专利名称：煤系针状焦的制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及针状焦的制备装置领域，具体地说涉及一种煤系针状焦的制备装置。
背景技术：
针状焦是炭素材料中的一个优质品种，其外观呈银灰色、有金属光泽，因表面有明显的纤维状或针状的纹理而得名。针状焦内部的孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比。针状焦是生产高功率和超高功率电炉炼钢用石墨电极的主要原料，其石墨化制品广泛用于电炉炼钢电极、核反应堆减速材料和火箭技术。用针状焦制造的超高功率石墨电极的使用可以明显地提高炼钢效率，减少环境污染。根据生产原料的不同，针状焦可分为油系针状焦和煤系针状焦两种。由于原油资源的紧缺，致使油系针状焦原料的减少，煤系原料生产针状焦有价格优势，并且随着我国煤化工行业的快速发展，煤炭加工过程中的副产物煤焦油的产量不断增加，促进了煤系针状焦制备技术的发展。目前，国内外制备煤系针状焦的典型装置，如附图1所示的专利号为ZL200610047468.1的中国发明专利，主要设备包括闪蒸塔101、缩聚反应釜102、焦化塔103、分馏塔104，原料在闪蒸塔101内进行闪蒸，塔顶逸出的油气进行分步冷凝，分别获得重、中、轻三种闪蒸油，重闪蒸油直接进焦化塔103，中闪蒸油进缩聚反应釜102经缩聚反应后生成缩聚浙青再进焦化塔103，石油组分加入到闪蒸原料或缩聚原料或焦化原料中在焦化塔103中进行共炭化，得到针状焦，焦化塔103顶部逸出的焦化油气进入到分馏塔104中，得到的重质油循环使用。这套装置虽然工艺先进，可以避免设备堵塞，但是缺点是操作工艺复杂，设备投资 成本高，原料的净化效果达不到要求。
实用新型内容为了克服上述装置存在的不足，本实用新型的目标在于提供一种煤系针状焦的制备装置，采用该装置煤焦油、煤浙青、回配软浙青或煤焦油馏分等原料以循环的方式缩聚后经热过滤和离心过滤脱除原料中的喹啉不溶物，再闪蒸得到精制浙青焦化原料，最后经焦化塔焦化和煅烧炉高温煅烧制得针状焦。为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:—种煤系针状焦的制备装置，包括缩聚反应釜、及分别与缩聚反应釜相连的1#加热炉和加压热过滤釜；所述1#加热炉分别连通净化缩聚物料槽和闪蒸塔，所述加压热过滤釜依次连通离心机和净化缩聚物料槽；所述闪蒸塔连通2#加热炉，所述2#加热炉连通焦化塔，焦化塔顶部连通分馏塔，分馏塔连通加压热过滤釜构成重组分油回用回路；焦化塔底部连通有煅烧炉。进一步地，所述1#加热炉和2#加热炉为立式盘管圆筒炉；1#加热炉炉体上部和下部各有一套加热盘管，在1#加热炉外侧设置的原料泵的出料口与1#加热炉下部加热盘管的进料口通过管道相连。进一步地，所述缩聚反应釜的顶部设有轻油出口，底部设有缩聚循环物料出口，缩聚循环物料出口通过管道与1#加热炉下部加热盘管的进料口管道相连，在缩聚反应釜的入口管道上设有缩聚物料采出口。进一步地，所述加压热过滤釜为立式空釜，底部为锥形结构，釜顶分别设有惰性气体进气口和惰性气体放气口，釜内设有滤材层，靠近滤材层的釜体侧壁设有带密封装置的残渣出口，釜体底部设有滤液出口。进一步地，所述加压热过滤釜设为两个并联相接的釜体，釜顶的原料入口通过带有三通球阀的管道与缩聚反应釜出口管道连接的换热器的出料口相连。进一步地，所述滤材层设在加热加压过滤釜腔体内塔底至塔顶的1/6处，所述滤材层由固体颗粒物均匀的铺在不锈钢滤网上。进一步地，所述闪蒸塔为两个串联相接的1#闪蒸塔和2#闪蒸塔，所述1#闪蒸塔的侧壁与1#加热炉上部加热盘管的出料口相接，底部设有高温浙青采出口 ；所述2#闪蒸塔的顶部设有轻油采出口。进一步地，所述分馏塔的顶部设有气体出口，中部设有轻油出口，下部设有重油出口，底部设有重组分油出口，重组分油出口通过管道与加压热过滤釜的入口管道相连。进一步地，所述2#加热炉通过加热炉进料泵和管道与2#闪蒸塔相连通，在管道上设有水蒸气入口。
进一步地，所述焦化塔设为两个并联相接的塔体，其顶部设有焦化油气逸出口，两个焦化塔顶部的焦化油气逸出口通过三通管道与分馏塔的进料口相连，焦化塔底部的出料口通过管道与煅烧炉的进料口相连，煅烧炉的底部设有针状焦出口。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:利用该装置制备煤系针状焦操作工艺简单，原料净化效果好，原料预处理后制得的精制净化浙青中喹啉不溶物(QI)的含量低，用此装置制备的针状焦热膨胀系数低，可用于制造高品质的超高功率石墨电极。
图1是现有国内外制备煤系针状焦的典型装置结构示意图。图2是本实用新型所述一种煤系针状焦的制备装置结构示意图。图中1-原料泵 2-1#加热炉 3-缩聚反应釜 4-加压热过滤釜 5-离心机6-净化缩聚物料槽 7-闪蒸进料泵 8-1#闪蒸塔 9-2#闪蒸塔 10-加热炉进料泵11-2#加热炉12-焦化塔13-分馏塔14-煅烧炉。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。如图2所示，一种煤系针状焦的制备装置，包括缩聚反应釜3，缩聚反应釜3分别连接有1#加热炉2和加压热过滤釜4 ； 1#加热炉2通过管道分别连通有净化缩聚物料槽6和两个串联相接的1#闪蒸塔8和2#闪蒸塔9 ;加压热过滤釜4为两个相同的釜体，两个釜体底部连通离心机5，离心机5再和净化缩聚物料槽6相连；两个串联相接的1#闪蒸塔8和2#闪蒸塔9通过加热炉进料泵10连通2#加热炉11，2#加热炉11连通两个并联相接的焦化塔12，两个焦化塔12顶部出口连通分馏塔13，分馏塔13连通加压热过滤釜4构成重组分油回用回路；焦化塔12底部连通有煅烧炉14。其中，1#加热炉2为立式盘管圆筒炉，炉体上部和下部各有一套加热盘管，原料泵I的出料口通过管道与1#加热炉2下部加热盘管的进料口相连，1#加热炉2下部加热盘管的出料口通过管道与缩聚反应釜3上部的进料口相连。缩聚反应釜3的顶部设有轻油出口，底部设有缩聚循环物料出口，缩聚循环物料出口通过管道与1#加热炉2下部加热盘管的进料口管道相连，在缩聚反应釜3的入口管道上设有缩聚物料采出口，缩聚物料采出口通过管道与换热器的入口相连，换热器的出口通过带有三通球阀的管道与两个相同的加压热过滤釜4顶部的原料入口相连，通过三通球阀来控制两个加压热过滤釜4交替操作以实现连续生产。加压热过滤釜4为立式空釜，底部为锥形，内部设有滤材层，滤材层设在加热加压过滤釜4腔体内塔底至塔顶的1/6处，滤材层由固体颗粒物均匀的铺在不锈钢滤网上。加压热过滤釜4的顶部还设有惰性气体进气口和惰性气体放气口，惰性气体进气口通过管道与惰性气体气瓶相连，惰性气体放气口通过管道排空，在进气口管道和放气口的管道上都设有阀门，控制加压热过滤釜4内惰性气体的充气和放气。加压热过滤釜4的中部设有带密封装置的残渣出口，用于滤材的更换和滤渣的清除。加压热过滤釜4的底部设有滤液出口，两个加压热过滤釜4底部的滤液出口通过三通管道与离心机5的进料口相连。离心机5为三足式离心机，底部设有残渣排出口，离心机5的出料口与净化缩聚物料槽6的进料口通过管道相连，位于净化缩聚物料槽6下部的出料口通过管道与闪蒸进料泵7的进料口相连，闪蒸进料泵7的出料口与1#加热炉2上部加热盘管的进料口通过管道相连，1#加热炉2上部加热盘管的出料口通过管道与1#闪蒸塔8的进料口相连。1#闪蒸塔8的底部设有高温浙青采出口，顶部设有闪蒸油出口，闪蒸油出口与2#闪蒸塔9的进料口通过管道相连 ，2#闪蒸塔9的顶部设有轻油采出口，底部的精制净化浙青出口通过管道与加热炉进料泵10的进料口相连。加热炉进料泵10的出料口与2#加热炉11的进料口通过管道相连，在管道上设有水蒸气入口，在水蒸气入口管道上设有阀门，控制水蒸气的加入量。2#加热炉11是立式盘管圆筒炉，2#加热炉11的出料口通过带有三通球阀的管道与两台焦化塔12的底部进料口相连，通过三通球阀来控制两台焦化塔12交替操作以实现
连续生产。焦化塔12顶部设有焦化油气逸出口，焦化油气逸出口通过三通管道与分馏塔13的进料口管道相连，焦化塔12底部的出料口与煅烧炉14的进料口通过管道相连，煅烧炉14的底部设有针状焦出口。分馏塔13顶部设有气体出口，中部设有轻油出口，下部设有重油出口，底部设有重组分油出口，重组分油出口通过管道与加压热过滤釜4的入口管道相连。采用本实用新型进行煤系针状焦的制备时，原料经1#加热炉2加热后以循环的方式在缩聚反应釜内进行缩聚反应，采出的缩聚物料依次经过加压热过滤釜4和离心机5进行热过滤和离心过滤，得到的净化缩聚物料经1#加热炉2加热后进入1#闪蒸塔8进行闪蒸，塔顶逸出的闪蒸油进入2#闪蒸塔9再次进行闪蒸，采出的精制净化浙青进入焦化塔12焦化成焦，制得的生焦在煅烧炉14中高温煅烧得到产品针状焦。[0033]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式
仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交 的权利要求书确定专利保护范围。
权利要求1.煤系针状焦的制备装置，其特征在于，包括缩聚反应釜(3)、及分别与缩聚反应釜(3)相连的1#加热炉(2)和加压热过滤釜(4);所述1#加热炉(2)分别连通净化缩聚物料槽(6)和闪蒸塔，所述加压热过滤釜(4)依次连通离心机(5)和净化缩聚物料槽(6);所述闪蒸塔连通2#加热炉(11)，所述2#加热炉(11)连通焦化塔(12)，焦化塔(12)顶部连通分馏塔(13)，分馏塔(13)连通加压热过滤釜(4)构成重组分油回用回路；焦化塔(12)底部连通有煅烧炉(14)。
2.根据权利要求1所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述1#加热炉(2)和2#加热炉(13)为立式盘管圆筒炉；1#加热炉(2)炉体上部和下部各有一套加热盘管，在1#加热炉(2)外侧设置的原料泵(I)的出料口与1#加热炉(2)下部加热盘管的进料口通过管道相连。
3.根据权利要求1所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述缩聚反应釜(3)的顶部设有轻油出口，底部设有缩聚循环物料出口，缩聚循环物料出口通过管道与1#加热炉(2)下部加热盘管的进料口管道相连，在缩聚反应釜(3)的入口管道上设有缩聚物料采出□。
4.根据权利要求1所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述加压热过滤釜(4)为立式空釜，底部为锥形结构，釜顶分别设有惰性气体进气口和惰性气体放气口，釜内设有滤材层，靠近滤材层的釜体侧壁设有带密封装置的残渣出口，釜体底部设有滤液出口。
5.根据权利要求4所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述加压热过滤釜(4)设为两个并联相接的釜体，釜顶的原料入口通过带有三通球阀的管道与缩聚反应釜(3)出口管道连接的换热器的出料口相连。
6.根据 权利要求4所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述滤材层设在加热加压过滤釜(4)腔体内塔底至塔顶的1/6处，所述滤材层由固体颗粒物均匀的铺在不锈钢滤网上。
7.根据权利要求1所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述闪蒸塔为两个串联相接的1#闪蒸塔(8)和2#闪蒸塔(9)，所述1#闪蒸塔(8)的侧壁与1#加热炉(2)上部加热盘管的出料口相接，底部设有高温浙青采出口 ；所述2#闪蒸塔(9)的顶部设有轻油采出口。
8.根据权利要求1所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述分馏塔(13)的顶部设有气体出口，中部设有轻油出口，下部设有重油出口，底部设有重组分油出口，重组分油出口通过管道与加压热过滤釜(4)的入口管道相连。
9.根据权利要求1或7所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述2#加热炉(11)通过加热炉进料泵(10)和管道与2#闪蒸塔(9)相连通，在管道上设有水蒸气入口。
10.根据权利要求1所述的煤系针状焦的制备装置，其特征在于，所述焦化塔(12)设为两个并联相接的塔体，其顶部设有焦化油气逸出口，两个焦化塔(12)顶部的焦化油气逸出口通过三通管道与分馏塔(13)的进料口相连，焦化塔(12)底部的出料口通过管道与煅烧炉(14)的进料口相连，煅烧炉(14)的底部设有针状焦出口。
专利摘要本实用新型公开了一种煤系针状焦的制备装置，包括缩聚反应釜、及分别与缩聚反应釜相连的1#加热炉和加压热过滤釜；所述1#加热炉分别连通净化缩聚物料槽和闪蒸塔，所述加压热过滤釜依次连通离心机和净化缩聚物料槽；所述闪蒸塔连通2#加热炉，所述2#加热炉连通焦化塔，焦化塔顶部连通分馏塔，分馏塔连通加压热过滤釜构成重油回用回路；焦化塔底部连通有煅烧炉。利用该装置制备煤系针状焦操作工艺简单，原料净化效果好，原料预处理后制得的精制净化沥青中喹啉不溶物(QI)的含量低，用此装置制备的针状焦热膨胀系数低，可用于制造高品质的超高功率石墨电极。
文档编号C10B57/08GK203079909SQ20132004989
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者杨阳, 付东升, 尚建选 申请人:陕西煤业化工技术研究院有限责任公司