CN210215250U - 一种煤焦油高效蒸馏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤焦油高效蒸馏系统，包括预热装置和精馏装置，预热装置包括煤焦油储槽、焦油预热器和共沸脱水塔，精馏装置包括管式炉、初馏塔和精馏塔，共沸脱水塔的顶部出口依次连接有一级冷凝器和一级油水分离器，共沸脱水塔的底部出口与管式炉的进料口连通，管式炉的出料口与初馏塔的进油口连通，初馏塔的底部出口连接有沥青处理系统，初馏塔的顶部出口与精馏塔的进油口连通，精馏塔的顶部出口依次连接有二级冷凝器和二级油水分离器，精馏塔的底部出口连接有重沸器，重沸器的蒸汽出口通过管路分别与初馏塔的蒸汽进口和精馏塔的蒸汽进口连通。本系统不仅工艺过程可控、环保节能、余热利用率高、产品收率高；而且能大幅提高生产能力。

Description

一种煤焦油高效蒸馏系统

技术领域

本实用新型属于煤化工生产技术领域，具体涉及一种煤焦油高效蒸馏系统。

背景技术

煤焦油为煤干馏过程中所得到的一种液体产物。目前，我国的煤焦油主要用来加工生产轻油、酚油萘油、改质沥青以及煤焦油加氢制备燃料油品等，其中煤焦油的蒸馏加工，是生产上述化学品的必要工序，煤焦油的蒸馏是将煤焦油按不同馏程段分割为富集某几种或十几种化合物馏分的加工过程，然后再进一步加工制备成其他精细化学品。在现有的技术中，国内外成熟的煤焦油蒸馏工艺流程较多，单就蒸馏塔的操作压力而言，可以分为减压蒸馏、常压蒸馏和常减压蒸馏三种，减压蒸馏是在常压下进行脱水，然后无水焦油在蒸馏塔内进行减压蒸馏，减压蒸馏的优点是耗能低、余热利用充分，缺点是需要增加一套真空装置，减压蒸馏对设备的要求严格，建设投资的成本大，其真空装置有腐蚀的现象，后期维护成本高；常减压蒸馏的脱水是在常压下进行，蒸馏是根据沸点和产量不同，分别进行常压和减压蒸馏，其优点是可以节省能源、各馏分切取精细，适应性强，缺点是使用的蒸馏塔的数量多，且负压蒸馏系统对设备的要求较高、操作复杂、设备运转、维护费用较高；常压蒸馏是指焦油先进行脱水、脱沥青后，再在蒸馏塔内将其切取成各样馏分，常压蒸馏的优点是工艺流程短、控制简便，基建投资低，缺点是分离效率低、能耗高、不太适合大规模焦油的加工，其加工的能力较低，从上述的比较可以看出，三种蒸馏工艺各自有各自的特点，其适应的场合也不一样，但目前国内已经投产的常压或者减压三混工艺中，超过20万t/a处理能力的单套装置还没有成功的案例。因此，研制开发一种工艺过程可控、环保节能、余热利用率高、产品收率高、设备运行稳定、能大幅提高生产能力的煤焦油高效蒸馏系统是客观需要的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种工艺过程可控、环保节能、余热利用率高、产品收率高、设备运行稳定、能大幅提高生产能力的煤焦油高效蒸馏系统。

本实用新型的目的是这样实现的，包括预热装置和精馏装置，预热装置包括煤焦油储槽、焦油预热器和共沸脱水塔，精馏装置包括管式炉、初馏塔和精馏塔，煤焦油储槽的出油口与焦油预热器的进油口连通，焦油预热器的出油口与共沸脱水塔中部的进油口连通，共沸脱水塔的顶部出口连通有一级冷凝器，一级冷凝器的冷凝液出口连接有一级油水分离器，一级油水分离器的水出口连接有中间储槽，一级油水分离器的油出口与共沸脱水塔顶部的回流口连通，共沸脱水塔的底部出口与管式炉的进料口连通，管式炉的出料口与初馏塔的进油口连通，初馏塔的底部出口连接有沥青处理系统，初馏塔中部的侧线出口通过循环管与初馏塔的顶部连通,初馏塔的顶部出口与精馏塔的进油口连通，精馏塔的顶部出口连接有二级冷凝器，所述二级冷凝器的冷凝液出口连接有二级油水分离器，二级油水分离器的油出口与共沸脱水塔顶部的回流口连通，二级油水分离器的水出口与中间储槽连通，二级冷凝器和二级油水分离器之间的连通管路上安装真空装置，精馏塔的底部出口连接有重沸器，重沸器的蒸汽出口通过管路分别与初馏塔的蒸汽进口和精馏塔的蒸汽进口连通，且精馏塔的塔底出口通过连通管与初馏塔的顶部连通。

进一步的，所述管式炉包括燃烧室和位于燃烧室上方并与燃烧室相通的热辐射室，所述进料口设置在热辐射室的上部，出料口设置在热辐射室的下部，所述进料口和出料口之间安装有蛇形加热管，所述蛇形加热管内安装有多个旋流片，所述热辐射室顶部的排烟管与气气换热器的烟气进口连通，所述气气换热器的热空气出口与焦油预热器的进气口连通，所述气气换热器的烟气出口连接有除尘器。

优选地，所述热辐射室的内壁上设置有耐火隔热衬里。

进一步的，所述精馏塔内从进油口到顶部出口之间依次设置有一级填料层、断油盘和二级填料层，所述断油盘下部的精馏塔塔体上设置有混合馏分出口，所述混合馏分出口连接有洗涤塔，所述精馏塔内从进油口到蒸汽进口之间设置有多块折流板，所述折流板在精馏塔内上下交错布置。

优选地，所述折流板的数量为3～4块。

进一步的，所述煤焦油储槽和焦油预热器之间的连接管路上设置有过滤器。

本系统设置的共沸脱水塔能够将预热后的煤焦油进行脱水，彻底的脱除煤焦油中的水分，脱水后的无水焦油进入管式炉内加热到需要的蒸馏的温度后，进入初馏塔中进行常压蒸馏，先使用初馏塔对无水焦油进行蒸馏，能够在相对低温的情况下，分离出高质量的沥青或萘洗油等，由初馏塔分离掉沥青的混合油进入精馏塔内，精馏塔内采用负压操作，即可以分别分离出酚油、萘油、洗油和一蒽油，不仅能大幅的提高洗油的质量，而且能够大幅的提高系统的生产能力，同时，在本系统，管式炉加热过程中的烟气余热能够用于为焦油预热器提供充足的能源，精馏塔分离出的二蒽油可以为初馏塔和精馏塔提供蒸馏所需要的蒸汽，其余热的利用率高。综上所述，本系统具有以下优点：一是流程布置合理，能够合理的分配蒸馏的压力，达到能量与分馏组分合理的最佳组合；二是工艺线路简单、工艺过程可控、环保与装配水平高；三是各馏分的余热通过与原料的换热而得到充分的回收利用；四是精馏后的馏分切取较细，减少后续加工馏分的重复加热，减少总能耗；五是蒸馏后的各馏分中有用组分的集中度高，产品的收率高；六是脱水的效率高，后续的操作稳定可靠；七是系统的生产能力高，投产后其处理能力能够达到20万t/a以上，能产生良好的经济效益和社会效益，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图中:1-中间储槽,2-一级油水分离器,3-一级冷凝器,4-共沸脱水塔,5-管式炉,51-燃烧室,52-出料口,53-热辐射室54-耐火隔热衬里,55-蛇形加热管,56-进料口,57-旋流片,58-排烟管,6-气气换热器,7-除尘器,8-过滤器,9-焦油预热器,10-煤焦油储槽,11-侧线出口,12-初馏塔,13-沥青处理系统,14-精馏塔,141-折流板,142-一级填料层,143-混合馏分出口,144-断液盘,145-二级填料层,15-重沸器,16-洗涤塔,17-二级油水分离器,18-二级冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1所示, 包括预热装置和精馏装置，所述预热装置包括煤焦油储槽10、焦油预热器9和共沸脱水塔4，共沸脱水塔4选用填料塔，所述精馏装置包括管式炉5、初馏塔12和精馏塔14，初馏塔12选用板式塔，精馏塔14选用填料塔，所述煤焦油储槽10的出油口与焦油预热器9的进油口连通，所述焦油预热器9的出油口与共沸脱水塔4中部的进油口连通，所述共沸脱水塔4的顶部出口连通有一级冷凝器3，所述一级冷凝器3的冷凝液出口连接有一级油水分离器2，所述一级油水分离器2的水出口连接有中间储槽1，一级油水分离器2的油出口与共沸脱水塔4顶部的回流口连通，所述共沸脱水塔4的底部出口与管式炉5的进料口56连通，所述管式炉5的出料口52与初馏塔12的进油口连通，所述初馏塔12的底部出口连接有沥青处理系统13，所述初馏塔12中部的侧线出口11通过循环管与初馏塔12的顶部连通,所述初馏塔12的顶部出口与精馏塔14的进油口连通，所述精馏塔14的顶部出口连接有二级冷凝器18，所述二级冷凝器18的冷凝液出口连接有二级油水分离器17，所述二级油水分离器17的油出口与共沸脱水塔4顶部的回流口连通，二级油水分离器17的水出口与中间储槽1连通，所述二级冷凝器18和二级油水分离器17之间的连通管路上安装真空装置，所述精馏塔14的底部出口连接有重沸器15，所述重沸器15的蒸汽出口通过管路分别与初馏塔12的蒸汽进口和精馏塔14的蒸汽进口连通，且所述精馏塔14的塔底出口通过连通管与初馏塔12的顶部连通。

本系统的工作过程是：煤焦油储槽10内存储的煤焦油先进入焦油预热器9，经过焦油预热器9预热后进入共沸脱水塔4，共沸脱水塔4塔顶排出轻组分的氨水和轻油进入一级冷凝器3，与冷却水进行能量交换后，冷凝的氨水和轻油进入一级油水分离器2，经过一级油水分离器2分离后，分离水进入中间储槽1，分离油全部作为回流返回到共沸脱水塔4的顶部作为回流液，而共沸脱水塔4底的无水焦油则进入管式炉5，经过管式炉5加热后进入初馏塔12的中部，在初馏塔12内进行脱重组分蒸馏，初馏塔12的塔底采出沥青，又泵送入沥青处理系统13，而初馏塔12塔顶的混合油则进入精馏塔14下部，精馏塔14采用负压蒸馏，塔顶采出轻油和水，在二级冷凝器18中冷凝后，并进入真空装置，使塔内达到所需要负压，冷凝后的轻油和水再次进入二级油水分离器17，经过二级油水分离器17分离后的水进入中间储槽1，分离油一部分作为回流，送回到共沸脱水塔4的顶部，其余部分送入油罐贮存，而精馏塔14的侧线采出的混合馏分分别进入洗涤塔16内进一步分流，以降低其萘含量，而精馏塔14的塔底采出的二蒽油一部分进入重沸器15，重沸器15加热产生的蒸汽分别送入初馏塔12和精馏塔14内，另一部分则送入初馏塔12的顶部，作为初馏塔12的回流。

进一步的，所述管式炉5包括燃烧室51和位于燃烧室51上方并与燃烧室51相通的热辐射室53，所述进料口56设置在热辐射室53的上部，出料口52设置在热辐射室53的下部，所述进料口56和出料口52之间安装有蛇形加热管55，所述蛇形加热管55内安装有多个旋流片57，所述热辐射室53顶部的排烟管58与气气换热器6的烟气进口连通，所述气气换热器6的热空气出口与焦油预热器9的进气口连通，所述气气换热器6的烟气出口连接有除尘器7，采用蛇形加热管55的加热方式对无水焦油进行加热，能够延长加热的时间，保证无水焦油的加热温度均匀，且在蛇形加热管55内设置多个旋流片57，旋流片57能够让无水焦油在蛇形加热管55内呈旋转形式向前运动，进一步的使蛇形加热管55内的无水焦油的温度均匀，进一步的增强蛇形加热管55的传热效果，热辐射室53内的烟温度较高，直接排放造成热能的浪费，采用气气换热器6吸收热量后，再为焦油预热器9提高热量，一是节约了能源，二是实现了热能的回收再利用，且采用除尘器7对烟气进行除尘净化，从而达到节能环保的目的。

优选地，为了避免热能的散失，影响加热的效率，所述热辐射室53的内壁上设置有耐火隔热衬里54，耐火隔热衬里54以矾土水泥作为胶结剂，以陶粒和膨胀蛭石为轻骨料，用整体浇注的方法建造耐火隔热混凝土衬里54。

进一步，所述精馏塔14内从进油口到顶部出口之间依次设置有一级填料层142、断油盘144和二级填料层145，所述一级填料采142和二级填料层145均采用鲍尔环填料，所述断油盘144下部的精馏塔14塔体上设置有混合馏分出口143，所述混合馏分出口143连接有洗涤塔16，所述精馏塔14内从进油口到蒸汽进口之间设置有多块折流板141，所述折流板141在精馏塔14内上下交错布置，优选地，所述折流板141的数量为3～4块。

为了提高后续的分离效果和分离效率，所述煤焦油储槽10和焦油预热器9之间的连接管路设置有过滤器8，利用过滤器8能过滤除去煤焦油中的残渣等杂质。

Claims (6)

1.一种煤焦油高效蒸馏系统，包括预热装置和精馏装置，其特征在于：所述预热装置包括煤焦油储槽（10）、焦油预热器（9）和共沸脱水塔（4），所述精馏装置包括管式炉（5）、初馏塔（12）和精馏塔（14），所述煤焦油储槽（10）的出油口与焦油预热器（9）的进油口连通，所述焦油预热器（9）的出油口与共沸脱水塔（4）中部的进油口连通，所述共沸脱水塔（4）的顶部出口连通有一级冷凝器（3），所述一级冷凝器（3）的冷凝液出口连接有一级油水分离器（2），所述一级油水分离器（2）的水出口连接有中间储槽（1），一级油水分离器（2）的油出口与共沸脱水塔（4）顶部的回流口连通，所述共沸脱水塔（4）的底部出口与管式炉（5）的进料口（56）连通，所述管式炉（5）的出料口（52）与初馏塔（12）的进油口连通，所述初馏塔（12）的底部出口连接有沥青处理系统（13），所述初馏塔（12）中部的侧线出口（11）通过循环管与初馏塔（12）的顶部连通,所述初馏塔（12）的顶部出口与精馏塔（14）的进油口连通，所述精馏塔（14）的顶部出口连接有二级冷凝器（18），所述二级冷凝器（18）的冷凝液出口连接有二级油水分离器（17），所述二级油水分离器（17）的油出口与共沸脱水塔（4）顶部的回流口连通，二级油水分离器（17）的水出口与中间储槽（1）连通，所述二级冷凝器（18）和二级油水分离器（17）之间的连通管路上安装真空装置，所述精馏塔（14）的底部出口连接有重沸器（15），所述重沸器（15）的蒸汽出口通过管路分别与初馏塔（12）的蒸汽进口和精馏塔（14）的蒸汽进口连通，且所述精馏塔（14）的塔底出口通过连通管与初馏塔（12）的顶部连通。

2.根据权利要求1所述的一种煤焦油高效蒸馏系统，其特征在于：所述管式炉（5）包括燃烧室（51）和位于燃烧室（51）上方并与燃烧室（51）相通的热辐射室（53），所述进料口（56）设置在热辐射室（53）的上部，出料口（52）设置在热辐射室（53）的下部，所述进料口（56）和出料口（52）之间安装有蛇形加热管（55），所述蛇形加热管（55）内安装有多个旋流片（57），所述热辐射室（53）顶部的排烟管（58）与气气换热器（6）的烟气进口连通，所述气气换热器（6）的热空气出口与焦油预热器（9）的进气口连通，所述气气换热器（6）的烟气出口连接有除尘器（7）。

3.根据权利要求2所述的一种煤焦油高效蒸馏系统，其特征在于：所述热辐射室（53）的内壁上设置有耐火隔热衬里（54）。

4.根据权利要求1所述的一种煤焦油高效蒸馏系统，其特征在于：所述精馏塔（14）内从进油口到顶部出口之间依次设置有一级填料层（142）、断油盘（144）和二级填料层（145），所述断油盘（144）下部的精馏塔（14）塔体上设置有混合馏分出口（143），所述混合馏分出口（143）连接有洗涤塔（16），所述精馏塔（14）内从进油口到蒸汽进口之间设置有多块折流板（141），所述折流板（141）在精馏塔（14）内上下交错布置。

5.根据权利要求4所述的一种煤焦油高效蒸馏系统，其特征在于：所述折流板（141）的数量为3～4块。

6.根据权利要求1所述的一种煤焦油高效蒸馏系统，其特征在于：所述煤焦油储槽(10)和焦油预热器(9)之间连接管路上设置有过滤器（8）。

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