蒸馏与萃取相结合生产多种沥青产品工艺装置的制作方法

本实用新型涉及冶金焦化行业煤焦油加工工艺技术领域，特别是涉及一种蒸馏与萃取相结合生产多种沥青产品工艺装置。

背景技术：

近年来，随着焦化行业的发展，焦油加工越来越趋向集中化、大规模化、精细分离和深加工方向发展，煤沥青是煤焦油加工过程中分离出的大宗产品，约占焦油的50-60％，是一种重要的化工原料，在电极材料、耐火材料、碳素工业、筑路、建材等行业都有着广泛的应用。

目前，现有焦油加工生产的沥青产品主要有低温沥青、中温沥青和改质沥青，其相应的生产工艺如下：

1)低温沥青生产工艺

低温沥青软化点为40-60℃，按软化点不同，可以是煤焦油分离出的一蒽油馏分、二蒽油馏分、中温沥青的混合物，也可以是二蒽油馏分和中温沥青的混合物。目前生产低温沥青的方法主要有三种，第一种是在常压煤焦油蒸馏工艺中，一蒽油、二蒽油与中温沥青分别采出，再设置一套油品配制设施，用蒽油和中温沥青配制生产低温沥青；第二种是在减压煤焦油蒸馏工艺中，通过调整工艺操作参数，在主塔塔底直接采出低温沥青；第三种是在常减压煤焦油蒸馏工艺中，通过调整工艺操作参数，在减压塔塔底采出低温沥青。

2)中温沥青生产工艺

中温沥青软化点为75-95℃，目前生产中温沥青主要有三种工艺，一是常压煤焦油蒸馏工艺，在二段蒸发器底采出中温沥青；二是减压煤焦油蒸馏工艺，在主塔塔底采出中温沥青；三是常减压煤焦油蒸馏工艺，在减压塔塔底可以采出中温沥青。

3)改质沥青生产工艺

改质沥青的软化点为105-120℃，甲苯不溶物的含量26-34％，喹啉不溶物的含量为6-15％。目前生产改质沥青的方法，主要是以煤焦油蒸馏得到的中温沥青为原料，采用热缩聚法生产改质沥青，热缩聚法按加热方式又可分为釜式加热法和管式炉加热法。

综上所述，目前焦油加工生产工艺中，沥青类产品品种少，附加值不高，且一套生产装置一般只能生产一种沥青产品，不能适应市场上对多种沥青产品的需求。

技术实现要素：

为克服现有技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种蒸馏与萃取相结合生产多种沥青产品工艺装置，以煤焦油为原料，采用蒸馏、萃取与沥青改质相结合联产工艺生产低温沥青、中温沥青、改质沥青、低喹啉不溶物精制沥青、浸渍沥青、硬沥青、粘结剂沥青等产品，可实现用一套生产装置同时生产多种高附加值的沥青产品，最大限度地提高装置的利用率，适应大规模焦油加工的需求。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

蒸馏与萃取相结合生产多种沥青产品工艺装置，包括脱水塔、蒸馏系统、萃取系统和沥青改质系统，其特征在于，所述脱水塔设有焦油入口，水/轻油采出口，脱水焦油采出口；

所述蒸馏系统由1^#加热炉、1^#蒸馏塔、2^#加热炉和2^#蒸馏塔组成，其中1^#蒸馏塔与1^#加热炉连接，塔顶设有酚油采出口，侧线设有萘油采出口和洗油采出口，塔底设有四路低温沥青采出口，一路和脱水焦油采出口会合后循环回1^#加热炉、一路去储存设施或外销、一路去2^#加热炉、一路去萃取系统；2^#蒸馏塔与2^#加热炉连接，塔顶设有蒽油采出口，侧线设有二蒽油采出口，塔底设有三路中温沥青采出口，一路和低温沥青采出口会合后循环回2^#加热炉、一路去储存设施或外销、一路去沥青改质系统；

所述萃取系统由萃取沉降分离器、轻相加热炉、轻相蒸馏塔、重相加热炉和重相蒸馏塔组成，其中萃取沉降分离器与低温沥青采出口连接，设有轻相采出口和重相采出口；轻相蒸馏塔与轻相加热炉连接，塔顶设有混合溶剂采出口，侧线设有可切换的蒽油采出口，塔底设有两路精制沥青采出口，一路和轻相采出口会合后循环回轻相加热炉、一路去储存设施或外销；重相蒸馏塔与重相加热炉连接，塔顶设有混合溶剂采出口与轻相蒸馏塔塔顶的混合溶剂采出口会合后去萃取沉降分离器，侧线设有蒽油采出口，塔底设有三路粘结剂沥青采出口，一路和重相采出口会合后循环回重相加热炉、一路去储存设施或外销、一路去沥青改质系统；

所述沥青改质系统由改质加热器和改质釜组成，其中改质釜与改质加热器连接，釜顶设有闪蒸油采出口，釜底设有两路改质沥青采出口，一路和中温沥青采出口/粘结剂沥青采出口会合后循环回改质加热炉，一路去储存设施或外销。

所述轻相蒸馏塔侧线蒽油采出口开启切取蒽油时，塔底得到浸渍沥青产品，否则得到精制沥青产品。

所述改质釜釜底改质沥青采出口与中温沥青采出口会合后循环回改质加热炉，得到改质沥青产品，否则得到硬沥青产品。

蒸馏与萃取相结合生产多种沥青产品工艺，包括如下步骤：

1)原料处理

含水量为1％-3％，温度80-90℃的煤焦油经与馏分换热并预热到130-140℃后由焦油入口进入脱水塔脱除水分，塔顶采出轻油馏分，塔底采出脱水焦油进入蒸馏系统；

脱水塔在常压条件下操作，塔顶绝对压力101～107kPa，塔顶温度95～120℃，塔底温度180～210℃；

2)一次常压蒸馏

由脱水塔来的脱水焦油与1^#蒸馏塔来的循环低温沥青混合进入1^#加热炉，加热至350～390℃后进入1^#蒸馏塔，经常压蒸馏分离(塔顶压力控制在绝对压力101～107kPa，塔顶温度170～185℃)，塔顶采出酚油，侧线分别采出萘油(采出温度210～240℃)及洗油(采出温度260～280℃)，酚油、萘油及洗油馏份经换热及冷却后送入后续生产单元或外销；塔底采出低温沥青(采出温度约330～360℃，软化点为40～60℃)，共有三个去向，一是直接作为产品外销，二是去2^#蒸馏塔生产中温沥青，三是去萃取系统生产其它沥青产品；

3)二次减压蒸馏

1^#蒸馏塔来的低温沥青与2^#蒸馏塔来的循环中温沥青混合后进2^#加热炉，加热至350～380℃进入2^#蒸馏塔，经减压蒸馏分离(塔顶绝对压力为15～25kPa，塔顶温度为260～280℃)，塔顶采出一蒽油，侧线切取二蒽油(采出温度300～320℃)，塔底采出中温沥青(温度330～360℃，软化点80～90℃)，一是直接作为产品外销，二是送入改质釜生产改质沥青；

4)萃取沉降分离

由1^#蒸馏塔来的低温沥青与萃取剂剂混合，进入萃取沉降分离器分离(分离温度100～150℃，分离时间8～12小时)，分离后轻相送轻相蒸馏塔，重相送重相蒸馏塔；

所述萃取剂为煤油、洗油的混合物；

5)轻相蒸馏

由萃取沉降分离器来的轻相，与轻相蒸馏塔底来的循环精制沥青混合，经轻相加热炉加热后进入轻相蒸馏塔，经减压蒸馏(塔顶绝对压力为10～30kPa，塔顶温度180～230℃)，塔顶采出混合溶剂，经冷却后返回至萃取沉降分离器循环使用，塔底采出低喹啉不溶物的精制沥青(采出温度250～300℃)，可作为产品直接外销(侧线蒽油采出口关闭)；调整轻相蒸馏塔的操作制度，塔顶绝对压力为10～30kPa，塔顶温度180～230℃，侧线蒽油采出口开启采出蒽油(采出温度280～330℃)，则塔底可采出浸渍沥青(采出温度350～370℃)，可作为产品直接外销；

6)重相蒸馏

由萃取沉降分离器来的重相，与重相蒸馏塔底来的循环粘结剂沥青混合，经重相加热炉加热后进入重相蒸馏塔，经减压蒸馏(塔顶绝对压力为10～30kPa)，塔顶采出混合溶剂，经冷却后返回至萃取沉降分离器循环使用，侧线采出蒽油(采出温度280～330℃)，塔底采出粘结剂沥青(采出温度为350～370℃)，一是作为产品直接外销，二是送入改质釜生产硬沥青；

7)沥青改质

由2^#蒸馏塔来的中温沥青，与改质釜底来的循环改质沥青混合，经改质加热炉加热后进入改质釜，经改质操作(温度为350～400℃，停留时间为6～10小时)，釜顶得到闪蒸油，釜底得到改质沥青，可作为产品直接外销；

由重相蒸馏塔来的粘结剂沥青，与改质釜底来的循环改质沥青混合，经改质加热炉加热后进入改质釜，经改质操作(温度为350～400℃，停留时间为6～10小时)，釜顶得到闪蒸油，釜底得到硬沥青，可作为产品直接外销。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)采用蒸馏、萃取、改质相结合的方式，利用一套装置同时生产多品种沥青，操作灵活，可以满足市场对不同沥青产品的需求，解决了以往焦油加工中沥青产品单一附加值低得问题，市场适应性强；

2)流程简捷，物流顺畅，设备布置紧凑，减少占地，缩短沥青物料的输送距离，减少管道堵塞；

3)蒸馏塔根据介质特点选择常压、减压蒸馏相结合的方式，温度、压力制度分配合理，减压蒸馏既降低了操作温度，减少燃料和冷却水的消耗量，又可改善操作环境，有利于环境保护；

4)各蒸馏塔塔底采用油循环加热的供热方式，即便于操作和调节，又能有效地防止结焦的产生；

5)工艺过程不通入蒸汽，不产生废水；

6)采用阶梯换热，充分利用介质余热，节省能源；

7)萃取蒸馏系统萃取剂循环使用，基本无损失，节省运行成本；

8)选择萃取沉降分离方式分离出喹啉不溶物，操作温度低，避免高温结焦。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图。

图中：1-脱水塔 2-1^#加热炉 3-1^#蒸馏塔 4-2^#加热炉 5-2^#蒸馏塔 6-萃取沉降分离器 7-轻相加热炉 8-轻相蒸馏塔 9-重相加热炉 10-重相蒸馏塔 11-改质加热炉12-改质釜

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1所示，本实用新型涉及的一种蒸馏与萃取相结合生产多种沥青产品工艺装置，包括脱水塔1、蒸馏系统、萃取系统和沥青改质系统，其特征在于，所述脱水塔1设有焦油入口，水/轻油采出口，脱水焦油采出口；

所述蒸馏系统由1^#加热炉2、1^#蒸馏塔3、2^#加热炉4、2^#蒸馏塔5组成，其中1^#蒸馏塔2与1^#加热炉3连接，塔顶设有酚油采出口，侧线设有萘油采出口和洗油采出口，塔底设有四路低温沥青采出口，一路和脱水焦油采出口会合后循环回1^#加热炉2、一路去储存设施或直接作为产品外销、一路去2^#加热炉4、一路去萃取系统；2^#蒸馏塔4与2^#加热炉5连接，塔顶设有蒽油采出口，侧线设有二蒽油采出口，塔底设有三路中温沥青采出口，一路和低温沥青采出口会合后循环回2^#加热炉4、一路去储存设施或作为产品直接外销、一路去沥青改质系统；

所述萃取系统由萃取沉降分离器6、轻相加热炉7、轻相蒸馏塔8、重相加热炉9和重相蒸馏塔10组成，其中萃取沉降分离器6与低温沥青采出口连接，设有轻相采出口和重相采出口；轻相蒸馏塔8与轻相加热炉7连接，塔顶设有混合溶剂采出口，侧线设有可切换的蒽油采出口，塔底设有两路精制沥青采出口，一路和轻相采出口会合后循环回轻相加热炉7、一路去储存设施或作为产品直接外销；重相蒸馏塔10与重相加热炉9连接，塔顶设有混合溶剂采出口与轻相蒸馏塔8塔顶的混合溶剂采出口会合后去萃取沉降分离器6，侧线设有蒽油采出口，塔底设有三路粘结剂沥青采出口，一路和重相采出口会合后循环回重相加热炉9、一路去储存设施或外销、一路去沥青改质系统；

所述沥青改质系统由改质加热器11和改质釜12组成，其中改质釜12与改质加热器11连接，釜顶设有闪蒸油采出口，釜底设有两路改质沥青采出口，一路和中温沥青采出口/粘结剂沥青采出口会合后循环回改质加热炉11，一路去储存设施或外销。

所述轻相蒸馏塔8侧线蒽油采出口开启切取蒽油时，塔底得到浸渍沥青产品，否则得到精制沥青产品。

所述改质釜12釜底改质沥青采出口与中温沥青采出口会合后循环回改质加热炉11，得到改质沥青产品，否则得到硬沥青产品。

所述所有加热炉均为立式盘管圆筒炉，炉管材质为不锈钢，且采用空气与烟气换热，燃烧器选用低氮氧燃烧器，节能环保。

蒸馏与萃取相结合生产多种沥青产品工艺，包括如下步骤：

1)原料处理

含水量为1％-3％，温度80-90℃的煤焦油经与馏分换热并预热到130-140℃后由焦油入口进入脱水塔1脱除水分，塔顶采出轻油馏分可作为产品直接外销，塔底采出脱水焦油进入蒸馏系统；

脱水塔1在常压条件下操作，塔顶绝对压力101～107kPa，塔顶温度95～120℃，塔底温度180～210℃；

2)一次常压蒸馏

由脱水塔1来的脱水焦油与1^#蒸馏塔3来的循环低温沥青混合进入1^#加热炉2，加热至350～390℃后进入1^#蒸馏塔3，经常压蒸馏分离(塔顶压力控制在绝对压力101～107kPa，塔顶温度170～185℃)，塔顶采出酚油，侧线分别采出萘油(采出温度210～240℃)及洗油(采出温度260～280℃)，酚油、萘油及洗油馏份经换热及冷却后送入后续生产单元或外销；塔底采出低温沥青(采出温度约330～360℃，软化点为40～60℃)，共有三个去向，一是直接作为产品外销，二是去2^#蒸馏塔生产中温沥青，三是去萃取系统生产其它沥青产品；

3)二次减压蒸馏

1^#蒸馏塔3来的低温沥青与2^#蒸馏塔5来的循环中温沥青混合后进2^#加热炉4，加热至350～380℃进入2^#蒸馏塔5，经减压蒸馏分离(塔顶绝对压力为15～25kPa，塔顶温度为260～280℃)，塔顶采出一蒽油，侧线切取二蒽油(采出温度300～320℃)，塔底采出中温沥青(温度330～360℃，软化点80～90℃)，一是直接作为产品外销，二是送入改质釜12生产改质沥青；

4)萃取沉降分离

由1^#蒸馏塔3来的低温沥青与萃取剂剂混合，进入萃取沉降分离器6分离(分离温度100～150℃，分离时间8～12小时)，分离后轻相送轻相蒸馏塔8，重相送重相蒸馏塔10；

所述萃取剂为煤油、洗油的混合物；

5)轻相蒸馏

由萃取沉降分离器6来的轻相，与轻相蒸馏塔8底来的循环精制沥青混合，经轻相加热炉7加热后进入轻相蒸馏塔8，经减压蒸馏(塔顶绝对压力为10～30kPa，塔顶温度180～230℃)，塔顶采出混合溶剂，经冷却后返回至萃取沉降分离器6循环使用，塔底采出低喹啉不溶物的精制沥青(采出温度250～300℃，喹啉不溶物(QI)的含量不大于0.5％)，可作为产品直接外销(侧线蒽油采出口关闭)；调整轻相蒸馏塔8的操作制度，塔顶绝对压力为10～30kPa，塔顶温度180～230℃，侧线蒽油采出口开启采出蒽油(采出温度280～330℃)，则塔底可采出浸渍沥青(采出温度350～370℃)，可作为产品直接外销；

6)重相蒸馏

由萃取沉降分离器6来的重相，与重相蒸馏塔10底来的循环粘结剂沥青混合，经重相加热炉9加热后进入重相蒸馏塔10，经减压蒸馏(塔顶绝对压力为10～30kPa)，塔顶采出混合溶剂，经冷却后返回至萃取沉降分离器6循环使用，侧线采出蒽油(采出温度280～330℃)，塔底采出粘结剂沥青(采出温度为350～370℃)，一是作为产品直接外销，二是送入改质釜12生产硬沥青；

7)沥青改质

由2^#蒸馏塔5来的中温沥青，与改质釜12底来的循环改质沥青混合，经改质加热炉11加热后进入改质釜12，经改质操作(温度为350～400℃，停留时间为6～10小时)，釜顶得到闪蒸油，釜底得到改质沥青，可作为产品直接外销；

若以萃取蒸馏系统重相蒸馏塔底来的粘结剂沥青为原料，即由重相蒸馏塔10来的粘结剂沥青，与改质釜12底来的循环改质沥青混合，经改质加热炉11加热后进入改质釜12，经改质操作(温度为350～400℃，停留时间为6～10小时)(操作制度不变)，釜顶得到闪蒸油，釜底得到硬沥青，可作为产品直接外销。