一种管式炉加热法改质沥青生产系统的制作方法

1.本实用新型涉及改质沥青生产技术领域，尤其涉及一种管式炉加热法改质沥青生产系统。


背景技术：

2.煤焦油加工过程中一般产生约50％～60％的中温沥青，属于焦油加工的大宗产品，改质沥青是目前中温沥青的主要下游产品，主要用于电解铝行业生产预焙阳极、制备电池棒或电极粘结剂。
3.目前国内的改质沥青生产工艺大多采用热缩聚法，热缩聚法按加热方式可分为釜式加热法和管式炉加热法，本实用新型主要针对管式炉加热法改质沥青生产系统的清洗工艺进行改进。管式炉加热法的改质沥青生产系统，包括从法国引进的加压双炉双釜工艺、国内的常压或减压的双炉双釜工艺，以及单炉单釜工艺等。
4.双炉双釜工艺是以中温沥青为原料，通过管式加热炉进行沥青加热，然后在反应釜内进行改质反应；改质反应分两步进行，即分为一次改质反应和二次改质反应，因产品的要求不同，两次改质反应可以是常压反应、加压反应或减压反应，反应后经改质塔闪蒸并延迟停留时间后，得到改质沥青产品。双炉双釜工艺的优点是采用两步反应，每一步的反应温度、反应时间不一样，反应达到的目的也不一样，可有效控制α
‑
组分和β
‑
组分的生成量，产品质量可控。
5.单炉单釜工艺也是以中温沥青为原料，在管式加热炉内进行沥青加热，然后在反应釜内进行反应，反应后经汽提塔或改质塔闪蒸汽提得到改质沥青；因为是一步完成反应，因此单炉单釜工艺的产品质量控制没有双炉双釜工艺的灵活。
6.管式炉加热法改质沥青生产系统的关键设备是沥青循环泵和管式炉，由于液体沥青本身的特性(含有聚合物等固体悬浮物，液体粘度大易凝固，软化点高达105℃以上)，沥青循环泵及管式炉的炉管容易结焦堵塞，另外，沥青管道的阀门、仪表接管、沥青换热器、降膜冷却器的换热管等也都容易堵塞。特别是系统停工之后，仅通过蒸气或氮气吹扫，设备和管道的各个角落还会有一定量的沥青残留物存在，它们对整个系统的再次开工会造成很大的麻烦，特别是对沥青循环泵和管式炉等关键设备影响更大，会导致沥青循环泵重启困难、管式炉的炉管结焦堵塞。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种管式炉加热法改质沥青生产系统，增设焦油中间槽及配套管道，以焦油作为清洗介质，利用系统原有的改质沥青循环泵，能够实现对整个系统的清洗；有效解决因系统内沥青残留物带来的开停工难题，清洗工艺简单，操作方便。
8.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
9.一种管式炉加热法改质沥青生产系统，包括由1#反应釜、1#管式炉、2#反应釜、2#管式炉、改质塔及降膜冷却器组成的双炉双釜改质沥青生产系统；其中，1#反应釜、1#管式
炉及连接管路系统组成一次改质反应单元，2#反应釜、2#管式炉及连接管路系统组成二次改质反应单元；改质塔、降膜冷却器及连接管路系统组成改质冷却单元；还包括焦油循环清洗系统；所述焦油循环清洗系统由焦油中间槽、清洗焦油管道及焦油回收管道组成，焦油中间槽分别通过清洗焦油管道、焦油回收管道连接一次改质反应单元、二次改质反应单元及改质冷却单元，组成循环清洗回路。
10.所述1#反应釜的上部设加热沥青入口一，顶部设闪蒸油气出口一，底部设沥青出口一；所述沥青出口一通过沥青循环管道一连接1#管式炉的入口，沥青循环管道一上设1#改质沥青循环泵；所述加热沥青入口一通过加热循环管道一连接1#管式炉的出口，加热沥青循环管道一上设中温沥青入口与中温沥青管道相连；
11.所述2#反应釜的上部设加热沥青入口二，顶部设闪蒸油气出口二，底部设沥青出口二；所述沥青出口二通过沥青循环管道二连接2#管式炉的入口，沥青循环管道二上沿沥青流动方向依次设有2#改质沥青循环泵及喷射混合器，喷射混合器另外通过沥青连接管道一连接沥青循环管道一；所述加热沥青入口二通过加热循环管道二连接2#管式炉的出口；
12.所述改质塔的上部一侧设沥青入口，上部另一侧设循环沥青入口，顶部设闪蒸油气出口三，底部设改质沥青出口；所述沥青入口通过沥青连接管道二连接喷射混合器上游的沥青循环管道二；所述改质沥青出口通过改质沥青循环管道连接循环沥青入口；改质沥青循环管道上设改质塔沥青循环泵；
13.所述降膜冷却器的上部一侧设改质沥青入口，上部另一侧设水蒸汽出口，下部另一侧设蒸汽冷凝液入口，底部设换热后改质沥青出口；所述改质沥青入口通过改质沥青入口管道连接改质沥青循环管道，改质沥青入口管道上设沥青换热器；所述水蒸汽出口与蒸汽冷凝液入口通过蒸汽管道相连，蒸汽管道上设蒸汽流动方向依次设有蒸汽冷凝器、冷凝水罐及冷凝水泵；所述换热后改质沥青出口连接改质沥青出口管道，改质沥青出口管道上设沥青上料泵；
14.所述焦油中间槽的顶部设焦油入口及废焦油入口，下部设焦油出口；所述焦油入口连接焦油输送管道；焦油出口通过清洗焦油管道分别连接沥青循环管道一、沥青循环管道二、改质沥青循环管道及改质沥青出口管道；所述废焦油入口通过焦油回收管道分别连接沥青循环管道一、沥青循环管道二及改质沥青出口管道；废焦油入口管道另外通过废焦油管道连接焦油油库。
15.所述1#反应釜的沥青出口一处设阀门一；所述沥青循环管道一在与沥青连接管道一连接处的上游设阀门二；所述2#反应釜的沥青出口二处设阀门三；所述沥青循环管道二在与沥青连接管道二连接处的上游设阀门四；所述改质塔的改质沥青出口处设阀门五；所述改质沥青循环管道在与改质沥青入口管道连接处的下游设阀门六；所述改质沥青出口管道在沥青上料泵的下游设阀门七；所述清洗焦油管道在靠近沥青循环管道一处设阀门八；所述焦油回收管道在靠近沥青循环管道一处设阀门九；所述清洗焦油管道在靠近沥青循环管道二处设阀门十；所述焦油回收管道在靠近沥青循环管道二处设阀门十一；所述清洗焦油管道在靠近改质沥青循环管道处设阀门十二；所述焦油回收管道在靠近改质沥青出口管道处设阀门十三。
16.所述1#反应釜上设重量记录控制仪表一，所述沥青连接管道一上设重量记录调节阀一，重量记录控制仪表一与重量记录调节阀一联锁控制。
17.所述2#反应釜上设重量记录控制仪表二，所述沥青连接管道二上设重量记录调节阀二，重量记录控制仪表二与重量记录调节阀二联锁控制。
18.所述改质塔上设重量记录控制仪表三，所述改质沥青入口管道上设重量记录调节阀三，重量记录控制仪表三与重量记录调节阀三联锁控制。
19.所述降膜冷却器在对应其下部的沥青储槽处设液位记录调节仪表，液位记录调节仪表与沥青上料泵联锁控制。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.1)本实用新型在常规管式炉加热法改质沥青生产系统的基础上增加了清洗功能，通过增设一个焦油中间槽和配套的管道，以焦油作为清洗介质，巧妙利用原有工艺中的沥青循环泵，对生产系统中的所有沥青设备和管道进行彻底的清洗，从而避免了因设备或管道堵塞导致再次开工困难的所有隐患；
22.2)延长了沥青循环泵的使用寿命；
23.3)清洗工艺简单，操作方便，与之前通过吹扫的方式相比，清洗更加更加彻底；
24.4)在阀门全部采用电动阀门的基础上，可实现全自动化程序操作。
附图说明
25.图1是本实用新型所述一种管式炉加热法改质沥青生产系统的结构示意图。
26.图中：1.1#反应釜 2.2#反应釜 3.改质塔 4.1#管式炉 5.2#管式炉 6.沥青换热器 7.降膜冷却器 8.蒸汽冷凝器 9.冷凝水罐 10.1#改质沥青循环泵 11.2#改质沥青循环泵 12.改质塔沥青循环泵 13.沥青上料泵 14.冷凝水泵 15.重量记录调节阀一 16.重量记录调节阀二 17.重量记录调节阀三 18.喷射混合器 19.阀门一 20.阀门二 21.阀门三 22.阀门四 23.阀门五 24.阀门六 25.阀门七 26.焦油中间槽 27.阀门八 28.阀门九 29.阀门十 30.阀门十一 31.阀门十二 32.阀门十三 wrc01.重量记录控制仪表一 wrc02.重量记录控制仪表二 wrc03.重量记录控制仪表三 lrc01.液位记录调节仪表
具体实施方式
27.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：
28.如图1所示，本实用新型所述一种管式炉加热法改质沥青生产系统，包括由1#反应釜1、1#管式炉4、2#反应釜2、2#管式炉5、改质塔3及降膜冷却器7组成的双炉双釜改质沥青生产系统；其中，1#反应釜1、1#管式炉4及连接管路系统组成一次改质反应单元，2#反应釜2、2#管式炉5及连接管路系统组成二次改质反应单元；改质塔3、降膜冷却器7及连接管路系统组成改质冷却单元；还包括焦油循环清洗系统；所述焦油循环清洗系统由焦油中间槽26、清洗焦油管道及焦油回收管道组成，焦油中间槽26分别通过清洗焦油管道、焦油回收管道连接一次改质反应单元、二次改质反应单元及改质冷却单元，组成循环清洗回路。
29.所述1#反应釜1的上部设加热沥青入口一，顶部设闪蒸油气出口一，底部设沥青出口一；所述沥青出口一通过沥青循环管道一连接1#管式炉4的入口，沥青循环管道一上设1#改质沥青循环泵10；所述加热沥青入口一通过加热循环管道一连接1#管式炉1的出口，加热沥青循环管道一上设中温沥青入口与中温沥青管道相连；
30.所述2#反应釜2的上部设加热沥青入口二，顶部设闪蒸油气出口二，底部设沥青出
口二；所述沥青出口二通过沥青循环管道二连接2#管式炉5的入口，沥青循环管道二上沿沥青流动方向依次设有2#改质沥青循环泵11及喷射混合器18，喷射混合器18另外通过沥青连接管道一连接沥青循环管道一；所述加热沥青入口二通过加热循环管道二连接2#管式炉5的出口；
31.所述改质塔3的上部一侧设沥青入口，上部另一侧设循环沥青入口，顶部设闪蒸油气出口三，底部设改质沥青出口；所述沥青入口通过沥青连接管道二连接喷射混合器18上游的沥青循环管道二；所述改质沥青出口通过改质沥青循环管道连接循环沥青入口；改质沥青循环管道上设改质塔沥青循环泵12；
32.所述降膜冷却器7的上部一侧设改质沥青入口，上部另一侧设水蒸汽出口，下部另一侧设蒸汽冷凝液入口，底部设换热后改质沥青出口；所述改质沥青入口通过改质沥青入口管道连接改质沥青循环管道，改质沥青入口管道上设沥青换热器6；所述水蒸汽出口与蒸汽冷凝液入口通过蒸汽管道相连，蒸汽管道上设蒸汽流动方向依次设有蒸汽冷凝器8、冷凝水罐9及冷凝水泵14；所述换热后改质沥青出口连接改质沥青出口管道，改质沥青出口管道上设沥青上料泵13；
33.所述焦油中间槽26的顶部设焦油入口及废焦油入口，下部设焦油出口；所述焦油入口连接焦油输送管道；焦油出口通过清洗焦油管道分别连接沥青循环管道一、沥青循环管道二、改质沥青循环管道及改质沥青出口管道；所述废焦油入口通过焦油回收管道分别连接沥青循环管道一、沥青循环管道二及改质沥青出口管道；废焦油入口管道另外通过废焦油管道连接焦油油库。
34.所述1#反应釜1的沥青出口一处设阀门一19；所述沥青循环管道一在与沥青连接管道一连接处的上游设阀门二20；所述2#反应釜2的沥青出口二处设阀门三21；所述沥青循环管道二在与沥青连接管道二连接处的上游设阀门四22；所述改质塔3的改质沥青出口处设阀门五23；所述改质沥青循环管道在与改质沥青入口管道连接处的下游设阀门六24；所述改质沥青出口管道在沥青上料泵13的下游设阀门七25；所述清洗焦油管道在靠近沥青循环管道一处设阀门八27；所述焦油回收管道在靠近沥青循环管道一处设阀门九28；所述清洗焦油管道在靠近沥青循环管道二处设阀门十29；所述焦油回收管道在靠近沥青循环管道二处设阀门十一30；所述清洗焦油管道在靠近改质沥青循环管道处设阀门十二31；所述焦油回收管道在靠近改质沥青出口管道处设阀门十三32。
35.所述1#反应釜1上设重量记录控制仪表一wrc01，所述沥青连接管道一上设重量记录调节阀一15，重量记录控制仪表一wrc01与重量记录调节阀一15联锁控制。
36.所述2#反应釜2上设重量记录控制仪表二wrc02，所述沥青连接管道二上设重量记录调节阀二16，重量记录控制仪表二wrc02与重量记录调节阀二16联锁控制。
37.所述改质塔3上设重量记录控制仪表三wrc03，所述改质沥青入口管道上设重量记录调节阀三17，重量记录控制仪表三wrc03与重量记录调节阀三17联锁控制。
38.所述降膜冷却器7在对应其下部的沥青储槽处设液位记录调节仪表lrc01，液位记录调节仪表lrc01与沥青上料泵13联锁控制。
39.本实用新型所述一种管式炉加热法改质沥青生产系统的清洗工艺如下：
40.1)一次改质反应单元停工清洗；
41.停1#管式炉4，将一次改质反应单元中的沥青全部通过沥青连接管道一排空至二
次改质反应单元中；趁余热，立即对一次改质反应单元进行清洗；清洗前，阀门一19、阀门二20、重量记录调节阀一wrc01、阀门八27、阀门九28处于关闭状态；清洗时，打开阀门八27、阀门二20，启动1#改质沥青循环泵10，将焦油中间槽26中贮存的焦油注入到1#反应釜1中，待重量记录调节仪表一wrc01显示1#反应釜1内的液位达到设定值时，关闭阀门八27，打开阀门一19，使1#反应釜1、1#改质沥青循环泵10、1#管式炉4之间形成闭路循环；利用焦油作为清洗介质对1#改质沥青循环泵10、1#管式炉4炉管进行清洗，同时，附带清洗一次改质反应单元的所有设备和管道；循环清洗1～2个小时之后，打开阀门九28，关闭阀门二20，将一次改质反应单元内的焦油送回到焦油中间槽26，待重量记录调节仪表一wrc01显示1#反应釜1内焦油量为零时，关闭阀门九28，停1#改质沥青循环泵10，通过吹扫管把残余焦油吹扫回焦油中间槽26；
42.2)二次改质反应单元停工清洗；
43.停2#管式炉5，将二次改质反应单元中的沥青全部排空至改质塔3；趁余热，立即对第二步改质反应单元进行清洗；清洗前，阀门三21、阀门四22、重量记录调节阀二wrc02、阀门十29、阀门十一30处于关闭状态；清洗时，打开阀门十29、阀门四22，启动2#改质沥青循环泵11，将焦油中间槽26中贮存的焦油注入到2#反应釜2中，待重量记录调节仪表二wrc02显示2#反应釜2内的液位达到设定值时，关闭阀门十29，打开阀门三21，使2#反应釜2、2#改质沥青循环泵11、2#管式炉5之间形成闭路循环；利用焦油作为清洗介质对2#改质沥青循环泵11、2#管式炉5炉管进行清洗，同时附带清洗二次改质反应单元的所有设备和管道；循环清洗1～2个小时之后，打开阀门十一30，关闭阀门四22，将2#反应釜5内的焦油送回到焦油中间槽26，待重量记录调节仪表二erc02显示2#反应釜2内的焦油量为零时，关闭阀门十一30，停2#改质沥青循环泵11，通过吹扫管把残余焦油吹扫回焦油中间槽26；
44.3)改质冷却单元停工清洗；
45.将改质冷却单元中的沥青全部排空去后续的沥青成型系统，趁余热，立即对改质冷却单元进行清洗；清洗前，阀门五23、阀门六24、阀门七25、重量记录调节阀三wrc03、阀门十二31、阀门十三32处于关闭状态；清洗时，打开阀门十二31、阀门六24，启动改质塔沥青循环泵12，将焦油中间槽26中贮存的焦油注入到改质塔3中；待重量记录调节仪表三wrc03显示改质塔3的液位达到设定值时，关闭阀门十二31，打开阀门五23，使改质塔3、改质塔沥青循环泵12之间形成闭路循环；利用焦油作为清洗介质对改质塔循环泵12及改质沥青循环管道进行清洗，同时，附带清洗改质冷却单元中的所有设备及管道；循环清洗1～2个小时之后，打开重量记录调节阀三wrc03、关闭阀门六24，将改质塔3内的焦油经沥青换热器6送到沥青降膜冷却器7，并以满流的方式进入各降液管，在降液管内形成均匀的液膜向下流动；最终将焦油收集到下部的沥青储槽，待液位记录调节仪表lrc01显示的液位达到设定液位时，打开阀门十三32，启动沥青上料泵13，将沥青储槽内的焦油送回到焦油中间槽26；待重量记录调节仪表三wrc03显示改质塔3内的焦油为零时，关闭重量记录调节阀三wrc03，停改质塔沥青循环泵12，切断沥青上料泵13与液位记录调节仪表lrc01的液位联锁；当液位记录调节仪表lrc01显示沥青贮槽内的液位为零时，关闭沥青上料泵13，关闭阀门十三32，通过吹扫管把残余焦油吹扫回焦油中间槽26。
46.所述步骤1)中，1#反应釜1的液位设定值不小于1#反应釜1容积的1/4；所述步骤2)中，2#反应釜2的液位设定值不小于2#反应釜2容积的1/4；所述步骤3)中，改质塔3的液位设
定值不小于改质塔3容积的1/4；沥青贮槽中的液位设定值不小于沥青贮槽容积的1/2。
47.所述焦油中间槽26内的焦油，经过多次清洗操作后，利用1#改质沥青循环泵10或2#改质沥青循环泵11通过废焦油管道送回焦油油库。
48.本实用新型所述一种管式炉加热法改质沥青生产系统中，采用双炉双釜管式炉加热法生产改质沥青，生产工艺为：外来的中温沥青通过加热循环沥青管道一进入1#反应釜1，进行一次改质反应，1#反应釜1底部出料，用1#改质沥青循环泵10送去1#管式炉4加热，加热后的沥青作为1#反应釜1改质反应的热源，通过重量记录调节仪表一wrc01恒重，调节一次改质反应单元的出料量；一次改质反应单元出料进入喷射混合器18，通过喷射混合器18产生的真空吸入沥青循环管道二，经2#管式炉5加热后，进入2#反应釜2进行二次改质反应；2#反应釜2底部出料用2#改质沥青循环泵11送去2#管式炉5加热，加热后的沥青作为2#反应釜1改质反应的热源，通过重量记录调节仪表二wrc02恒重，调节二次改质反应单元的出料料；二次改质反应单元出料去改质塔3，利用余热进行闪蒸改质反应，依据重量记录调节仪表三wrc03恒重，调节改质塔3出料量，改质塔3出料经沥青换热器6与原料焦油换热后，送降膜冷却器7，在降膜冷却器7与蒸汽冷凝液换热后，用沥青上料泵13送到后续的沥青成型系统中。
49.本实用新型在常规双炉双釜管式炉加热法生产改质沥青的生产系统基础上，增设了焦油中间槽26用于贮存焦油油库送来焦油，该焦油用作洗涤介质。通过配套的管道将焦油中间槽26与一次改质反应单元、二次改质反应单元及改质冷却单元进行连接，并设多个阀门。其中：
50.所述阀门八27位于清洗焦油管道与沥青循环管道一之间的连接管道上，该连接管道是用于清洗一次改质反应单元的焦油输入管道。
51.所述阀门九28位于焦油回收管道与沥青循环管道一之间的连接管道上，该连接管道是用于清洗一次改质反应单元的焦油输出管道。
52.所述阀门十29位于清洗焦油管道与沥青循环管道二之间的连接管道上，该连接管道是用于清洗二次改质反应单元的焦油输入管道。
53.所述阀门十一30位于焦油回收管道与沥青循环管道二之间的连接管道上，该连接管道是用于清洗二次改质反应单元的焦油输出管道。
54.所述阀门十二31位于清洗焦油管道与改质沥青循环管道之间的连接管道上，该连接管道是用于清洗改质冷却单元的焦油输入管道。
55.所述阀门十三32位于焦油回收管道与改质沥青出口管道之间的连接管道上，该连接管道是用于清洗改质冷却单元的焦油输出管道。
56.本实用新型所述一种管式炉加热法改质沥青生产系统的清洗工艺，配合双炉双釜管式炉加热法改质沥青生产工艺停工操作进行管道和设备的清洗。
57.焦油经多次清洗操作后，利用1#改质沥青循环泵10或2#改质沥青循环泵11送回焦油油库，与焦油原料掺混后重复利用。
58.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。