一种填料式焦油蒸馏塔的制作方法

本发明涉及煤焦油深加工技术领域的一种蒸馏设备，特别是涉及一种填料式焦油蒸馏塔。

背景技术：

典型的焦油连续蒸馏工艺有常压蒸馏、减压蒸馏及常减压蒸馏工艺，无论哪种蒸馏方式，其中的焦油蒸馏塔都是其蒸馏过程中的核心设备。因焦油中有铵盐等腐蚀性介质，传统的焦油蒸馏工艺需加碱来解决腐蚀问题，但加碱使焦油蒸馏产品中沥青和蒽油含有钠离子，使产品品质降低，影响产品价格。同时，加碱过程中又带入了一些水分，从而导致整个流程中废水量的增加。在现行环保要求越来越严，产品质量要求越来越高的情况下，现在焦油蒸馏过程多采用不加碱工艺，这样在原有焦油蒸馏塔不做改变的情况下，必将加大设备的腐蚀程度，缩短设备的使用寿命。为解决腐蚀问题，现行的焦油蒸馏塔材质多采用高于普通不锈钢材料的合金钢材质，如哈氏合金等。目前，现行焦油蒸馏塔一般采用板式塔，板式塔虽然具有结构简单，易于加工制造，分离效果好等优点，但存在着塔的高度高，塔盘数目多，消耗钢材多，设备总重大等缺点，尤其是设备的制造/改造成本特别大，以采用哈氏合金制造为例，制造/改造一套处理能力30万吨/年的焦油蒸馏塔的设备投资就达到2000万左右。

另外，在焦油蒸馏过程中，蒸馏塔塔顶气相量大，塔顶气相管管径大,难以从塔顶引下来，且塔顶冷凝器需要大量的冷却水，耗能巨大。

技术实现要素：

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种填料式焦油蒸馏塔，选用馏分循环喷洒方式进行气、液相对流传质，节省塔顶冷凝器、冷凝液回流槽等附属设备，并节约了大量冷却水，节能环保，可解决不加碱焦油蒸馏过程中因设备腐蚀问题带来焦油蒸馏塔设备投资大的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种填料式焦油蒸馏塔，包括裙座、下封头、筒体、上封头、鲍尔环填料段、三混馏分集液槽与断液盘、格利希填料段、蒽油馏分与断液盘、折流板和设备接口，其特征在于，所述筒体设置在裙座上，裙座内设有下封头封住筒体下部，筒体上部设有上封头；所述筒体内自上而下依次设置鲍尔环填料段、三混馏分集液槽与断液盘、格利希填料段、蒽油馏分集液槽与断液盘和折流板；所述设备接口由真空排气口、三混回流入口、三混采出口、蒽油回流口、蒽油采出口、原料入口和沥青采出口组成，其中真空排气口设置在上封头的顶部，三混回流入口、三混采出口、蒽油回流口、蒽油采出口、原料入口从上到下依次设置在筒体上，沥青采出口自下封头引出设置在裙座上。

所述三混回流入口和蒽油回流口采用压力型排管式液体分布器。

所述上封头、筒体、下封头和裙座按腐蚀程度不同，各段采用如下材质：上封头到三混馏分集液槽段采用316l不锈钢，三混馏分集液槽(不含)到折流板段采用哈氏合金，折流板(不含)到下封头段采用304或316不锈钢，群座采用碳钢。

所述原料入口采用与筒体内壁内切线螺旋方式进料。

所述折流板为三块，设置在原料入口下方。

所述鲍尔环填料段采用鲍尔环填料，对焦油处理量在20万吨/年及以下的，优选dn25～38不锈钢鲍尔环填料；对焦油处理量在20万吨/年及以上，优选dn50不锈钢鲍尔环填料。

所述格利希填料段采用格利希填料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)用高效填料代替气、液两相传质的多层塔盘，在达到相同分离效果的情况下，高效填料蒸馏塔的设备高度比传统板式焦油蒸馏塔大幅度降低；

2)该发明装置具有阻力小、流通量大的特点，因此传质效率更高；

3)该发明装置内采用断塔盘形式，塔顶气相馏分被回流的三混馏分冷凝冷却，焦油蒸馏过程中无需外设塔顶冷凝器，冷凝液回流槽等附属设备，也减少了冷却水的消耗；

4)原料入口采用与筒体内壁内切线螺旋方式进料，显著减少了原料中的沥青固体不溶物对设备筒体的冲刷腐蚀；

5)所述蒸馏塔根据腐蚀程度不同，自上而下采用不同材质，结构设计合理，降低制造成本，适合不加碱焦油蒸馏过程；

6)设备投资大大减少，以处理能力30万吨/年的焦油蒸馏塔为例，其设备投资在600万左右；

7)本发明不仅可应用于焦化行业，还可应用到石化、医药、食品加工等行业的蒸馏塔上，具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图中：1-真空排气口，2-三混回流入口，3-鲍尔环填料段，4-三混馏分集液槽与断液盘，5-三混采出口，6-蒽油回流口，7-格利希填料段，8-蒽油馏分集液槽与断液盘，9-蒽油采出口，10-原料入口，11-折流板，12-沥青采出口，13-裙座，14-下封头，15-筒体，16-上封头

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1所示，本发明涉及的一种填料式焦油蒸馏塔，包括裙座13、下封头14、筒体15、上封头16、鲍尔环填料段3、三混馏分集液槽与断液盘4、格利希填料段7、蒽油馏分与断液盘8、折流板11和设备接口，所述筒体15设置在裙座13上，裙座13内设有下封头14封住筒体15下部，筒体15上部设有上封头16；所述筒体15内自上而下依次设置鲍尔环填料段3、三混馏分集液槽与断液盘4、格利希填料段7、蒽油馏分集液槽与断液盘8和折流板10；所述设备接口由真空排气口1、三混回流入口2、三混采出口5、蒽油回流口6、蒽油采出口9、原料入口10和沥青采出口12组成，其中真空排气口1设置在上封头16的顶部，三混回流入口2、三混采出口5、蒽油回流口6、蒽油采出口9、原料入口10从上到下依次设置在筒体15上，沥青采出口12自下封头14引出设置在裙座13上。

所述三混回流入口2和蒽油回流口6采用压力型排管式液体分布器。

所述上封头16、筒体15、下封头14和裙座13按腐蚀程度不同，各段采用如下材质：上封头16到三混馏分集液槽4段腐蚀程度严重，采用316l不锈钢；三混馏分集液槽4(不含)到折流板11段腐蚀程度极其严重，采用哈氏合金(如要进一步降低投资可采用哈氏合金与碳钢的复合板)；折流板11(不含)到下封头14段腐蚀程度一般，采用304或316不锈钢；群座13采用碳钢。

所述原料入口10采用与筒体15内壁内切线螺旋方式进料，减少了原料中沥青固体不溶物对设备筒体15的冲刷腐蚀。

所述折流板11为三块，设置在原料入口10的下方。

所述鲍尔环填料段3采用鲍尔环填料，对焦油处理量在20万吨/年及以下的，选择dn25～38不锈钢鲍尔环填料；对焦油处理量在20万吨/年及以上，选择dn50不锈钢鲍尔环填料。

所述格利希填料段7采用格利希填料，格利希填料具有气相通量大，流通阻力小，抗堵塞能力强的特点，适用于焦油重组份粘度较大的物料。

工作时，原料焦油脱除水分和轻油，通过管式炉加热(温度控制在350～380℃)后由原料入口10进入，在格利希填料段7，上升的气相与来自蒽油回流口6回流的蒽油馏分对流传质，气相中的重组份下降至蒽油馏分集液槽与断液盘8中，然后由泵自蒽油采出口9抽出经冷却后，一部分用于回流由蒽油回流口6进入筒体15，一部分作为产品采出(蒽油馏分)，采出温度控制在270～330℃；气相中的轻组份经断液盘4进入鲍尔环填料段3，在鲍尔环填料段3中，上升的气相与来自三混回流入口2回流的三混馏分传热传质，冷凝下来的重组份流入到三混馏分集液槽4中，然后由泵自三混采出口5抽出经冷却后，一部分用于回流由三混回流入口2进入筒体15，一部分作为产品采出(三混馏分)，采出温度控制在140～200℃；蒸馏后的中温沥青经折流板11自沥青采出口12被采出，温度控制在320～370℃，软化点控制在温度控制在75～115℃。

该发明装置为减压操作，上封头16顶部不凝汽由真空泵抽出调节，压力控制在10～30kpa，气相温度控制在100～160℃。