专利名称：一种用于洗油加工中工业苊的分馏方法
技术领域：
本发明属于煤焦油加工领域，具体涉及一种用于洗油加工中工业苊的分馏方法。
背景技术：
煤焦油是煤在隔绝空气的条件下于炼焦炉炭化室内高温热解过程产生的粘稠性液体。煤焦油是一种宝贵的有机化工原料，尤其是多环芳烃和芳杂环化合物的重要来源， 其中某些产品无法或者不能经济地从石油化工原料中取得。如焦化工业生产的蒽、苊、芘可以满足世界90%以上需求量，工业上用的咔唑和喹啉几乎100%地来自焦化产品。煤焦油经初步加工一般得到轻油、酚油、萘油、洗油、蒽油和浙青，其中洗油是煤焦油蒸馏时切取的馏程为230 300°C的馏分，其产率为无水焦油的4. 5% 6. 5%。洗油中含有萘、甲基萘、喹啉、吲哚、联苯、苊、氧芴、芴、二甲基萘等贵重的有机化工原料。洗油由于具有良好的溶解性能和稳定性，很多用于洗涤吸收焦炉煤气中苯族烃和各种有机气体或者直接作为燃料油，这无疑造成了巨大的资源浪费。苊在洗油中含量约15%，常压下沸点为277. 2°C，熔点95. 3°C。苊几乎不溶于水， 微溶于甲醇、乙醇、丙醇和冰醋酸，溶于苯、甲苯、三氯甲烷和醚等。苊是一种重要的化工原料，主要用于合成染料特别是高档的有机染料、涂料、合成树脂、工程塑料等。苊还可用作医药、杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长激素的中间体等。苊可直接用作蜡烛和硬蜡的添加剂和橡胶及耐温电绝缘材料的防老化剂等。由于苊分子结构中包含了较大的η-电子共轭结构，近些年来，很多研究者以苊或其衍生物合成出一系列的具有光敏性质和导电性的物质，这些物质可以用作生产光电元件。工业苊主要来源于煤焦油洗油馏分的加工，目前国内外从煤焦油洗油中提取工业苊的方法主要是采用精馏和结晶的耦合分离方法，这比单纯的精馏分离能耗要低，同时也节省了设备的投资费用。当前能源的供需形势越来越紧张，国家提出“十一五”规划的一个重要目标单位GDP能耗降低21%。在此形势下，要求我们在不断开发新能源和替代能源的同时，大力采取一系列的节能降耗措施。本领域人员周知，节能降耗必须将工艺流程与余热回收结合起来，这样方能实现能耗大幅度降低。现有的工业苊分馏塔操作条件很多基于经验设计，过程的操作参数不佳， 这造成能耗非常大。另外，由于洗油馏分中各物质的沸点较高，且沸点比较接近，故在加工过程中能耗也非常高，大量过程物流携带的热能直接排放到大气中，这些过程的余热未得到充分合理地利用。例如通常塔顶高温蒸汽经循环导热油冷却后再进结晶装置结晶，大量气化潜热被循环导热油带走并散到大气中，可以利用高温蒸汽产品的气化潜热来产生蒸汽可供工厂的其他工段利用。另外由于管式加热炉烟道气携带了大量的热能并直接释放到大气中，故排烟温度对管式炉的热效率影响很大，烟道气的温度越高，热损失越大，热效率也越低。若能够充分回收利用这些余热，将会降低生产成本，给企业带来可观的经济效益
发明内容
本发明为了解决目前煤焦油深加工环节中工业苊分馏塔能耗高这一问题，提供一种用于洗油加工中工业苊的分馏方法。该工艺流程节能效果明显，具有较高的能量利用率。 该流程所得的工业苊产品纯度>95%，收率可达80%以上。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下 本发明的用于洗油加工中工业苊的分馏方法，包括如下步骤
(1)来自甲基萘塔塔底的塔底热油和来自脱苊油槽的脱苊油进入工业苊分馏塔，工业苊分馏塔的塔顶蒸汽经蒸汽发生器冷凝后部分返回塔顶作为回流，其余作为中质洗油馏分采出；于苊分馏塔的侧线采出液相的苊馏分，于苊塔的塔底残油循环加热并排出部分重质洗油，重质洗油进入后续的氧芴塔进行进一步的蒸馏。(2)采出的苊馏分经热交换器冷凝后通过管道进入工业苊结晶器，采用熔融结晶缓慢地降温至结晶温度后一次性放料，结晶后的物料经离心机分离得到工业苊产品，母液经热交换器预热后打入脱苊油槽。本发明中的所述的工业苊分馏塔，理论板数为60 80块，塔顶操作压力为常压， 塔顶温度为248°C 258°C，回流比为9 :1 18 :1。工业苊分馏塔塔顶采出的中质洗油与进入的甲基萘塔塔底热油的质量比为0. 3 1 0. 4 :1，侧线采出的苊馏分与进入的甲基萘塔塔底热油质量比为0. 35 :1 0. 5 :1，甲基萘塔塔底热油和脱苊油分别在塔的上下两段相应位置作双股进料；塔底热油进料位置为第 25 40块板，脱苊油进料位置为第40 60块板，侧线采出位置为6 15块板。本发明中的空气预热器为一回转式的空气预热器，其构成包括转动的圆筒形转子和固定外壳组成，其中转子是受热面，它被分为许多仓格，里面装有蓄热板(换热元件)，扇形顶和底板将转子分为烟气通道和空气通道换热元件由0. 5 1. 2mm厚的波纹钢板层叠而成，装在可拆卸的框内，便于更换。所述转子的转速为1 3转/min。本发明中采用蒸汽发明器回收塔顶蒸汽的气化潜热来产生中低压蒸汽，同时采用回转式空气预热器来提高管式加热炉的热效率。本发明中采用蒸汽发生器回收苊分馏塔塔顶蒸汽的潜热，可以充分利用该汽化潜热来产生0. 3 0. SMPa的蒸汽，以供工厂中的其他工段使用。本发明提出了一种新型的工业苊分馏塔的节能工艺，另外将余热回收引入流程。 与现有技术相比，本发明具有以下优点
(1)工艺流程简单，实现连续化生产操作，减轻了工人劳动强度；
(2)采用熔融结晶操作，避免了溶剂回收和环境污染等问题；
(3)将空气预热器和蒸汽发生器引入流程，充分利用过程的余热，进一步提高了过程的热效率，节能效果明显。
图1是本发明的工艺的流程示意图。图2是本发明中所采用的回转式空气预热器示意图。图中标记1-煤气管道，2-热空气管道，3-冷烟道气管道，4-冷空气管道，5-回转式空气预热器，6-热烟道气管道，7-管式加热炉，8-热油管道，9-工业苊分馏塔，10-蒸汽发生器，11"中质洗油馏分管道，12-苊馏分管道，13-热交换器，14-工业苊结晶器，15-工业苊产品管道，16-脱苊油管道，17-脱苊油槽，18-重质洗油管道，19-换热元件，20-转子。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明方法进行详细描述。实施例1
本发明的用于洗油加工中工业苊的分馏方法，依据图1所示的工艺流程予以实施，其具体如下
(1)来自甲基萘塔塔底的塔底热油通过热油管道8进入工业苊分馏塔9，来自脱苊油槽 17的脱苊油进入工业苊分馏塔9，工业苊分馏塔9的塔顶蒸汽经蒸汽发生器10冷凝后部分返回塔顶作为回流，其余作为中质洗油馏分通过中质洗油馏分11采出。于工业苊分馏塔 9的侧线通过苊馏分管道采出液相的苊馏分，于工业苊分馏塔9的塔底残油循环加热，通过重质洗油管道18排出部分重质洗油，重质洗油进入后续的氧芴塔进行进一步的蒸馏。(2)采出的苊馏分经热交换器13冷凝后通过管道进入工业苊结晶器14，采用熔融结晶缓慢地降温至结晶温度后一次性放料，结晶后的物料经离心机分离得到工业苊产品， 母液经热交换器13预热后通过脱苊油管道打入脱苊油槽17，脱苊油进入工业苊分馏塔9。工业苊分馏塔的理论板数为60块，塔顶操作压力为常压，塔顶温度为248°C，回流比为12 :1。甲基萘塔塔底热油和脱苊油分别在塔的上下两段相应位置作双股进料，塔底热油的流量为3020kg/h。甲基萘塔塔底热油进料位置为第35块板，脱苊油进料位置为第50 块板，侧线采出位置为10块板。塔顶采出的中质洗油甲基萘塔塔底热油=0.35:1 (质量比)，侧线采出的苊馏分甲基萘塔塔底热油=0. 45 :1。离心分离得到的工业苊产品经干燥后，采用气相色谱分析器组成为95. 26% (质量分数)，苊回收率达84.6%。管式加热炉负荷 1289KW蒸汽发生器每小时产生7. 56t/h的0. 4MPa的水蒸气。本实施例中的空气预热器为图2所示的回转式的空气预热器5，其构成包括转动的圆筒形转子20和固定外壳组成，其中转子是受热面，它被分为许多仓格，里面装有蓄热板(换热元件)19，扇形顶和底板将转子分为烟气通道和空气通道换热元件由0. 5 1. 2mm 厚的波纹钢板层叠而成，装在可拆卸的框内，便于更换。所述转子20的转速为1 3转/ min0在本发明方法的实施中，当转子20旋转时，烟道气和空气将分别经所述的空气预热器5上下逆流并穿过所述的蓄热板19，并在穿过蓄热板19的过程中不断的发生热交换， 参照图2并结合图1来说当热烟道气6通过时，会不断地将热量传递给所述的蓄热板19， 温度降低后而成冷烟道气3则经过风机后排入烟囱；当冷空气4流过时，会不断地从蓄热板 19中吸收热量，温度升高后而成的热空气2则进入所述的管式加热炉7参与燃烧。实施例2
采用上述实施例的分馏工艺，不同的是工业苊塔的理论板数为70块，塔顶操作压力为常压，塔顶温度为255°C，回流比为10 :1。甲基萘塔塔底的塔底热油和脱苊油分别在塔的上下两段相应位置作双股进料，塔底热油的流量为3020kg/h。甲基萘塔塔底热油进料位置为第38块板，脱苊油进料位置为第52块板，侧线采出位置为12块板。塔顶采出的中质洗油甲基萘塔塔底热油=0. 34 :1(质量比)，侧线采出的苊馏分甲基萘塔塔底热油=0. 43 :1。 离心分离得到的工业苊产品经干燥后，采用气相色谱分析器组成为96. 18% (质量分数)，苊回收率达86. 5%。管式加热炉负荷1079KW，蒸汽发生器每小时产生6. 33t/h的0. 4MPa的水蒸气。实施例3
采用上述实施例的分馏工艺，不同的是工业苊塔的理论板数为75块，塔顶操作压力为常压，塔顶温度为258°C，回流比为18 :1。甲基萘塔塔底的塔底热油和脱苊油分别在塔的上下两段相应位置作双股进料，塔底热油的流量为3020kg/h。甲基萘塔塔底热油进料位置为第20块板，脱苊油进料位置为第40块板，侧线采出位置为6块板。塔顶采出的中质洗油甲基萘塔塔底热油=0. 3 1 (质量比)，侧线采出的苊馏分甲基萘塔塔底热油=0. 35 :1。 离心分离得到的工业苊产品经干燥后，采用气相色谱分析器组成为95. 65% (质量分数)，苊回收率达85. 9%。管式加热炉负荷1079KW，蒸汽发生器每小时产生6. 35t/h的0. 6MPa的水蒸气。实施例4
采用上述实施例的分馏工艺，不同的是工业苊塔的理论板数为80块，塔顶操作压力为常压，塔顶温度为250°C，回流比为16 :1。甲基萘塔塔底的塔底热油和脱苊油分别在塔的上下两段相应位置作双股进料，塔底热油的流量为3020kg/h。甲基萘塔塔底热油进料位置为第40块板，脱苊油进料位置为第60块板，侧线采出位置为15块板。塔顶采出的中质洗油甲基萘塔塔底热油=0. 4 1 (质量比)，侧线采出的苊馏分甲基萘塔塔底热油=0. 45 :1。 离心分离得到的工业苊产品经干燥后，采用气相色谱分析器组成为96. 18% (质量分数)，苊回收率达86. 11管式加热炉负荷1079KW，蒸汽发生器每小时产生6. 62t/h的0. 8MPa的水蒸气。本发明节能效果明显，其引入流程的节能措施包括两点
一是利用管式加热炉的烟气预热空气，提高进炉空气的温度，不仅有利于管式炉内煤气的燃烧和传热，还能降低烟道气的排烟温度，从而提高管式加热炉的热效率；
二是利用塔顶蒸汽的汽化潜热产生蒸汽，并由蒸汽发生器回收产品馏分的余热，供工厂的其他工段利用。这样的设计方式，使本发明具有了较高的能量利用率，能达到节约能源并大幅度降低生产成本的目的，而且，通过该方法所得的工业芴产品纯度>95%，收率可达80%以上， 可以给企业带来可观的经济效益。以上结合附图和实施例对发明进行了示意性描述。本发明提出了一种新型的工业苊分馏塔的节能工艺，已经通过较佳的实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的结构和设备进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
权利要求
1.一种用于洗油加工中工业苊的分馏方法，其特征在于包括如下步骤(1)来自甲基萘塔塔底的塔底热油和来自脱苊油槽的脱苊油进入工业苊分馏塔，工业苊分馏塔的塔顶蒸汽经蒸汽发生器冷凝后部分返回塔顶作为回流，其余作为中质洗油馏分采出；于苊分馏塔的侧线采出液相的苊馏分，于苊塔的塔底残油循环加热并排出部分重质洗油，重质洗油进入后续的氧芴塔进行进一步的蒸馏；(2)采出的苊馏分经热交换器冷凝后通过管道进入工业苊结晶器，采用熔融结晶缓慢地降温至结晶温度后一次性放料，结晶后的物料经离心机分离得到工业苊产品，母液经热交换器预热后打入脱苊油槽。
2.根据权利要求1所述的用于洗油加工中工业苊的分馏方法，其特征在于所述的工业苊分馏塔，理论板数为60 80块，塔顶操作压力为常压，塔顶温度为248°C 258°C，回流比为9 :1 18 :1。
3.根据权利要求1所述的用于洗油加工中工业苊的分馏方法，其特征在于工业苊分馏塔塔顶采出的中质洗油与进入的甲基萘塔塔底热油的质量比为0. 3 :1 0. 4 :1，工业苊分馏塔侧线采出的苊馏分与进入的甲基萘塔塔底热油质量比为0. 35 :1 0. 5 :1，甲基萘塔塔底热油和脱苊油分别在塔的上下两段相应位置作双股进料；塔底热油进料位置为第 25 40块板，脱苊油进料位置为第40 60块板，侧线采出位置为6 15块板。
4.根据权利要求1所述的用于洗油加工中工业苊的分馏方法，其特征是所述的空气预热器为回转式空气预热器，所述回转式空气预热器的构成包括圆筒形转子和固定外壳， 其中转子是受热面，它被分为许多仓格，仓格里面装有蓄热板，扇形顶和底板将转子分为烟气通道和空气通道。
5.根据权利要求4所述的用于洗油加工中工业苊的分馏方法，其特征是所述的蓄热板由0. 5 1. 2mm厚的波纹钢板层叠而成。
6.根据权利要求4所述的用于洗油加工中工业苊的分馏方法，其特征是所述转子的转速为1 3转/min。
全文摘要
本发明公开了一种用于洗油加工中工业苊的分馏方法，具体如下(1)来自甲基萘塔塔底的塔底热油和来自脱苊油槽的脱苊油进入工业苊分馏塔，工业苊分馏塔的塔顶蒸汽经蒸汽发生器冷凝后部分返回塔顶作为回流，其余作为中质洗油馏分采出；于苊分馏塔的侧线采出液相的苊馏分，于苊塔的塔底残油循环加热并排出部分重质洗油，重质洗油进入后续的氧芴塔进行进一步的蒸馏；(2)采出的苊馏分经热交换器冷凝后通过管道进入工业苊结晶器，采用熔融结晶缓慢地降温至结晶温度后一次性放料，结晶后的物料经离心机分离得到工业苊产品，母液经热交换器预热后打入脱苊油槽。本发明的优点是工艺流程简单，可实现连续化生产操作，产品质量稳定；进入工业芴结晶器的芴馏分采用熔融结晶缓慢降温操作，避免了溶剂回收和环境污染等问题；将空气预热器和蒸汽发生器引入流程，充分利用过程余热，进一步提高了过程的热效率，节能效果明显。
文档编号C07C7/04GK102180763SQ201110064749
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月17日 优先权日2011年3月17日
发明者吴祥平, 张新桥, 李成杰, 许春建 申请人:天津大学, 河南宝舜化工科技有限公司