专利名称：一种制备煤系针状焦的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炼焦化工技术领域，具体地说，涉及一种以煤焦油、煤浙青、回配软浙青或煤焦油馏分为原料制备针状焦的装置
背景技术：
随着电炉炼钢大型化和全球电炉炼钢产量增长速度加快，使得超高功率电极(UHP)用量快速增加，对炭素原料的要求也越来越高。针状焦是制造超高功率电极的骨料，采用超高功率电极的电炉炼钢时，可使冶炼时间缩短30% 50%，节电10% 50%以上，经济效益十分显著。针状焦按其原料的不同可分为油系针状焦和煤系针状焦两种，分别以石油渣油和精制的煤焦油浙青为原料，经延迟焦化、煅烧而制得，其结构具有明显的各向异性层状结构。由于石油价格居高不下以及石油加工的日趋轻质化，致使油系针状焦原料减少，同时我国是焦炭生产大国，具有充足的煤焦油资源，可以为煤系针状焦的生产提供大量的优质原料，因此，煤系针状焦的制备技术也成为行业研究的热点。针状焦的生产分为3个工序，即原料预处理、延迟焦化和煅烧，其中原料预处理作为针状焦生产的首要工序，是生产针状焦的技术关键之一，决定着针状焦质量的优劣，对煤系针状焦原料而言，预处理更为重要。煤系针状焦的所选原料中除含有杂质外还含有喹啉不溶物(QI )，在针状焦成焦过程中，喹啉不溶物会附着在不稳定中间相小球体周围，阻碍小球体的进一步长大和融并，从而不能生成纤维结构良好的针状焦。研究发现，在生产用于制造超高功率电极的针状焦时，要求原料浙青中喹啉不溶物(QI)含量小于1% (小于0.1%最佳)。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ZL200610048177.4的中国发明专利，主要设备包括混合溶剂槽101、净化装置102、分馏塔103、焦化塔104、罐式炉105，原料在混合溶剂槽101中进行调制，然后在净化装置102中经沉降、离心、过滤除掉喹啉 不溶物，得到的净化原料在分馏塔103内进行缩聚，缩聚浙青进焦化塔104焦化成焦，最后将焦化的针状焦放入罐式炉105中煅烧形成成品。这套装置虽然操作工艺简单，净化效果也能达到要求，但是缺点是设备的处理量小，溶剂用量比较大，溶剂回收困难，投资成本高。
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制备煤系针状焦的装置，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，经闪蒸、加压热过滤和离心过滤除去原料中的喹啉不溶物，制取的净化原料以循环的方式在反应釜里进行缩聚，缩聚浙青经加热炉加热后进焦化塔成焦，最后经煅烧制得煤系针状焦。为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:—种制备煤系针状焦的装置，包括闪蒸塔、及与闪蒸塔分别相连的1#加热炉和加压热过滤釜；所述1#加热炉分别连通精制净化浙青槽和缩聚反应釜，所述加压热过滤釜依次连通离心机和精制净化浙青槽；所述缩聚反应釜分别连通分馏塔、2#加热炉和精制净化浙青槽，所述分馏塔连通加压热过滤釜构成重组分油回用回路；所述2#加热炉连通焦化塔，焦化塔顶部连通分馏塔构成焦化油气回路；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，底部设有精制浙青原料出口，精制浙青原料出口通过热过滤进料泵连接换热器和管道与加压热过滤釜相连。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热过滤进料泵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，所述缩聚反应釜的顶部设有油气逸出口，逸出口与分馏塔进料口相连；缩聚反应釜的上侧壁设有缩聚循环物料出口，缩聚循环物料出口与精制净化浙青槽顶部的进料口相连；缩聚反应釜底部设有缩聚精制浙青采出口。
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缩聚反应釜相连通，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: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)的含量远小于其他装置制得的浙青中喹啉不溶物(QI)的含量，用此装置制备的针状焦热膨胀系数低，可以满足制造超高功率电极的要求，可用于大型炼钢电炉。
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制备煤系针状焦的装置结构示意图。图中1-原料泵2-1#加热炉3-1#闪蒸塔4-2#闪蒸塔5_热过滤进料泵6_加压热过滤釜7-离心机8-精制净化浙青槽9-缩聚进料泵10-缩聚反应釜11-分馏塔12-加热炉进料泵13-2#加热炉14-焦化塔15-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，该制备煤系针状焦的装置，包括两个串联相接的1#闪蒸塔3和2#闪蒸塔4，1#加热炉2依次连接1#闪蒸塔3和2#闪蒸塔4后，还通过管道连接缩聚反应釜10，通过缩聚进料泵9连通精制净化浙青槽8 ；2#闪蒸塔4通过热过滤进料泵5连接换热器和管道与两个并联相接的加压热过滤釜6相连通，加压热过滤釜6下部依次连通离心机7和精制净化浙青槽8 ;缩聚反应釜10顶部连通分馏塔11，底部通过加热炉进料泵12连接2#加热炉13，侧壁连通精制净化浙青槽8 ;分馏塔11连通加压热过滤釜6构成重组分油回用回路；2#加热炉13连通两个并联相接的焦化塔14，焦化塔14顶部连通分馏塔11构成焦化油气回路；焦化塔14底部连通有煅烧炉15。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，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，1#加热炉2下部加热盘管的出料口通过管道与1#闪蒸塔3上部的进料口相连。1#闪蒸塔3的底部设有高温浙青采出口，顶部的闪蒸油出口与2#闪蒸塔4上部的进料口通过管道相连，2#闪蒸塔4顶部设有轻油采出口，底部设有精制浙青原料出口，精制浙青原料出口与热过滤进料泵5的进料口通过管道相连。热过滤进料泵5的出料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6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6交替操作以实现连续生产。加压热过滤釜6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，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6内惰性气体的充气和放气。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。加压热过滤釜6内部设有滤材，所述滤材层设在加热加压过滤釜6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6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6的底部设有滤液出口，两个加压热过滤釜6底部的滤液出口通过三通管道与离心机7的进料口相连。离心机7为三足式离心机，底部设有残渣排出口，离心机7的出料口与精制净化浙青槽8的进料口通过管道相连，位于精制净化浙青槽8下部的出料口通过管道与缩聚进料泵9的进料口相连，聚进料泵9的出料口通过管道与1#加热炉2上部加热盘管的进料口相连，1#加热炉2上部加热盘管的出料口与缩聚反应釜10的进料口通过管道相连。缩聚反应釜10的顶部设有油气逸出口，逸出口与分馏塔11的进料口通过管道相连，缩聚反应釜的上侧壁设有缩聚循环物料出口，缩聚循环物料出口与精制净化浙青槽顶部的进料口相连；缩聚反应釜底部设有缩聚精制浙青采出口，缩聚精制浙青采出口通过管道与加热炉进料泵12的进料口相连。分馏塔11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6的入口管道相连。2#加热炉13通过加热炉进料泵12和管道与缩聚反应釜10相连通，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13是立式盘管圆筒炉，2#加热炉13的出料口通过带有三通球阀的管道与两台焦化塔14的底部进料口相连，通过三通球阀来控制两台焦化塔14交替操作以实现连续生产。焦化塔14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11的进料口管道相连，焦化塔14底部的出料口通过管道与煅烧炉15的进料口相连，煅烧炉15的底部设有针状焦出口。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加热后进入1#闪蒸塔3进行闪蒸，塔顶逸出的闪蒸油进入2#闪蒸塔4再次进行闪蒸，得到的精制浙青原料进入加压热过滤釜6进行热过滤，滤液进入离心机7进行离心过滤，得到的精制净化浙青在缩聚反应釜10中以循环的方式进行缩聚反应，采出的缩聚精制浙青进入焦化塔14焦化，制得的生焦在煅烧炉15中高温煅烧得到产品针状焦。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1.一种制备煤系针状焦的装置，其特征在于，包括闪蒸塔、及与闪蒸塔分别相连的1#加热炉(2)和加压热过滤釜(6);所述1#加热炉(2)分别连通精制净化浙青槽(8)和缩聚反应釜(10)，所述加压热过滤釜(6)依次连通离心机(7)和精制净化浙青槽(8);所述缩聚反应釜(10)分别连通分馏塔(11)、2#加热炉(13)和精制净化浙青槽(8)，所述分馏塔(11)连通加压热过滤釜(6)构成重组分油回用回路；所述2#加热炉(13)连通焦化塔(14)，焦化塔(14)顶部连通分馏塔(11)构成焦化油气回路；焦化塔(14)底部连通有煅烧炉(15)。
2.根据权利要求1所述的制备煤系针状焦的装置，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所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述闪蒸塔为两个串联相接的1#闪蒸塔(3)和2#闪蒸塔(4)，所述1#闪蒸塔(3)的侧壁与1#加热炉(2)出料口相接，底部设有高温浙青采出口 ；所述2#闪蒸塔(4)的顶部设有轻油采出口，底部设有精制浙青原料出口，精制浙青原料出口通过热过滤进料泵(5)连接换热器和管道与加压热过滤釜(6)相连。
4.根据权利要求1所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述加压热过滤釜(6)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所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述加压热过滤釜(6)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热过滤进料泵(5)连接的换热器的出料口相连。
6.根据权利要求4所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述滤材层设在加热加压过滤釜(6)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所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述缩聚反应釜(10)的顶部设有油气逸出口，逸出口与分馏塔(11)进料口相连；缩聚反应釜(10)的上侧壁设有缩聚循环物料出口，缩聚循环物料出口与精制净化浙青槽(8)顶部的进料口相连；缩聚反应釜(10)底部设有缩聚精制浙青采出口。
8.根据权利要求1所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述分馏塔(11)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(6)的入口管道相连。
9.根据权利要求1所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述2#加热炉(13)通过加热炉进料泵(12)和管道与缩聚反应釜(10)相连通，在管道上设有水蒸气入口。
10.根据权利要求1所述的制备煤系针状焦的装置，其特征在于，所述焦化塔(14)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(14)顶部的焦化油气逸出口通过三通管道与分馏塔(11)的进料口相连，焦化塔(14)底部的出料口通过管道与煅烧炉(15)的进料口相连，煅烧炉(15)的底部设有针状焦出口。
专利摘要本实用新型公开了一种制备煤系针状焦的装置，包括闪蒸塔、与闪蒸塔分别相连的1#加热炉和加压热过滤釜；1#加热炉分别连通精制净化沥青槽和缩聚反应釜，加压热过滤釜依次连通离心机和精制净化沥青槽；所述缩聚反应釜分别连通分馏塔、2#加热炉和精制净化沥青槽，所述分馏塔连通加压热过滤釜构成重组分油回用回路；所述2#加热炉连通焦化塔，焦化塔顶部连通分馏塔构成焦化油气回路；焦化塔底部连通有煅烧炉。利用该装置制处理的原料净化效果好，原料预处理后制得的精制净化沥青中喹啉不溶物(QI)的含量远小于其他装置制得的沥青中喹啉不溶物(QI)的含量，用此装置制备的针状焦热膨胀系数低，可以满足制造超高功率电极的要求，可用于大型炼钢电炉。
文档编号C10C1/00GK203079911SQ20132005277
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