一种含油残渣制备复合碳材料的装置的制作方法

本实用新型涉及煤化工技术领域，具体涉及一种含油残渣制备复合碳材料的装置。

背景技术：

我国有丰富的煤炭资源，现代煤化工是实现煤炭资源高效利用的重要途径。在煤炭加工利用(如煤油共炼、直接液化、分质利用等)过程中，会产生大量的含油残渣副产物，这些副产物通常由煤中未转化组分、添加剂、重质油、煤焦油、沥青以及无机杂质组成，成分复杂、有毒有害，缺乏高效和资源化利用途径。此外，在原油开采及后续处理加工过程中，会产生大量的油泥，如清罐油泥、浮渣油泥、落地油泥等含油残渣。

传统的含油残渣处理加工技术，主要通过直接燃烧或填埋的方式进行处理，而一般含油残渣中具有较高的氢碳比，直接燃烧不经济，而且还需要考虑脱硫的问题，填埋会严重污染环境，并且没有得到资源化利用，没有体现和发挥其重要的价值。研发先进的含油残渣高效高附加值利用技术，已成为迫切需要解决的制约新型煤化工技术可持续发展的瓶颈问题之一。

目前，关于资源化利用含油残渣的处理技术，主要是包括将含油残渣用于煤气化、煤热解、制备碳材料及改性沥青等方面，其中，制备碳材料是一种综合利用含油残渣的新途径，不仅完善煤炭及其副产物的深加工利用，将产品差异化、高端化和高附加值作为重点发展方向，突出延伸煤化工产业链、丰富产品、开发新型煤基化学品，同时对于加快煤化工产业转型升级，促进煤化工产业由粗放型向质量效益型发展具有重要的战略意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种不仅实现了含油残渣的资源化高效利用，同时得到了高附加值的化学品及碳材料的含油残渣制备复合碳材料的装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：包括定向萃取单元、高附加值化学品制备单元和复合碳材料制备单元；

所述的定向萃取单元包括与原料相连接的定向萃取器，定向萃取器顶部与萃取剂回收器连接，底部与带添加剂入口的高效混合器连接；

所述的高附加值化学品制备单元包括与萃取剂回收器相连接的反应转化器，以及与反应转化器相连接的高附加值化学品产品罐；

所述的复合碳材料制备单元包括与高效混合器相连接的高温活化器，与高温活化器相连接的带洗涤剂入口的洗涤器，与洗涤器相连接的分离器，与分离器相连接的复合碳材料产品罐。

所述的原料包括：在煤油共炼、直接液化、分质利用煤炭加工过程中产生的含油副产物残渣，以及在原油开采、集输、加工过程中产生的油泥。

所述的萃取剂回收器上还安装有与定向萃取器相连通的将萃取剂回收后返回定向萃取器的管路。

所述的洗涤剂从外部加入至洗涤器，洗涤器为两级洗涤，第一级为粗洗，第二级为精洗，两级串联。

所述的分离器将洗涤器出来的溶剂进行分离，分离器上还安装有与高效混合器相连能的将分离后形成的添加剂返回至高效混合器同时补充部分新鲜添加剂的管路。

所述的高温活化器包含可实现气体介质包括惰性气体和氢气、氧气和水蒸汽多组分活化气的供气系统及低真空控制系统。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型创造性的利用目前煤化工行业含油残渣为原料，经过定向萃取器将含油残渣进行分离，通过不同工艺及技术的耦合，分别制备高附加值的化学品和新型复合碳材料。该装置实现了危险废固的资源化利用，获得了高性能新型碳材料，同时整体流程简单，分级处理，易操作，能耗低，溶剂回收，成本低等优势，不仅实现了含油残渣的资源化高效利用，同时得到了高附加值的化学品及碳材料。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

1、原料；2、定向萃取器；3、萃取剂回收器；4、反应转化器；5、高附加值化学品产品罐；6、高效混合器；7、添加剂；8、高温活化器；9、洗涤器；10、洗涤剂；11、分离器；12、复合碳材料产品罐。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

如图1，本实用新型，包括定向萃取单元、高附加值化学品制备单元和复合碳材料制备单元；

定向萃取单元包括与原料1相连接的定向萃取器2，定向萃取器2顶部与萃取剂回收器3连接，底部与带添加剂入口的高效混合器6连接；萃取剂回收器3上还安装有与定向萃取器2相连通的将萃取剂回收后返回定向萃取器2的管路，实现萃取剂的循环利用；

高附加值化学品制备单元包括与萃取剂回收器3相连接的反应转化器4，以及与反应转化器4相连接的高附加值化学品产品罐5；

复合碳材料制备单元包括与高效混合器6相连接的高温活化器8，与高温活化器8相连接的带洗涤剂入口的洗涤器9，与洗涤器9相连接的分离器11，与分离器11相连接的新型复合碳材料产品罐12；本实用新型的高温活化器8包含可实现气体介质包括惰性气体和氢气、氧气和水蒸汽多组分活化气的供气系统及低真空控制系统，洗涤剂10从外部加入至洗涤器9，洗涤器9为两级串联洗涤，第一级为粗洗，第二级为精洗，分离器11将洗涤器9出来的溶剂进行分离，分离器11上还安装有与高效混合器6相连能的将分离后形成的添加剂返回至高效混合器6循环利用，同时补充部分新鲜添加剂7的管路。

本实用新型含油残渣制备复合碳材料的装置包括以下步骤：

(1)定向萃取：本实用新型的原料是在煤油共炼、直接液化、分质利用等煤炭加工过程中产生的含油副产物残渣，以及在原油开采、集输、加工过程中产生的油泥。将原料置于定向萃取器2中进行萃取，定向萃取器2顶部与萃取剂回收器3连接，实现萃取剂的回收利用，同时与高附加值化学品制备单元相连接；定向萃取器2底部与高效混合器6连接，实现萃余物进入高效混合器中；

(2)高附加值化学品制备：萃取剂回收器3相连接的反应转化器4，实现将萃取物在反应转化器4中进行转化，制备高附加值化学品，储存在与反应转化器4相连接的高附加值化学品产品罐5中；

(3)复合碳材料制备：经定向萃取器2后的萃余物进入到与定向萃取器2底部相连接的高效混合器6中，与添加剂7进行高效混合后，进入到与高效混合器6相连接的高温活化器8中，高温活化器8包含供气系统及低真空控制系统，可实现气体介质包括惰性气体和氢气、氧气、水蒸汽等多组分活化气；经高温活化后的样品进入到与高温活化器8相连接的洗涤器9中，洗涤器9为两级洗涤，一级为酸洗，另一级为水洗，且两级串联；经洗涤后样品进入到与洗涤器9相连接的分离器11中进行分离，分离后的产品进入到与分离器11相连接的复合碳材料产品罐12；分离后形成的添加剂返回至高效混合器6循环利用，同时补充部分新鲜的添加剂7。

技术特征：

1.一种含油残渣制备复合碳材料的装置，其特征在于：包括定向萃取单元、高附加值化学品制备单元和复合碳材料制备单元；

所述的定向萃取单元包括与原料(1)相连接的定向萃取器(2)，定向萃取器(2)顶部与萃取剂回收器(3)连接，底部与带添加剂入口的高效混合器(6)连接；

所述的高附加值化学品制备单元包括与萃取剂回收器(3)相连接的反应转化器(4)，以及与反应转化器(4)相连接的高附加值化学品产品罐(5)；

所述的复合碳材料制备单元包括与高效混合器(6)相连接的高温活化器(8)，与高温活化器(8)相连接的带洗涤剂入口的洗涤器(9)，与洗涤器(9)相连接的分离器(11)，与分离器(11)相连接的复合碳材料产品罐(12)。

2.根据权利要求1所述的含油残渣制备复合碳材料的装置，其特征在于：所述的原料(1)包括：在煤油共炼、直接液化、分质利用煤炭加工过程中产生的含油副产物残渣，以及在原油开采、集输、加工过程中产生的油泥。

3.根据权利要求1所述的含油残渣制备复合碳材料的装置，其特征在于：所述的萃取剂回收器(3)上还安装有与定向萃取器(2)相连通的将萃取剂回收后返回定向萃取器(2)的管路。

4.根据权利要求1所述的含油残渣制备复合碳材料的装置，其特征在于：所述的洗涤剂(10)从外部加入至洗涤器(9)，洗涤器(9)为两级洗涤，第一级为粗洗，第二级为精洗，两级串联。

5.根据权利要求1所述的含油残渣制备复合碳材料的装置，其特征在于：所述的分离器(11)将洗涤器(9)出来的溶剂进行分离，分离器(11)上还安装有与高效混合器(6)相连能的将分离后形成的添加剂返回至高效混合器(6)同时补充部分新鲜添加剂(7)的管路。

6.根据权利要求1所述的含油残渣制备复合碳材料的装置，其特征在于：所述的高温活化器(8)包含可实现气体介质包括惰性气体和氢气、氧气和水蒸汽多组分活化气的供气系统及低真空控制系统。

技术总结
一种含油残渣制备复合碳材料的装置，包括定向萃取单元、高附加值化学品制备单元和新型复合碳材料制备单元。通过定向萃取器将含油残渣进行分离，通过不同工艺及技术的耦合，分别制备高附加值的化学品和新型复合碳材料。装置整体流程简单，易操作，能耗低，萃取剂及洗涤剂均可循环利用，实现了含油残渣的资源化高效利用，处理了危险固废的同时，得到了高性质、高比表面积的新型复合碳材料。

技术研发人员：王汝成;张晓欠;杨会民;靳皎;郝婷;王武生;刘丹;王蒙
受保护的技术使用者：陕西延长石油(集团)有限责任公司
技术研发日：2019.11.26
技术公布日：2020.07.10