CN1775914A - 一种油煤渣萃取工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
一种油煤渣萃取工艺及设备,采用萃取釜、蒸发釜、溶剂回收釜、溶剂冷凝器和与之配套的冷却水循环系统、磁力搅拌器、阀管线及控制器平台。将油煤渣经过有机溶剂的萃取、蒸发和回收,周而复始循环操作。获得的萃取物经过处理后可以直接作为汽油、柴油等石油基燃料油的替代品使用,或进一步分离有机化学品。由于萃取过程不涉及高温和高压,采用水循环二级冷凝系统,原料、萃取剂的种类以及萃取条件可以选择性调节,其成本费用少、操作安全、能耗低;冷却效果好、回收率高、节省溶剂和水资源;产品种类可实现多元化。最适用于挥发份高的原煤粉、液化煤渣、重质油渣等的选择性萃取分离过程,有较好的经济效益和社会效益,具有广泛的实用性。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种油煤渣萃取工艺及设备,尤其适用于烟煤或褐煤、液化煤渣、重质油渣的有机溶剂萃取与分离,也适用于石油化工行业固液萃取过程。
二、背景技术
燃料油和石化产品是关系国计民生的重要物质。目前我国对石油进口的依赖性越来越大,因此能源安全问题将直接关系到我国经济的健康发展。我国煤炭资源丰富,通过煤气化可以合成替代石油的液体燃料;利用煤液化可以获取燃料油或一些有机化学品,如采用炼焦技术得到的焦油可以获得许多芳香族有机物,芳香族化合物在制备精细化学品方面有着极为重要的作用。目前,煤炭加工方法包括焦化、汽化、液化,重质油渣采用减压蒸馏或超临界萃取等方法处理,液化煤渣的利用尚无成熟的技术。这些常规的工艺和设备存在着能耗高、环境污染大、设备投资费用昂贵、产品单一、规模化生产时才有经济效益以及关键性的设备和工艺技术尚未为我国所拥有等严重问题。为减少我国对石油进口的依赖,确保能源供应安全,开拓替代石油产品的新途径,提高煤、重质油渣、煤液化残渣的出油率,寻求提高重质碳资源利用效率为目的的方法及设备显得极为重要。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种方法简单、配套设备操作方便、节能、成本低、环保、效果好的油煤渣萃取工艺及设备。
本发明一种油煤渣萃取工艺,采用萃取釜、蒸发釜、溶剂回收釜、冷凝器和与之配套的水循环系统、磁力搅拌器、阀管线及控制器平台组合的萃取设备,将油煤渣经过有机溶剂的萃取、蒸发和回收,得到石油基燃料油或化学品的替代产品,其萃取步聚如下:
步骤一、溶剂萃取:首先将油煤渣和有机溶剂注入萃取釜内,关闭加料槽的阀门,打开阀门,然后启动磁力搅拌器搅动物料,进行萃取;当达到萃取平衡时,关闭磁力搅拌器,关闭阀门;
步骤二、萃取混合液的分离:打开阀门,开启水泵,打开阀门,开启空气压缩泵,将萃取釜中的萃取混合液压至蒸发釜中;观察透视管,当显示已无液体通过时,关闭空气压缩泵,关闭有关阀门,打开阀门;等压力表指示为0时,开启蒸发釜自动控温加热炉,然后开启磁力搅拌器,进行萃取混合液分离,蒸发的溶剂经冷凝器进入溶剂回收釜;
步骤三、萃取物收集:当观察液位显示器显示蒸发釜中萃取混合液已完全分离时,关闭蒸发釜自动控温加热炉和磁力搅拌器,打开阀门,将萃取物放出;然后关闭阀门、水泵和阀门;
步骤四、溶剂循环:打开有关阀门,开启空气压缩泵,将溶剂回收釜中的溶剂压入萃取釜中;然后关闭空气压缩泵和有关阀门,等压力表指示为0时,进行下一次萃取操作,周而复始,直至萃取彻底;
步聚五、残渣与溶剂回收:打开萃取釜底部的过滤器取出彻底萃取后的油煤残渣;打开溶剂回收釜下部的阀门排出剩余溶剂。
本发明油煤渣萃取工艺的设备,它由萃取釜、蒸发釜、溶剂回收釜、冷凝器和与之配套的水循环系统、磁力搅拌器、阀管线及控制器平台组合而成,萃取釜下部的出口阀管线与蒸发釜上部的阀管线连接;蒸发釜上部的另一路阀管线通过冷凝器与溶剂回收釜连接;溶剂回收釜上部的一路阀管线与萃取釜上部阀管线连接;与溶剂回收釜连接的冷凝器经阀管线连接由水泵控制的水箱;萃取釜和溶剂回收釜的上部通过阀管线与空气压缩泵相连接;萃取釜和蒸发釜内分别设有磁力搅拌器。
所述的萃取釜上部设有由阀门控制的加料槽,侧面设有液位显示器,底部设有过滤器。所述的蒸发釜外部设有加热炉和热电偶,加热炉的外侧设有液位显示器。所述的萃取釜与蒸发釜相连接的阀管线上设有透视管。所述的萃取釜、蒸发釜和溶剂回收釜的上部分别设有压力表。所述的冷凝器可以用一个,也可以用两个。
本发明一种油煤渣萃取设备包括:萃取釜、蒸发釜、溶剂回收釜、溶剂冷凝器和与之配套的冷却水循环系统、磁力搅拌器、阀管线及控制器平台,通过选择萃取剂和萃取条件,获得的萃取物经过处理后可以直接作为汽油、柴油等燃料油的替代品使用,或经深加工可获取芳香族有机化学品。由于萃取过程不涉及高温和高压,所以成本费用少、操作安全、能耗低;由于采用了水循环二级冷凝系统,所以萃取溶剂冷却效果好、回收率高、节省溶剂和水资源;由于原料、萃取剂的种类以及萃取条件可以选择性调节,所以产品种类可实现多元化;由于单元设备上配备了可视部件,所以操作中可在线观测萃取物和萃取溶剂量的变化。此外,本发明还具有可批量加料、温度和压力集中控制、易与微机连接实现自动化、生产效率高等优点,进一步提高煤、重质油渣、煤液化残渣的出油率;可以减少石油进口压力,提高我国能源保障安全,开拓了替代石油系燃料油和化工产品的新途径。全套设备最适用于挥发份高的原煤粉,特别是烟煤、褐煤的选择性萃取处理,也适用于液化煤渣、重质油渣等的选择性萃取分离过程。用于中小型规模连续化生产,有较好的经济效益和社会效益,具有广泛的实用性。
四、附图说明
图1是本发明工艺流程图。
图2是本发明设备结构示意图。
图中:1-萃取釜;2-蒸发釜;3-溶剂回收釜;4-水箱;5-水泵;6-空气压缩泵;7-冷凝器;8、9、10-压力表;11、12-磁力搅拌器;13-漏斗;14-冷凝器;15-透视管;16-热电偶;17、18-液位显示器;19-加料槽;20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34-阀门;35-过滤器;36-加热炉。
五、具体实施方式
下面将结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述:
本发明油煤渣萃取工艺的实施过程:
(一)溶剂萃取操作:打开萃取釜1上部加料槽19及其阀门33,将神府煤(烟煤)和苯加入萃取釜1内,关闭加料槽19及其阀门33,然后打开阀门21、28、34,其它阀门处于关闭状态;开启磁力搅拌器11并调节转速进行萃取;当萃取达到平衡后,关闭磁力搅拌器11,关闭阀门21。
(二)萃取混合液分离操作:打开阀门31,开启水泵5,使水箱4中的水流经冷凝器14和冷凝器7再回流到水箱4内;打开阀门32、22、23、24、28、34,其它阀门处于关闭状态;开启空气压缩泵6,将萃取釜1中萃取混合液压至蒸发釜2中;观察透视管15,当显示已无液体通过时,关闭空气压缩泵6,关闭阀门32、22、23,打开阀门21;当压力表8、9、10指示为0时,打开蒸发釜2加热炉36电源,调节加热温度为150℃;开启磁力搅拌器12,萃取混合液开始分离。
(三)萃取物收集操作:观察液位显示器18,当显示蒸发釜中2中的萃取混合液已完全分离时,关闭蒸发釜2加热炉36和磁力搅拌器12的电源;等蒸发釜中温度降到室温后,打开阀门25放出萃取物,然后关闭阀门24、25、31,关闭水泵5。
(四)溶剂循环操作:打开阀门29、26、20、21、34,其它阀门处于关闭状态;开启空气压缩泵6,将溶剂回收釜3中的苯再压回萃取釜1内;关闭空气压缩泵6,关闭阀门29、26、20,打开阀门28,等压力表8、10指示为0时,进行下一次萃取操作,周而复始,直至萃取彻底。
(五)萃取残渣及溶剂的回收操作:当萃取彻底后,打开设在萃取釜1下部的过滤器35,排出萃取釜1内的神府煤萃取残渣,清洗萃取釜1和过滤器35,再按顺序安装好,并检查其密封性;打开溶剂回收釜3下部阀门30,排出剩余苯。调节上述各单元设备运转正常后,整套设备系统即可进行下一个循环萃取操作。
本发明一种油煤渣萃取工艺的设备,它由萃取釜1、蒸发釜2、溶剂回收釜3、冷凝器和与之配套的水循环系统、磁力搅拌器、阀管线及控制器一台组合而成。萃取釜1上部设有由阀门33控制的加料槽19,侧面设有液位显示器17,底部设有过滤器35,萃取釜1和蒸发釜2内分别设有磁力搅拌器11和12,萃取釜1、蒸发釜2和溶剂回收釜3的上部分别设有压力表8、9和10;萃取釜1和溶剂回收釜3的上部通过阀管线与空气压缩泵6相连接。萃取釜1的下部与蒸发釜2的上部管线相连,萃取釜1的出口处与蒸发釜2的进口处设有阀门22和23,相连接的管线上设有透视管15;蒸发釜2的侧面设有液位显示器18,其内部设有热电偶16;蒸发釜2上部的另一路由阀门24控制的管线连接直管式冷凝器14,直管式冷凝器14的通管与溶剂回收釜3连接,进行一级冷凝;溶剂回收釜3上部另设有管线与蛇管式冷凝器7连接进行二级冷凝,根据需要,可只设置一级冷凝。溶剂回收釜3上部的一路阀管线与萃取釜1上部阀管线连接,同时与蛇管式冷凝7连接,蛇管式冷凝7上设有与水箱4相连的水管和由阀门34控制的透气管,水箱4连接水泵5,水泵5管线连接冷凝器14。
Claims (7)
1、一种油煤渣萃取工艺,其特征在于:采用萃取釜(1)、蒸发釜(2)、溶剂回收釜(3)、冷凝器和与之配套的水循环系统、磁力搅拌器、阀管线及控制器平台组合的萃取设备,将油煤渣经过有机溶剂的萃取、蒸发和回收,得到石油基燃料油或化学品的替代产品,其萃取步聚如下:
步骤一、溶剂萃取:首先将油煤渣和有机溶剂注入萃取釜(1)内,关闭加料槽(19)的阀门(33),打开阀门(21、28、34),然后启动磁力搅拌器(11)搅动物料,进行萃取;当达到萃取平衡时,关闭磁力搅拌器(11),关闭阀门(21);
步骤二、萃取混合液的分离:打开阀门(31),开启水泵(5),打开阀门(32、22、23、24),开启空气压缩泵(6),将萃取釜(1)中的萃取混合液压至蒸发釜(2)中;观察透视管(15),当显示已无液体通过时,关闭空气压缩泵(6),关闭阀门(32、22、23),打开阀门(21);等压力表(8、9、10)指示为0时,开启蒸发釜(2)自动控温加热炉(36),然后开启磁力搅拌器(12),进行萃取混合液分离,蒸发的溶剂经冷凝器(14)进入溶剂回收釜(3);
步骤三、萃取物收集:当观察液位显示器(18)显示蒸发釜中萃取混合液已完全分离时,关闭蒸发釜(2)自动控温加热炉(36)和磁力搅拌器(12),打开阀门(25),将萃取物放出;然后关闭阀门(24、25)、水泵(5)和阀门(31);
步骤四、溶剂循环:打开阀门(29、26、20、21),开启空气压缩泵(6),将溶剂回收釜(3)中的溶剂压入萃取釜(1)中;然后关闭空气压缩泵(6)和阀门(29、26、20),等压力表(8、10)指示为0时,进行下一次萃取操作,周而复始,直至萃取彻底;
步聚五、残渣与溶剂回收:打开萃取釜(1)底部的过滤器(35)取出彻底萃取后的油煤残渣;打开溶剂回收釜(3)下部的阀门(30)排出剩余溶剂。
2、根据权利1所述的油煤渣萃取工艺的设备,其特征在于:它由萃取釜(1)、蒸发釜(2)、溶剂回收釜(3)、冷凝器和与之配套的水循环系统、磁力搅拌器、阀管线及控制器平台组合而成,萃取釜(1)下部的出口阀管线与蒸发釜(2)上部的阀管线连接;蒸发釜(2)上部的另一路阀管线通过冷凝器与溶剂回收釜(3)连接;溶剂回收釜(3)上部的一路阀管线与萃取釜(1)上部阀管线连接;与溶剂回收釜(3)连接的冷凝器经阀管线连接由水泵(5)控制的水箱(4);萃取釜(1)和溶剂回收釜(3)的上部通过阀管线与空气压缩泵(6)相连接;萃取釜(1)和蒸发釜(2)内分别设有磁力搅拌器(11和12)。
3、根据权利2所述的油煤渣萃取设备,其特征在于:所述的萃取釜(1)上部设有由阀门(33)控制的加料槽(19),侧面设有液位显示器(17),底部设有过滤器(35)。
4、根据权利2所述的油煤渣萃取设备,其特征在于:所述的蒸发釜(2)外部设有加热炉(36)和热电偶(16),加热炉的外侧设有液位显示器(18)。
5、根据权利2、3或4所述的油煤渣萃取设备,其特征在于:所述的萃取釜(1)与蒸发釜(2)相连接的阀管线上设有透视管(15)。
6、根据权利2所述的油煤渣萃取设备,其特征在于:所述的萃取釜(1)、蒸发釜(2)和溶剂回收釜(3)的上部分别设有压力表(8、9和10)。
7、根据权利2所述的油煤渣萃取设备,其特征在于:所述的冷凝器可以用一个,也可以用两个。
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