。
图中：1-静态混合器2-精制沥青管道3-软沥青进料管道4-溶剂进料管道5-轻相出口管道6-去软沥青槽管道7-沉降罐8-重相进料泵9-循环管道10-去重相加热炉管道11-上搅拌12-下搅拌
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，一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统，包括静态混合器1、精制沥青管道2、软沥青进料管道3、溶剂进料管道4、轻相出口管道5、去软沥青槽管道6、沉降罐7、重相进料泵8、循环管道9、去重相加热炉管道10、上搅拌11与下搅拌12。
精制沥青管道1、软沥青进料管道3汇合后通过管路与静态混合器1入口相连，溶剂进料管道4与静态混合器1入口相连，静态混合器1出口与沉降罐7顶部入口相连。
上搅拌11与下搅拌12设置在沉降罐7内，上搅拌11为搅拌刮板，位于沉降罐7内部变径部分。下搅拌12为位于沉降罐7底部的搅拌器。
循环管道9一端与沉降罐7底部出口相连，另一端与沉降罐7顶部入口相连，循环管道上9设有重相进料泵8。循环管道9与去重相加热炉管道10相连，去重相加热炉管道10与去软沥青槽管道6相连。
一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的方法，具体包括如下步骤：
1)向沉降罐7底部倒入2～10吨洗油；洗油包括在20℃时密度为1.03～1.10g/cm3，萘质量百分比含量为2％～15％，270℃前质量百分比含量馏出量为50％～70％，水分0.1％～1.0％。
2)配制溶剂，将煤油、洗油按照脂芳比混合配制合格溶剂，脂芳比为0.4～1.2。
脂芳比为混合溶剂中芳香烃和脂肪烃的质量比。脂芳比数值越大，软沥青沉降效果越好；脂芳比数值越小，软沥青沉降效果越差。
合格溶剂为煤油、洗油按照一定比例混合，达到目标脂芳比的物料，可用于混合溶剂法除去软沥青中的喹啉不溶物，制备精制沥青。
3)启动沉降罐7的上搅拌11与下搅拌12。
上搅拌11是指位于沉降罐7内部变径部分的搅拌刮板，用于加快物料的混合速度、反应速度，以及刮除沉降罐变径部分堆积沉降结块，防止形成大块物料堵塞沉降罐。
下搅拌12是指位于沉降罐7底部的搅拌器，用于沉降罐7底部搅拌，破碎沉降结块物料。
4)通过溶剂管道与软沥青管道，按照溶剂比向沉降罐中同时连续输入溶剂和软沥青，软沥青输入量为6～15吨/小时，溶剂比为0.4～1.2。溶剂比数值越大，软沥青沉降效果越好；溶剂比数值越小，软沥青沉降效果越差。
5)沉降罐进入生产模式，沉降罐中上部轻组分满流进入到中间罐，再经过加热炉加热后进入轻相塔蒸馏分离，下部重组分抽出经加热炉加热再进入重相塔蒸馏分离；沉降罐温度110～140℃，沉降罐压力为常压；
6)当沉降罐底部混合油喹啉不溶物质量百分比含量大于8％～12％，将沉降界面降到放净线以下时，改变进料方式，置换沉降罐物料，至沉降罐底部物料组成改变。改变进料方式为将软沥青进料改为精制沥青进料和停止溶剂进料。物料组成改变为20℃时物料密度≥1.1g/cm3，喹啉不溶物质量百分比含量小于0.5％～5％。
7)将沉降罐由生产模式转为清洗模式，停止进料；通过循环管道由沉降罐底部采出再打入到沉降罐顶部，自身循环清洗沉降罐内积累油渣，同时避免沉降罐内油渣堆积，造成沉降罐堵塞。
8)连续在沉降罐底部取样3次以上，若喹啉不溶物质量百分比含量小于0.5％～5％，重复步骤4)～步骤7)。
本发明可以大大提高沉降罐7的使用寿命，突破传统煤系针状焦预处理沉降罐最长使用时间3-4个月的限制，属于首创，该发明从工艺上严格控制每个控制步骤，通过第一步加洗油使沉降罐内壁润滑，防止挂料，严格控制生产过程中的脂芳比，防止大块喹啉不溶物的产生，上搅拌11将挂在内壁上的喹啉不溶物刮掉，增大下搅拌12粉碎能力将刮落的大块喹啉不溶物充分打碎，避免沉降罐7的堵塞。
若发现堵塞迹象，可以通过向沉降罐7内通入精制沥青进行置换沉降罐7中的喹啉不溶物，同时也可以实现沉降罐7可以随时开工和停产，减少沉降罐7的清渣频率，可以实现沉降罐7生产模式和自清洗模式相互转换，可以实现预处理沉降罐长周期稳定运行，可以大大提高沉降罐使用寿命，稳定针状焦预处理生产，为生产优质的针状焦产品奠定基础。
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。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (8)
1.一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统，其特征在于：包括混合器、精制沥青管道、软沥青管道、溶剂管道、轻相出口管道、去软沥青槽管道、沉降罐、循环管道与去重相加热炉管道；精制沥青管道、软沥青管道汇合后通过管路与混合器相连，溶剂管道与混合器相连，混合器与沉降罐入口相连；沉降罐设有上搅拌与下搅拌，循环管道一端与沉降罐底部出口相连，另一端与沉降罐顶部入口相连，循环管道与去重相加热炉管道相连，去重相加热炉管道与去软沥青槽管道相连。
2.根据权利要求1所述的一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统，其特征在于：所述上搅拌为搅拌刮板，位于沉降罐内部变径部分。
3.根据权利要求1所述的一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统，其特征在于：所述下搅拌为位于沉降罐底部的搅拌器。
4.根据权利要求1所述的一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统，其特征在于：所述循环管道上设有重相进料泵。
5.一种基于权利要求1或2或3或4所述延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的系统的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)向沉降罐底部倒入洗油；
2)配制溶剂，将煤油、洗油按照脂芳比混合配制溶剂，脂芳比为0.4～1.2；
3)启动沉降罐的上搅拌与下搅拌；
4)通过溶剂管道与软沥青管道，按照溶剂比向沉降罐中同时连续输入溶剂和软沥青，软沥青输入量为6～15吨/小时，溶剂比为0.4～1.2；
5)沉降罐进入生产模式，沉降罐中上部轻组分满流进入到中间罐，再经过加热炉加热后进入轻相塔蒸馏分离，下部重组分抽出经加热炉加热再进入重相塔蒸馏分离；沉降罐温度110～140℃，沉降罐压力为常压；
6)当沉降罐底部混合油喹啉不溶物质量百分比含量大于8％～12％，将沉降界面降到放净线以下时，改变进料方式，置换沉降罐物料，至沉降罐底部物料组成改变；
7)将沉降罐由生产模式转为清洗模式，停止进料；通过循环管道由沉降罐底部采出再打入到沉降罐顶部，自身循环清洗沉降罐内积累油渣；
8)连续在沉降罐底部取样3次以上，若喹啉不溶物质量百分比含量小于0.5％～5％，重复步骤4)～步骤7)。
6.根据权利要求5所述的一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的方法，其特征在于，步骤1)洗油包括在20℃时密度为1.03～1.10g/cm3，萘质量百分比含量为2％～15％，270℃前质量百分比含量馏出量为50％～70％，水分0.1％～1.0％。
7.根据权利要求5所述的一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的方法，其特征在于，步骤6)改变进料方式为将软沥青进料改为精制沥青进料和停止溶剂进料。
8.根据权利要求5所述的一种延长煤系针状焦预处理沉降罐运行周期的方法，其特征在于，步骤6)物料组成改变为20℃时物料密度≥1.1g/cm3，喹啉不溶物质量百分比含量小于0.5％～5％。
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2022
- 2022-06-29 CN CN202210747674.2A patent/CN115216324B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CN115216324B (zh) | 2023-12-08 |
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