针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统及其方法与流程

文档序号:15175413发布日期:2018-08-14 18:22阅读:448来源:国知局

本发明涉及针状焦生产技术领域,尤其涉及一种针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统及其方法。



背景技术:

目前,国内针状焦是生产炼钢超高功率(uhp)石墨电极、电动汽车等所用电池负极材料的主要原料。由于针状焦具有良好的石墨化性能,且用途与日俱增,因此,针状焦的用量也不断加大,国际、国内市场经常出现短缺现象。针状焦生产包括三个阶段:原料预处理、延迟焦化和煅烧。原料预处理是针状焦生产的关键阶段,在延迟焦化条件确定的情况下,原料预处理阶段生产出来的针状焦原料(脱沥青油)质量越好,生产出的针状焦质量越高。针状焦的生产有多种方法,基本都是以原料预处理的方法命名的,主要包括:真空蒸馏法、机械离心法、溶剂萃取法和改质法等。几种方法中属溶剂萃取法比较成熟。

针状焦原料中的喹啉不溶物(qi)是公认的有害物质,但是目前针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统和方法还存在:生产得到的针状焦原料中的喹啉不溶物含量高,且流程实际操作复杂、运行不平稳、设备使用寿命短、产品质量低且不稳定等问题。



技术实现要素:

本发明的目的是解决目前的针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统存在的生产得到的针状焦原料中的喹啉不溶物含量比较高、流程实际操作复杂、运行不平稳、设备使用寿命短、产品质量低且不稳定等技术问题,提供一种针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统及其方法。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统,包括原料缓冲槽、原料油泵、第一抽提器、第二抽提器、第一沥青溶液泵、一级混料器、二级混料器、三级混料器、脱沥青油溶液泵、脱沥青油汽提塔、脱沥青油溶液加热炉、脱油沥青汽提塔、脱沥青油泵、脱沥青油溶液-脱沥青油换热器、脱沥青油冷却器、第二沥青溶液泵、脱油沥青溶液加热炉、脱油沥青泵、脱油沥青溶液-脱油沥青换热器、脱油沥青冷却器、第一溶剂槽、第二溶剂槽、脱沥青油溶液-溶剂换热器、第一溶剂后冷器、混合溶剂槽、混合溶剂泵、脱油沥青溶液-溶剂换热器、第二溶剂后冷器、脱沥青油汽提塔回流泵、脱油沥青汽提塔回流泵和混合溶剂冷却器,其中:

原料缓冲槽的原料进口经泵与油库的原料槽连接,原料缓冲槽的原料出口与一级混料器的原料进口通过原料油泵连接,第二抽提器底部的溶液出口与一级混料器的溶液进口通过第一沥青溶液泵连接,一级混料器的溶液出口与二级混料器的溶液进口连接,二级混料器的溶液出口与三级混料器的溶液进口连接,三级混料器的溶液出口与第一抽提器的溶液进口连接,第一抽提器顶部的溶液出口与第二抽提器的溶液进口连接;第二抽提器上部的脱沥青油溶液出口通过脱沥青油溶液泵与脱沥青油溶液-溶剂换热器的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油汽提塔顶部的脱沥青油溶剂出口与脱沥青油溶液-溶剂换热器的脱沥青油溶剂进口连接,脱沥青油溶液-溶剂换热器的脱沥青油溶液出口与脱沥青油溶液-脱沥青油换热器的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油溶液-脱沥青油换热器的脱沥青油溶液出口与脱沥青油溶液加热炉的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油溶液加热炉的脱沥青油溶液出口与脱沥青油汽提塔中部的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油汽提塔底部设置有过热蒸汽进口;脱沥青油汽提塔底部的脱沥青油出口通过脱沥青油泵与脱沥青油溶液-脱沥青油换热器的脱沥青油进口连接,脱沥青油溶液-脱沥青油换热器的脱沥青油出口与脱沥青油冷却器的脱沥青油进口连接,脱沥青油冷却器的脱沥青油出口与油库的脱沥青油产品槽连接;脱沥青油溶液-溶剂换热器的脱沥青油溶剂出口与第一溶剂后冷器的脱沥青油溶剂进口连接,第一溶剂后冷器的脱沥青油溶剂出口与第一溶剂槽的溶剂进口连接,第一溶剂槽的溶剂出口通过脱沥青油汽提塔回流泵与脱沥青油汽提塔的脱沥青油溶剂进口和混合溶剂槽的溶剂进口连接,混合溶剂槽的溶剂出口通过混合溶剂泵与混合溶剂冷却器的混合溶剂进口连接,混合溶剂冷却器的混合溶剂出口与二级混料器混合溶剂进口连接;

第一抽提器底部的脱油沥青溶液出口通过第二沥青溶液泵与脱油沥青溶液-溶剂换热器的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青汽提塔顶部的脱油沥青溶剂出口与脱油沥青溶液-溶剂换热器的脱油沥青溶剂进口连接,脱油沥青溶液-溶剂换热器的脱油沥青溶液出口与脱油沥青溶液-脱油沥青换热器的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青溶液-脱油沥青换热器的脱油沥青溶液出口与脱油沥青溶液加热炉的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青溶液加热炉的脱油沥青溶液出口与脱油沥青汽提塔中上部的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青汽提塔底部设置有过热蒸汽进口;脱油沥青汽提塔底部的脱油沥青出口通过脱油沥青泵与脱油沥青溶液-脱油沥青换热器的脱油沥青进口连接,脱油沥青溶液-脱油沥青换热器的脱油沥青出口与脱油沥青冷却器的脱油沥青进口连接,脱油沥青冷却器的脱油沥青出口与油库的脱油沥青产品槽连接;脱油沥青溶液-溶剂换热器的脱油沥青溶剂出口与第二溶剂后冷器的脱油沥青溶剂进口连接,第二溶剂后冷器的脱油沥青溶剂出口与第二溶剂槽的溶剂进口连接,第二溶剂槽的溶剂出口通过脱油沥青汽提塔回流泵与脱油沥青汽提塔的脱油沥青溶剂进口和混合溶剂槽的溶剂进口连接。

可选地,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统还包括:侧线油泵、侧线油冷却器、蒽油槽和蒽油泵,其中:脱沥青油汽提塔中上部的侧线油出口通过侧线油泵与侧线油冷却器的侧线油进口连接,侧线油冷却器的侧线油出口与蒽油槽的侧线油进口连接,蒽油槽的蒽油出口与蒽油泵的蒽油进口连接,蒽油泵的蒽油出口与第一抽提器底部的蒽油进口连接。

可选地,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统还包括:第一抽提器底部循环泵和第二抽提器底部循环泵,且第一抽提器和第二抽提器的底部均设置有机械搅拌器;第一抽提器底部循环泵连接第一抽提器底部的脱油沥青溶液出口和脱油沥青溶液进口,第二抽提器底部循环泵连接第二抽提器底部的溶液出口和溶液进口。

可选地,所述原料缓冲槽的进口与油库原料槽之间设置有控制阀和流量计。

可选地,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统还包括尾气回收系统;所述原料缓冲槽的尾气排放口、脱沥青油汽提塔的尾气排放口、脱油沥青汽提塔的尾气排放口、第一溶剂槽的尾气排放口和第二溶剂槽的尾气排放口均连接至所述尾气回收系统。

一种针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取方法,所述方法包括如下步骤:

步骤1,130℃~160℃的软沥青从油库原料槽经流量计和控制阀进入原料缓冲槽,软沥青经原料油泵与从第二抽提器底部的溶液出口返回的溶液进入一级混料器进行混合,混合后的溶液与从混合溶剂槽送来的混合溶剂依次进入二级混料器和三级混料器进行混合,其中,从混合溶剂槽进入的混合溶剂与软沥青的比例为1:0.5~2且混合溶剂槽送来的混合溶剂为芳香烃和脂肪烃的混合溶剂;在三级混料器混合后的溶液依次进入第一抽提器和第二抽提器,在第一抽提器和第二抽提器中沉降分离为脱沥青油溶液和脱油沥青溶液;

步骤2,从第二抽提器上部的脱沥青油溶液出口出来的脱沥青油溶液经脱沥青油溶液泵进入脱沥青油溶液-溶剂换热器,在脱沥青油溶液-溶剂换热器中与脱沥青油汽提塔顶部的脱沥青油溶剂出口出来的脱沥青油溶剂进行换热至130~180℃后进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器中与从脱沥青油汽提塔底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油换热升温至150~200℃后,进入脱沥青油溶液加热炉,经脱沥青油溶液加热炉将脱沥青油溶液加热至300~400℃后,脱沥青油溶液从脱沥青油汽提塔中部的脱沥青油溶液进口进入脱沥青油汽提塔,并在由脱沥青油汽提塔底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱沥青油汽提塔汽提回收脱沥青油溶剂后,从脱沥青油汽提塔底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油经脱沥青油泵进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器中将脱沥青油换热降温至180~250℃后,经脱沥青油冷却器将脱沥青油冷却至100~150℃,送往油库的脱沥青油产品槽;第二抽提器底部的溶液出口抽出的溶液经第一沥青溶液泵返回一级混料器与软沥青混合;

步骤3,第一抽提器底部的脱油沥青溶液出口抽出的脱油沥青溶液经第二沥青溶液泵进入脱油沥青溶液-溶剂换热器,在脱油沥青溶液-溶剂换热器中与从脱油沥青汽提塔塔顶的脱油沥青溶剂出口出来的脱油沥青溶剂换热至180-250℃后进入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器,并在脱油沥青溶液-脱油沥青换热器中与脱油沥青汽提塔底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青换热升温至200~280℃后,进入脱油沥青溶液加热炉,经脱油沥青溶液加热炉将脱油沥青溶液加热至300~380℃后,脱油沥青溶液从脱油沥青汽提塔中上部的脱油沥青溶液进口进入脱油沥青汽提塔的中上部塔板,并在脱油沥青汽提塔底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱油沥青汽提塔汽提回收脱油沥青溶剂后,从脱油沥青汽提塔底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青经脱油沥青泵送入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器进行换热使温度降至150~250℃,再经脱油沥青冷却器将沥青冷却到100~150℃后,送往油库的沥青产品槽;

步骤4,脱沥青油汽提塔顶部的脱沥青油溶剂出口排出的脱沥青油溶剂经脱沥青油溶液-溶剂换热器换热冷却至150~210℃,再经第一溶剂后冷器冷却到70~100℃后进入第一溶剂槽,第一溶剂槽中的溶剂一部分经脱沥青油汽提塔回流泵回流,一部分返回混合溶剂槽,经混合溶剂泵循环再由混合溶剂冷却器冷却后送至二级混料器的溶液进口;

步骤5,脱油沥青汽提塔顶部的脱油沥青溶剂出口排出的脱油沥青溶剂经脱油沥青溶液-溶剂换热器换热冷却至150~200℃,再经第二溶剂后冷器冷却到75~100℃后进入第二溶剂槽,第二溶剂槽中的溶剂一部分经脱油沥青汽提塔回流泵回流,一部分返回混合溶剂槽,经混合溶剂泵循环再由混合溶剂冷却器冷却后送至二级混料器的溶液进口;

可选地,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取方法还包括:

从脱沥青油汽提塔中上部的侧线油出口出来的侧线油经侧线油泵进入侧线油冷却器,在侧线油冷却器中从250~350℃冷却至120~200℃后送至蒽油槽;在生产需要降低第一抽提器底部的液体粘度时,通过蒽油泵将侧线油送往第一抽提器底部。

可选地,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取方法还包括:在生产过程中,通过尾气回收系统吸收从原料缓冲槽的尾气排放口、脱沥青油汽提塔的尾气排放口、脱油沥青汽提塔的尾气排放口、第一溶剂槽的尾气排放口和第二溶剂槽的尾气排放口排出的尾气。

可选地,所述芳香烃为洗油、脱酚酚油或者为洗油和脱酚酚油的混合物;所述脂肪烃为航空煤油。

可选地,所述软沥青的软化点为25~45℃,在100℃的密度为1.0~1.3g/cm3,在90℃的粘度为10~250cp,喹啉不溶物小于2%,闪点为140~200℃,残碳为28-45%。

本发明的有益效果是:

本发明实施例通过二炉(脱沥青油溶液加热炉和脱油沥青溶液加热炉)、二塔(脱沥青油汽提塔和脱油沥青汽提塔)和二台抽提器(第一抽提器和第二抽提器)为主要设备对需要预处理的针状焦原料进行连续性萃取抽提,并选用芳香烃及脂肪烃的混合溶剂作为萃取溶剂,使得所获得的脱沥青油中的喹啉不溶物的含量远小于目前现有的溶剂萃取方法获得的脱沥青油。与背景技术相比,本发明具有能够降低针状焦原料中的喹啉不溶物含量、操作流程简单、设备运行平稳、使用寿命长、产品质量高且稳定等优点。

附图说明

图1是本发明的系统组成示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

如图1所示,本实施例中的针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统包括原料缓冲槽1、原料油泵2、第一抽提器3a、第二抽提器3b、第一沥青溶液泵4、一级混料器5、二级混料器6、三级混料器7、脱沥青油溶液泵8、脱沥青油汽提塔9、脱沥青油溶液加热炉10、脱油沥青汽提塔11、脱沥青油泵12、脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13、脱沥青油冷却器14、第二沥青溶液泵17、脱油沥青溶液加热炉18、脱油沥青泵19、脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20、脱油沥青冷却器21、第一溶剂槽22、第二溶剂槽23、脱沥青油溶液-溶剂换热器24、第一溶剂后冷器25、混合溶剂槽26、混合溶剂泵27、脱油沥青溶液-溶剂换热器28、第二溶剂后冷器29、脱沥青油汽提塔回流泵30、脱油沥青汽提塔回流泵31和混合溶剂冷却器34,其中:

原料缓冲槽1的原料进口经泵与油库的原料槽连接,原料缓冲槽1的原料出口与一级混料器5的原料进口通过原料油泵2连接,第二抽提器3b底部的溶液出口与一级混料器5的溶液进口通过第一沥青溶液泵4连接,一级混料器5的溶液出口与二级混料器6的溶液进口连接,二级混料器6的溶液出口与三级混料器7的溶液进口连接,三级混料器7的溶液出口与第一抽提器3a的溶液进口连接,第一抽提器3a的顶部的溶液出口与第二抽提器3b的溶液进口连接;第二抽提器3b上部的脱沥青油溶液出口通过脱沥青油溶液泵8与脱沥青油溶液-溶剂换热器24的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口与脱沥青油溶液-溶剂换热器24的脱沥青油溶剂进口连接,脱沥青油溶液-溶剂换热器24的脱沥青油溶液出口与脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13的脱沥青油溶液出口与脱沥青油溶液加热炉10的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油溶液加热炉10的脱沥青油溶液出口与脱沥青油汽提塔9中部的脱沥青油溶液进口连接,脱沥青油汽提塔9底部设置有过热蒸汽进口;脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口通过脱沥青油泵12与脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13的脱沥青油进口连接,脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13的脱沥青油出口与脱沥青油冷却器14的脱沥青油进口连接,脱沥青油冷却器14的脱沥青油出口与油库的脱沥青油产品槽连接;脱沥青油溶液-溶剂换热器24的脱沥青油溶剂出口与第一溶剂后冷器25的脱沥青油溶剂进口连接,第一溶剂后冷器25的脱沥青油溶剂出口与第一溶剂槽22的溶剂进口连接,第一溶剂槽22的溶剂出口通过脱沥青油汽提塔回流泵30与脱沥青油汽提塔9的脱沥青油溶剂进口和混合溶剂槽26的溶剂进口连接,混合溶剂槽26的溶剂出口通过混合溶剂泵27与混合溶剂冷却器34的混合溶剂进口连接,混合溶剂冷却器34的混合溶剂出口与二级混料器6的混合溶剂进口连接;

第一抽提器3a底部的脱油沥青溶液出口通过第二沥青溶液泵17与脱油沥青溶液-溶剂换热器28的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青汽提塔11顶部的脱油沥青溶剂出口与脱油沥青溶液-溶剂换热器28的脱油沥青溶剂进口连接,脱油沥青溶液-溶剂换热器28的脱油沥青溶液出口与脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20的脱油沥青溶液出口与脱油沥青溶液加热炉18的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青溶液加热炉18的脱油沥青溶液出口与脱油沥青汽提塔11中上部的脱油沥青溶液进口连接,脱油沥青汽提塔11底部设置有过热蒸汽进口;脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口通过脱油沥青泵19与脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20的脱油沥青进口连接,脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20的脱油沥青出口与脱油沥青冷却器21的脱油沥青进口连接,脱油沥青冷却器21的脱油沥青出口与油库的脱油沥青产品槽连接;脱油沥青溶液-溶剂换热器28的脱油沥青溶剂出口与第二溶剂后冷器29的脱油沥青溶剂进口连接,第二溶剂后冷器29的脱油沥青溶剂出口与第二溶剂槽23的溶剂进口连接,第二溶剂槽23的溶剂出口通过脱油沥青汽提塔回流泵31与脱油沥青汽提塔11的脱油沥青溶剂进口和混合溶剂槽26的溶剂进口连接。

本发明的原料预处理溶剂萃取系统进行原料预处理溶剂萃取方法,通过如下步骤来实现:

步骤1,130℃的软沥青从油库原料槽经流量计和控制阀进入原料缓冲槽1,软沥青经原料油泵2与从第二抽提器3b底部的溶液出口返回的溶液进入一级混料器5进行混合,混合后的溶液与从混合溶剂槽26送来的混合溶剂依次进入二级混料器6和三级混料器7进行混合,其中,从混合溶剂槽26进入的混合溶剂与软沥青的比例为1:1且混合溶剂槽26送来的混合溶剂为芳香烃和脂肪烃的混合溶剂;在三级混料器7混合后的溶液依次进入第一抽提器3a和第二抽提器3b,在第一抽提器3a和第二抽提器3b中沉降分离为脱沥青油溶液和脱油沥青溶液;

步骤2,从第二抽提器3b上部的脱沥青油溶液出口出来的脱沥青油溶液经脱沥青油溶液泵8进入脱沥青油溶液-溶剂换热器24,在脱沥青油溶液-溶剂换热器24中与脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口出来的脱沥青油溶剂进行换热至150℃后进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中与从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油换热升温至180℃后,进入脱沥青油溶液加热炉10,经脱沥青油溶液加热炉10将脱沥青油溶液加热至350℃后,脱沥青油溶液从脱沥青油汽提塔9中部的脱沥青油溶液进口进入脱沥青油汽提塔9,并在由脱沥青油汽提塔9底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱沥青油汽提塔汽9提回收脱沥青油溶剂后,从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油经脱沥青油泵12进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中将脱沥青油换热降温至183℃后,经脱沥青油冷却器14将脱沥青油冷却至130℃,送往油库的脱沥青油产品槽;第二抽提器3b底部的溶液出口抽出的溶液经第一沥青溶液泵4返回一级混料器5与软沥青混合;

步骤3,第一抽提器3a底部的脱油沥青溶液出口抽出的脱油沥青溶液经第二沥青溶液泵17进入脱油沥青溶液-溶剂换热器28,在脱油沥青溶液-溶剂换热器28中与从脱油沥青汽提塔11塔顶的脱油沥青溶剂出口出来的脱油沥青溶剂换热至200℃后进入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20,并在脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20中与脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青换热升温至260℃后,进入脱油沥青溶液加热炉18,经脱油沥青溶液加热炉18将脱油沥青溶液加热至350℃后,脱油沥青溶液从脱油沥青汽提塔11中上部的脱油沥青溶液进口进入脱油沥青汽提塔11的中上部塔板,并在脱油沥青汽提塔11底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱油沥青汽提塔11汽提回收脱油沥青溶剂后,从脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青经脱油沥青泵19送入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20进行换热使温度降至187℃,再经脱油沥青冷却器21将沥青冷却到130℃后,送往油库的沥青产品槽;

步骤4,脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口排出的脱沥青油溶剂经脱沥青油溶液-溶剂换热器24换热冷却至195℃,再经第一溶剂后冷器25冷却到80℃后进入第一溶剂槽22,第一溶剂槽22中的溶剂一部分经脱沥青油汽提塔回流泵30回流,一部分返回混合溶剂槽26,经混合溶剂泵27循环再由混合溶剂冷却器34冷却后送至二级混料器6的溶液进口;

步骤5,脱油沥青汽提塔11顶部的脱油沥青溶剂出口排出的脱油沥青溶剂经脱油沥青溶液-溶剂换热器28换热冷却至170℃,再经第二溶剂后冷器29冷却到80℃后进入第二溶剂槽23,第二溶剂槽23中的溶剂一部分经脱油沥青汽提塔回流泵31回流,一部分返回混合溶剂槽26,经混合溶剂泵27循环再由混合溶剂冷却器34冷却后送至二级混料器6的溶液进口;

其中,所述芳香烃为洗油、脱酚酚油或者为洗油和脱酚酚油的混合物;所述脂肪烃为航空煤油。

所述软沥青的软化点(sp)为25~45℃,在100℃的密度(d)为1.0~1.3g/cm3,在90℃的粘度(u)为10~250cp,喹啉不溶物qi小于2%,闪点为140~200℃,残碳为28-45%。

可选地,如图1所示,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统还包括:侧线油泵15、侧线油冷却器16、蒽油槽32和蒽油泵33,其中:脱沥青油汽提塔9中上部的侧线油出口通过侧线油泵15与侧线油冷却器16的侧线油进口连接,侧线油冷却器16的侧线油出口与蒽油槽32的侧线油进口连接,蒽油槽32的蒽油出口与蒽油泵33的蒽油进口连接,蒽油泵33的蒽油出口与第一抽提器3a底部的蒽油进口连接。在工业化生产过程中,从脱沥青油汽提塔9中上部的侧线油出口出来的侧线油经侧线油泵15进入侧线油冷却器16,在侧线油冷却器16中从300℃冷却至130℃后送至蒽油槽32;当生产过程中需要降低第一抽提器3a底部的液体粘度时,可以通过蒽油泵33将侧线油送往第一抽提器3a底部,以增加底部物料的扰动性并降低第一抽提器3a塔底产品的粘度,从而增大两台抽提器(3a和3b)底部物料的流动性。另外,通过设置蒽油槽32和蒽油泵33等,可在事故时立即起动蒽油泵33,从而实现对设备及管道等进行冲洗,在发生冻凝时也可用冲洗油在较高压力下进行贯通,从而避免系统产生堵塞。其中,对设备及管道进行冲洗的蒽油可以为侧线油,也可以为外来蒽油。

可选地,如图1所示,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统还包括:第一抽提器底部循环泵35a和第二抽提器底部循环泵35b,且第一抽提器3a和第二抽提器3b的底部均设置有机械搅拌器;第一抽提器底部循环泵35a连接第一抽提器3a底部的脱油沥青溶液出口和脱油沥青溶液进口,第二抽提器底部循环泵35b连接第二抽提器3b底部的溶液出口和溶液进口。在第一抽提器3a和第二抽提器3b工作过程中,可以不断通过机械搅拌器对它们底部的溶液进行搅拌,并通过第一抽提器底部循环泵35a和第二抽提器底部循环泵35b促进第一抽提器3a和第二抽提器3b底部的溶液循环,从而避免产生堵塞现象。

可选地,所述原料缓冲槽1的进口与油库原料槽之间设置有控制阀和流量计,以实时控制原料软沥青进入原料缓冲槽1的时间和流量。

可选地,针状焦工业化生产的原料预处理溶剂萃取系统还包括尾气回收系统;所述原料缓冲槽1的尾气排放口、脱沥青油汽提塔9的尾气排放口、脱油沥青汽提塔11的尾气排放口、第一溶剂槽22的尾气排放口和第二溶剂槽23的尾气排放口均连接至所述尾气回收系统。在生产过程中,通过尾气回收系统吸收从原料缓冲槽1的尾气排放口、脱沥青油汽提塔9的尾气排放口、脱油沥青汽提塔11的尾气排放口、第一溶剂槽22的尾气排放口和第二溶剂槽23的尾气排放口排出的尾气,尾气回收后的不凝性气体通过液封槽排入燃气系统,以达到环保的效果。

本发明实施例中,脱沥青油溶液加热炉10和脱油沥青溶液加热炉18采用盘管或立管圆筒炉;第一抽提器3a和第二抽提器3b采用立式圆柱型塔,塔径上大下小,下部设有搅拌器;脱沥青油汽提塔9和脱油沥青汽提塔11采用高效塔盘的蒸馏塔。

本发明实施例通过二炉(脱沥青油溶液加热炉10和脱油沥青溶液加热炉18)二塔(脱沥青油汽提塔9和脱油沥青汽提塔11)二台抽提器(第一抽提器3a和第二抽提器3b)为主要设备对需要预处理的针状焦原料进行连续性萃取抽提。通过选择合适的萃取溶剂(芳香烃及脂肪烃的混合溶剂)与软沥青在两台抽提器内进行连续萃取,利用萃取溶剂对原料中饱和烃和芳香烃类组分有较大的溶解度,而对胶质、沥青质几乎不溶的特性,将软沥青分为抽提液(轻相油)和抽余液(重相油)两相。利用两相比重差在两台抽提器中进行沉降分离,从而使软沥青中的喹啉不溶物等杂质从抽余液(重相油)中分离出来。利用蒸馏和汽提的原理,分别由一炉一塔工艺将抽提液(轻相油)和抽余液(重相油)的溶剂回收重复使用,并在抽提液(轻相油)中得到优质的脱沥青油(针状焦原料),在抽余液(重相油)中得到脱油沥青副产品。

通过实验发现,使用上述系统及方法萃取得到的脱沥青油,其软化点(sp)为25~45℃,密度(d)为1.0~1.3g/cm3(100℃),粘度(u)为10~250cp(90℃),喹啉不溶物qi﹤0.05%,闪点为140~180℃,残碳为28~35%。用上述系统及方法萃取得到的脱油沥青,其软化点(sp)为30~45℃,密度(d)为1.0~1.3g/cm3(100℃),粘度(u)为100~450cp(90℃),喹啉不溶物qi>4%,闪点为150~200℃。

将根据实施例1所得制取针状焦的原料(脱沥青油)的指标与其它方法制取针状焦的原料进行比较,比较结果见表一。

表一

从表一中可以看出,通过本发明实施例提供的方法所得制取针状焦原料(脱沥青油)各项指标都超过了国外、国内同行业的质量标准,特别是喹啉不溶物(qi)这一重要指标更为显著。本发明实施例可以最大限度地除掉软沥青中的喹啉不溶物(qi),降低了针状焦原料(脱沥青油)中的喹啉不溶物(qi)的含量,通过该实施例提供的方法生产的脱沥青油是现今生产针状焦的最好原料。另外,在整个生产过程中,系统中的设备运行平稳、寿命长、消耗溶剂少、经济效益好。

本发明实施例具有如下优点:

1、原料软沥青通过一级混料器5首先与第二抽提器3b底部返回的溶液混合,再与从混合溶剂槽26中送来的混合溶剂进行二级、三级混合,然后再进入两个串联的抽提器进行沉降分离。

2、两台抽提器采用连续生产工艺。

3、两个汽提塔采用塔底汽提、塔顶回流溶剂回收方式;为改善脱沥青油的质量,脱沥青油汽提塔9下部采出的侧线油返回到第一抽提器3a底部,进而转入重相油产品中,还能够起到防止抽提器底部堵塞的作用。

4、采用进料和产品换热的方式回收热量,以减轻加热炉的热负荷。

5、脱沥青油冷却器14和脱油沥青冷却器21采用循环热水分别对脱沥青油和脱油沥青进行冷却,避免脱沥青油或脱油沥青凝结。

实施例2

该实施例与实施例1的原理相同,下述内容仅介绍该实施例与实施例1的区别。

在该实施例中,步骤1中,从油库原料槽进入原料缓冲槽1的软沥青的温度为130℃,从混合溶剂槽26进入的混合溶剂与软沥青的比例为1:0.5;

步骤2中,从第二抽提器3b上部的脱沥青油溶液出口出来的脱沥青油溶液经脱沥青油溶液泵8进入脱沥青油溶液-溶剂换热器24,在脱沥青油溶液-溶剂换热器24中与脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口出来的脱沥青油溶剂进行换热至130℃后进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中与从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油连续换热升温至150℃后,进入脱沥青油溶液加热炉10,经脱沥青油溶液加热炉10将脱沥青油溶液加热至300℃后,脱沥青油溶液从脱沥青油汽提塔9中部的脱沥青油溶液进口进入脱沥青油汽提塔9,并在由脱沥青油汽提塔9底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱沥青油汽提塔汽9提回收脱沥青油溶剂后,从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油经脱沥青油泵12进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中将脱沥青油换热降温至180℃后,经脱沥青油冷却器14将脱沥青油冷却至100℃,送往油库的脱沥青油产品槽;

步骤3中,第一抽提器3a底部的脱油沥青溶液出口抽出的脱油沥青溶液经第二沥青溶液泵17进入脱油沥青溶液-溶剂换热器28,在脱油沥青溶液-溶剂换热器28中与从脱油沥青汽提塔11塔顶的脱油沥青溶剂出口出来的脱油沥青溶剂换热至180℃后进入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20,并在脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20中与脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青换热升温至200℃后,进入脱油沥青溶液加热炉18,经脱油沥青溶液加热炉18将脱油沥青溶液加热至300℃后,脱油沥青溶液从脱油沥青汽提塔11中上部的脱油沥青溶液进口进入脱油沥青汽提塔11的中上部塔板,并在脱油沥青汽提塔11底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱油沥青汽提塔11汽提回收脱油沥青溶剂后,从脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青经脱油沥青泵19送入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20进行换热使温度降至150℃,再经脱油沥青冷却器21将沥青冷却到100℃后,送往油库的沥青产品槽;

步骤4中,脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口排出的脱沥青油溶剂经脱沥青油溶液-溶剂换热器24换热冷却至150℃,再经第一溶剂后冷器25冷却到70℃后进入第一溶剂槽22;

步骤5中,脱油沥青汽提塔11顶部的脱油沥青溶剂出口排出的脱油沥青溶剂经脱油沥青溶液-溶剂换热器28换热冷却至150℃,再经第二溶剂后冷器29冷却到75℃后进入第二溶剂槽23。

进一步地,该实施例在工业化生产过程中,从脱沥青油汽提塔9中上部的侧线油出口出来的侧线油经侧线油泵15进入侧线油冷却器16,在侧线油冷却器16中从250℃冷却至120℃后送至蒽油槽32。

实施例3

该实施例与实施例1的原理相同,下述内容仅介绍该实施例与实施例1的区别。

在该实施例中,步骤1中,从油库原料槽进入原料缓冲槽1的软沥青的温度为160℃,从混合溶剂槽26进入的混合溶剂与软沥青的比例为1:2;

步骤2中,从第二抽提器3b上部的脱沥青油溶液出口出来的脱沥青油溶液经脱沥青油溶液泵8进入脱沥青油溶液-溶剂换热器24,在脱沥青油溶液-溶剂换热器24中与脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口出来的脱沥青油溶剂进行换热至180℃后进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中与从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油连续换热升温至200℃后,进入脱沥青油溶液加热炉10,经脱沥青油溶液加热炉10将脱沥青油溶液加热至400℃后,脱沥青油溶液从脱沥青油汽提塔9中部的脱沥青油溶液进口进入脱沥青油汽提塔9,并在由脱沥青油汽提塔9底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱沥青油汽提塔汽9提回收脱沥青油溶剂后,从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油经脱沥青油泵12进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中将脱沥青油换热降温至250℃后,经脱沥青油冷却器14将脱沥青油冷却至150℃,送往油库的脱沥青油产品槽;

步骤3中,第一抽提器3a底部的脱油沥青溶液出口抽出的脱油沥青溶液经第二沥青溶液泵17进入脱油沥青溶液-溶剂换热器28,在脱油沥青溶液-溶剂换热器28中与从脱油沥青汽提塔11塔顶的脱油沥青溶剂出口出来的脱油沥青溶剂换热至250℃后进入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20,并在脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20中与脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青换热升温至280℃后,进入脱油沥青溶液加热炉18,经脱油沥青溶液加热炉18将脱油沥青溶液加热至380℃后,脱油沥青溶液从脱油沥青汽提塔11中上部的脱油沥青溶液进口进入脱油沥青汽提塔11的中上部塔板,并在脱油沥青汽提塔11底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱油沥青汽提塔11汽提回收脱油沥青溶剂后,从脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青经脱油沥青泵19送入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20进行换热使温度降至250℃,再经脱油沥青冷却器21将沥青冷却到150℃后,送往油库的沥青产品槽;

步骤4中,脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口排出的脱沥青油溶剂经脱沥青油溶液-溶剂换热器24换热冷却至210℃,再经第一溶剂后冷器25冷却到100℃后进入第一溶剂槽22;

步骤5中,脱油沥青汽提塔11顶部的脱油沥青溶剂出口排出的脱油沥青溶剂经脱油沥青溶液-溶剂换热器28换热冷却至200℃,再经第二溶剂后冷器29冷却到100℃后进入第二溶剂槽23。

进一步地,该实施例在工业化生产过程中,从脱沥青油汽提塔9中上部的侧线油出口出来的侧线油经侧线油泵15进入侧线油冷却器16,在侧线油冷却器16中从350℃冷却至200℃后送至蒽油槽32。

实施例4

该实施例与实施例1的原理相同,下述内容仅介绍该实施例与实施例1的区别。

在该实施例中,步骤1中,从油库原料槽进入原料缓冲槽1的软沥青的温度为145℃,从混合溶剂槽26进入的混合溶剂与软沥青的比例为1:1.25;

步骤2中,从第二抽提器3b上部的脱沥青油溶液出口出来的脱沥青油溶液经脱沥青油溶液泵8进入脱沥青油溶液-溶剂换热器24,在脱沥青油溶液-溶剂换热器24中与脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口出来的脱沥青油溶剂进行换热至155℃后进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中与从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油连续换热升温至175℃后,进入脱沥青油溶液加热炉10,经脱沥青油溶液加热炉10将脱沥青油溶液加热至350℃后,脱沥青油溶液从脱沥青油汽提塔9中部的脱沥青油溶液进口进入脱沥青油汽提塔9,并在由脱沥青油汽提塔9底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱沥青油汽提塔汽9提回收脱沥青油溶剂后,从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油经脱沥青油泵12进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中将脱沥青油换热降温至215℃后,经脱沥青油冷却器14将脱沥青油冷却至125℃,送往油库的脱沥青油产品槽;

步骤3中,第一抽提器3a底部的脱油沥青溶液出口抽出的脱油沥青溶液经第二沥青溶液泵17进入脱油沥青溶液-溶剂换热器28,在脱油沥青溶液-溶剂换热器28中与从脱油沥青汽提塔11塔顶的脱油沥青溶剂出口出来的脱油沥青溶剂换热至215℃后进入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20,并在脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20中与脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青换热升温至240℃后,进入脱油沥青溶液加热炉18,经脱油沥青溶液加热炉18将脱油沥青溶液加热至340℃后,脱油沥青溶液从脱油沥青汽提塔11中上部的脱油沥青溶液进口进入脱油沥青汽提塔11的中上部塔板,并在脱油沥青汽提塔11底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱油沥青汽提塔11汽提回收脱油沥青溶剂后,从脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青经脱油沥青泵19送入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20进行换热使温度降至200℃,再经脱油沥青冷却器21将沥青冷却到125℃后,送往油库的沥青产品槽;

步骤4中,脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口排出的脱沥青油溶剂经脱沥青油溶液-溶剂换热器24换热冷却至180℃,再经第一溶剂后冷器25冷却到85℃后进入第一溶剂槽22;

步骤5中,脱油沥青汽提塔11顶部的脱油沥青溶剂出口排出的脱油沥青溶剂经脱油沥青溶液-溶剂换热器28换热冷却至175℃,再经第二溶剂后冷器29冷却到88℃后进入第二溶剂槽23。

进一步地,该实施例在工业化生产过程中,从脱沥青油汽提塔9中上部的侧线油出口出来的侧线油经侧线油泵15进入侧线油冷却器16,在侧线油冷却器16中从300℃冷却至160℃后送至蒽油槽32。

实施例5

该实施例与实施例1的原理相同,下述内容仅介绍该实施例与实施例1的区别。

在该实施例中,步骤1中,从油库原料槽进入原料缓冲槽1的软沥青的温度为135℃,从混合溶剂槽26进入的混合溶剂与软沥青的比例为1:0.8;

步骤2中,从第二抽提器3b上部的脱沥青油溶液出口出来的脱沥青油溶液经脱沥青油溶液泵8进入脱沥青油溶液-溶剂换热器24,在脱沥青油溶液-溶剂换热器24中与脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口出来的脱沥青油溶剂进行换热至140℃后进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中与从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油连续换热升温至160℃后,进入脱沥青油溶液加热炉10,经脱沥青油溶液加热炉10将脱沥青油溶液加热至320℃后,脱沥青油溶液从脱沥青油汽提塔9中部的脱沥青油溶液进口进入脱沥青油汽提塔9,并在由脱沥青油汽提塔9底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱沥青油汽提塔汽9提回收脱沥青油溶剂后,从脱沥青油汽提塔9底部的脱沥青油出口出来的脱沥青油经脱沥青油泵12进入脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13,并在脱沥青油溶液-脱沥青油换热器13中将脱沥青油换热降温至220℃后,经脱沥青油冷却器14将脱沥青油冷却至110℃,送往油库的脱沥青油产品槽;

步骤3中,第一抽提器3a底部的脱油沥青溶液出口抽出的脱油沥青溶液经第二沥青溶液泵17进入脱油沥青溶液-溶剂换热器28,在脱油沥青溶液-溶剂换热器28中与从脱油沥青汽提塔11塔顶的脱油沥青溶剂出口出来的脱油沥青溶剂换热至190℃后进入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20,并在脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20中与脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青换热升温至260℃后,进入脱油沥青溶液加热炉18,经脱油沥青溶液加热炉18将脱油沥青溶液加热至330℃后,脱油沥青溶液从脱油沥青汽提塔11中上部的脱油沥青溶液进口进入脱油沥青汽提塔11的中上部塔板,并在脱油沥青汽提塔11底部的过热蒸汽进口通入的过热蒸汽的作用下进行汽提;经脱油沥青汽提塔11汽提回收脱油沥青溶剂后,从脱油沥青汽提塔11底部的脱油沥青出口出来的脱油沥青经脱油沥青泵19送入脱油沥青溶液-脱油沥青换热器20进行换热使温度降至220℃,再经脱油沥青冷却器21将沥青冷却到110℃后,送往油库的沥青产品槽;

步骤4中,脱沥青油汽提塔9顶部的脱沥青油溶剂出口排出的脱沥青油溶剂经脱沥青油溶液-溶剂换热器24换热冷却至170℃,再经第一溶剂后冷器25冷却到80℃后进入第一溶剂槽22;

步骤5中,脱油沥青汽提塔11顶部的脱油沥青溶剂出口排出的脱油沥青溶剂经脱油沥青溶液-溶剂换热器28换热冷却至155℃,再经第二溶剂后冷器29冷却到85℃后进入第二溶剂槽23。

进一步地,该实施例在工业化生产过程中,从脱沥青油汽提塔9中上部的侧线油出口出来的侧线油经侧线油泵15进入侧线油冷却器16,在侧线油冷却器16中从270℃冷却至140℃后送至蒽油槽32。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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