一种煤焦油深加工工艺的制作方法

本发明属于焦油加工领域，具体涉及一种新型煤焦油深加工工艺。

背景技术：

煤焦油简称焦油，是煤在干馏和汽化过程中生成的液体产品，是具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的粘稠状液体，是生产一系列芳烃、工业油和电机沥青等的原料。

焦油蒸馏是在工业条件下分割焦油的最基本方法。通常由一系列的加热、蒸发、蒸馏及冷凝冷却等化工单元操作组成。从国内的煤焦油蒸馏工艺来看，国内焦化厂普遍采用的煤焦油加工技术为一塔式和两塔式焦油蒸馏工艺，馏分脱酚采用naoh洗涤，洗涤后的三混送入工业萘工段，工业萘蒸馏普遍采用单炉双塔和双炉双塔工艺。该技术的工艺特点是工艺成熟稳定，缺点是常压操作，能耗高，三混馏分采用naoh洗涤生成酚钠盐，若提取酚产品需要进行酚钠盐分解。酚钠分解一般采用硫酸分解法和二氧化碳分解法，硫酸法分解酚钠盐的反应是放热过程，加酸时有大量水汽化形成蒸汽夹带硫酸和酚类放散到大气中，既污染环境，又造成硫酸和酚类产品损失；二氧化分解没有废液和酸气排放，但是设备投资大，分解过程中产生一定数量的碳酸钙废弃物。

中国专利cn106367110a于2017年02月01日公开了一种节能型焦油加工工艺，该工艺特征在于将传统的焦油蒸馏，酚洗涤，工业萘蒸馏及沥青改质作为一个系统进行了换热网络的设计，其优点是在原有的工艺基础上进行了余热的回收利用，降低了能耗，缺点是仍保留了酚洗涤工段，没有解决酚洗涤过程造成的环境污染。

中国专利cn106977361a于2017年07月25日公开了一种未洗三混生产工业萘的方法，该工艺特征在于将未洗三混直接进行工业萘生产，其优点是解决了酚洗涤过程造成的环境污染问题，缺点是未将焦油蒸馏和工业萘蒸馏作为一个系统进行设计，焦油蒸馏和工业萘蒸馏作为一个系统设计可以充分利用过程中产品的余热和原料换热，优化换热网络设计，降低整体能耗。

技术实现要素：

针对现有国内外焦油蒸馏工艺的特点及需要解决的问题，根据本发明的实施例，希望提出一种全新的、能有效解决环境污染及降低能耗的一种新型煤焦油深加工工艺。

根据实施例，本发明提供的一种新型煤焦油深加工工艺，包括如下步骤：

原料焦油经过换热预热至150～190℃送至脱水塔，脱水塔常压操作，在脱水塔塔顶分离出水分及轻油，脱水塔塔底采出无水焦油，脱水塔塔顶采用粗苯回流操作；

脱水塔塔底采出的无水焦油经过与沥青换热至240～260℃送至馏分塔，馏分塔减压操作，在馏分塔塔顶采出混合馏分气，馏分塔塔底采出软沥青，馏分塔塔顶气通过分缩器与原料焦油换热至190～210℃后部分冷凝回流；

馏分塔塔顶采出的混合馏分气不经过洗涤直接进入工业萘蒸馏系统生产粗萘，粗萘送至萘结晶工段；

萘结晶工艺采用分步结晶工艺，结晶系统核心设备为方箱式结晶器，分步结晶，得到高纯度的精萘产品，其产品质量可用结晶循环次数加以调节，灵活性大，可以制备90％～99.2％的萘产品。

优选地，本发明工艺中，所述工业萘蒸馏系统采用两塔操作，包括萘初塔和萘精塔。

优选地，本发明工艺中，馏分塔塔顶采出的混合馏分气不经过洗涤作为萘初塔原料直接送入萘初塔塔釜，萘初塔减压操作，在萘初塔塔顶采出轻质油馏分，萘初塔塔底采出萘洗混合油经泵送至萘精塔；萘精塔减压操作，塔顶采出的工业萘经过换热至180～200℃后部分回流，部分作为产品采出送至萘结晶工段，萘初塔及萘精塔由管式加热炉提供热量。

优选地，本发明工艺中，工业萘蒸馏系统采用单塔操作，萘初塔和萘精塔合并为一工业萘蒸馏塔。

优选地，本发明工艺中，馏分塔塔顶采出的混合馏分气不经过洗涤直接进入工业萘蒸馏塔，塔顶采出轻质油馏分；工业萘从侧线采出，经冷却后送至萘结晶工段，工业萘蒸馏塔塔由管式加热炉提供热量。

优选地，本发明工艺中，脱水塔采用粗苯回流操作，提高脱水效率。

优选地，本发明工艺中，馏分塔塔釜设置隔板，工艺上避免采出的软沥青在管式炉内循环时间过长导致的热聚合，可生产低次生喹啉不溶物的高品质沥青，且馏分塔塔底产品可以通过调节工艺参数生产软化点为30～150℃的沥青，配合生产针状焦及高品质的碳材料产品。

优选地，本发明工艺中，工业萘蒸馏系统生产的轻质油馏分含萘不大于10％，工业萘产品含萘不小于90％，洗油产品含萘不大于5％。

本发明将传统的焦油蒸馏和工业萘蒸馏合并作为一个体系进行处理，取消酚洗涤工段，流程短，投资低。由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下特点：

1、焦油蒸馏及工业萘蒸馏作为一个体系，可以采用三塔或者四塔操作，比传统工艺减少了馏分洗涤工段，克服了现有酚洗涤过程中存在的环境污染及固体废渣的问题。

2、脱水塔采用粗苯回流操作，粗苯与水的共沸性质提高了脱水塔的脱水效率，有利于后续的蒸馏操作。

3、馏分塔减压操作，塔釜操作温度降低，有利于提高沥青及炭黑油品质。馏分塔塔顶采用分缩器与原料焦油换热冷凝，既进行了余热回收，而且用大于85℃的焦油冷凝混合油气可以避免萘含量较高的混合油气部分冷凝结晶。

4、因馏分塔塔顶直接切取混合馏分，相对传统工艺中侧线切取三混馏分更易分离，因此馏分塔塔板数及回流比均降低，节省了能耗。

5、萘初塔及萘精塔减压操作，利于馏分的分离，降低了能耗，且减压操作减少了区域工业萘气的泄露，对环境友好。

6、本发明将焦油蒸馏及工业萘蒸馏作为一个体系进行设计，通过换热网络的分析，相比原传统分开工段工艺降低了15～20％的能耗，并降低了投资。

7、粗萘结晶采用分步结晶工艺，工艺流程和设备简单，不产生废气、废水、废渣，产品质量可用结晶循环次数加以调节，灵活性大，可以制备90％～99.2％的萘产品。

8、馏分塔塔底产品软化点可调，用于配合生产针状焦及高品质的碳材料产品。

综上，本发明所述工艺流程短，投资低，降低了能耗，且工业萘产品及沥青产品均可根据需要灵活调节。

附图说明

图1为本发明采用四塔序列进行煤焦油深加工工艺的工艺流程图；

图1中标号说明如下：脱水塔；102-馏分塔；103-萘初塔；104-萘精塔；105-无水焦油输送泵；106-沥青输送泵；107-萘初塔底油输送泵；108-洗油输送泵；109-脱水塔循环泵；110-馏分塔循环泵；111-萘初塔循环泵；112-萘精塔循环泵；113-脱水塔回流泵；114-萘初塔回流泵；115-萘精塔回流泵；116-1#管式加热炉；117-2#管式加热炉；118-3#管式加热炉；119-原料焦油/萘换热器；120-无水焦油/沥青换热器；121-轻油冷凝冷却器；122-酚油冷凝冷却器；123-脱水塔回流槽；124-萘初塔回流槽；125-萘精塔回流槽；126-油水分离器；127-分缩器；128-萘汽化冷却器；129-洗油冷却器。

图2为本发明采用三塔序列进行煤焦油深加工工艺的工艺流程图。

图2中标号说明如下：201-脱水塔；202-馏分塔；203-工业萘精馏塔；204-无水焦油输送泵；205-沥青输送泵；206-洗油输送泵；207-脱水塔循环泵；208-馏分塔循环泵；209-工业萘精馏塔循环泵；210-脱水塔回流泵；211-工业萘精馏塔回流泵；212-1#管式加热炉；213-2#管式加热炉；214-轻油冷凝冷却器；215-酚油冷凝冷却器；216-脱水塔回流槽；217-工业萘精馏塔回流槽；218-油水分离器；219-分缩器；220-无水焦油/沥青换热器；221-萘汽化冷却器；222-洗油冷却器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。

具体地，本发明提供的一种煤焦油深加工工艺包括步骤：

第一步，焦油蒸馏过程：原料焦油首先进入脱水塔生产无水焦油，含水量不大于0.5％无水焦油进入焦油馏分塔切取混合馏分。

第二步，工业萘蒸馏过程：混合馏分不经过洗涤直接进入工业萘蒸馏系统，生产轻质油馏分含萘不大于10％，工业萘产品含萘不小于90％，洗油产品含萘不大于5％。

第三步，工业萘结晶过程：将粗萘送入工业萘结晶工段，可以制备90％～99.2％的萘产品。

本发明的上述第二步中涉及的工业萘蒸馏过程设置有两种类型，包括双塔或单塔操作，因此本发明涉及的一种新型煤焦油深加工工艺包括采用四塔序列进行煤焦油深加工的工艺和采用三塔序列进行煤焦油深加工的工艺，下面结合图1和图2进一步说明。

如图1所示，是本发明采用四塔序列进行煤焦油深加工工艺的工艺流程图。

如图1所示，原料煤焦油通过泵送分别经过原料焦油/萘换热器119、分缩器127预热后进入脱水塔101，脱水塔常压操作，脱水塔塔顶采出轻油气经过轻油冷凝冷却器121冷却后至油水分离器126，分出油相至脱水塔回流槽123，回流槽内配入粗苯，经过脱水塔回流泵113部分回流，部分作为产品产出；脱水塔101塔底无水焦油一部分经过脱水塔循环泵109送入1#管式加热炉116对流段加热返回脱水塔塔釜为脱水塔提供热量，一部分经过无水焦油输送泵105采出。

经过无水焦油输送泵105采出的无水焦油进入无水焦油/沥青换热器120与沥青换热后送至馏分塔102下部，馏分塔减压操作，馏分塔塔顶采用分缩器127部分冷凝回流，塔顶采出的混合油气直接送入萘初塔103底部；馏分塔102塔底沥青一部分经过馏分塔循环泵110送入1#管式加热炉116辐射段加热返回馏分塔塔釜为馏分塔提供热量，一部分经过沥青输送泵106送至无水焦油/沥青换热器120换热后作为沥青或者炭黑油产品。

萘初塔103减压操作，塔顶采出的轻质油经过酚油冷凝冷却器122冷却后至萘初塔回流槽124，经过萘初塔回流泵114部分回流，部分作为轻质油产品采出；萘初塔塔底萘洗混合油一部分经过萘初塔循环泵111送入2#管式加热炉117加热返回萘初塔塔釜为萘初塔提供热量；一部分经过萘初塔底油输送泵107采出。

经过萘初塔底油输送泵107采出的萘洗混合油送至萘精塔104下部，萘精塔减压操作。萘精塔104塔顶采出的工业萘气体分别经过原料焦油/萘换热器119、萘汽化冷却器128冷却后至萘精塔回流槽125，经过萘精塔回流泵115部分回流，部分采出送至工业萘分步结晶工段；萘精塔塔釜采出的洗油一部分经过萘精塔循环泵112送入3#管式加热炉118加热返回萘精塔釜为萘精塔提供热量，一部分经过洗油输送泵108送至洗油冷却器129冷却后作为洗油产品。

粗萘进行分步结晶，结晶系统核心设备为方箱式结晶器，分步结晶，得到高纯度的精萘产品，其产品质量可用结晶循环次数加以调节，灵活性大，可以制备90％～99.2％的萘产品。

如图2所示，是本发明采用三塔序列进行煤焦油深加工工艺的工艺流程图。

如图2所示，原料煤焦油通过泵送经过分缩器219预热后进入脱水塔201，脱水塔常压操作，脱水塔塔顶采出轻油气经过轻油冷凝冷却器214冷却后至油水分离器218，分出油相至脱水塔回流槽216，回流槽内配入粗苯，经过脱水塔回流泵210部分回流，部分作为产品产出；脱水塔201塔底无水焦油一部分经过脱水塔循环泵207送入1#管式加热炉212对流段加热返回脱水塔塔釜为脱水塔提供热量，一部分经过无水焦油输送泵204采出。

经过无水焦油输送泵204采出的无水焦油进入无水焦油/沥青换热器220与沥青换热后送至馏分塔202下部，馏分塔减压操作，馏分塔塔顶采用分缩器219部分冷凝回流，塔顶采出的混合油气直接送入工业萘精馏塔203底部；馏分塔202塔底沥青一部分经过馏分塔循环泵208送入1#管式加热炉212辐射段加热返回馏分塔塔釜为馏分塔提供热量，一部分经过沥青输送泵205送至无水焦油/沥青换热器220换热后作为沥青或者炭黑油产品。

工业萘精馏塔203减压操作，塔顶采出的轻质油经过酚油冷凝冷却器215冷却后至工业萘精馏塔回流槽217，经过工业萘精馏塔回流泵211部分回流，部分作为轻质油产品采出；工业萘精馏塔203侧线采出的工业萘经过萘汽化冷却器221冷却后送至工业萘分步结晶工段；工业萘精馏塔203塔釜采出的洗油一部分经过工业萘精馏塔循环泵209送入2#管式加热炉213加热返回工业萘精馏塔釜提供热量，一部分经过洗油输送泵206送至洗油冷却器222冷却后作为洗油产品。

粗萘进行分步结晶，结晶系统核心设备为方箱式结晶器，分步结晶，得到高纯度的精萘产品，其产品质量可用结晶循环次数加以调节，灵活性大，可以制备90％～99.2％的萘产品。

实施例1

按照图1和前述流程，对某焦化厂煤焦油进行处理，处理能力为20万吨每年焦油，其具体技术操作指标和结果见表1。

实施例2

按照图2和前述流程，对某焦化厂煤焦油进行处理，处理能力为25万吨每年焦油，其具体技术操作指标和结果见表1。

表1