余热利用装置及煤焦油加工系统的制作方法

本实用新型涉及煤焦油深加工技术领域，具体涉及一种余热利用装置及煤焦油加工系统。

背景技术：

煤焦油深加工工艺主要是对煤焦油中各组分根据沸点的差异进行分离，得到轻油、酚油、洗油、工业萘、一蒽油、沥青等主要产品，其中，沥青占煤焦油含量一半以上。煤焦油生产沥青一般通过煤焦油蒸馏工艺来进行，该工艺主要是原料焦油进入脱水塔进行脱水后进入焦油主塔进行蒸馏，在塔内分离得到各种产品的工艺，分离所需热量由管式炉循环加热提供。现有工艺中，脱水塔由脱水塔管式炉强制循环加热，塔底焦油用脱水塔循环泵抽出，进入主塔管式炉强制加热后进入主塔的下部进行产品的初步分离，塔底的软沥青一部分进入改质沥青装置，一部分进入油库装置。改质沥青装置中采用导热油换热系统与高温沥青换热对沥青大槽进行加热，换热后的较高温度的导热油进入导热油膨胀槽循环利用。

现有工艺并未考虑整个工艺的能量消耗和能量利用，通过管式炉进行加热需要大量的煤气消耗，另外，改质沥青装置内的物料温度较高，装置内的油气高温挥发，会对环境造成污染。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的上述问题，本实用新型的一方面的目的在于提供一种余热利用装置，其能够有效利用煤焦油蒸馏过程中的物料进行循环换热，有效降低改质沥青温度，提高原料焦油温度，降低系统的能源消耗，节约能源。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种余热利用装置，用于煤焦油加工系统，所述煤焦油加工系统包括连接的脱水塔和主塔，原料焦油进入所述脱水塔脱除水分后进入所述主塔进行蒸馏，所述主塔底部生成的沥青分别进入改质沥青装置和油库装置，所述改质沥青装置中的高温沥青经导热油换热系统进行换热，所述余热利用装置包括：

所述导热油换热系统；

第一管式炉，用于为所述脱水塔提供热源；

第一换热器，其设于所述脱水塔和所述第一管式炉之间，所述第一换热器的第一冷料进口通过管路与所述脱水塔的循环出口连接，所述第一换热器的第一冷料出口通过管路与所述第一管式炉的进口连接，所述第一换热器的第一热料进口通过管路与所述导热油换热系统的出口连接，所述第一换热器的第一热料出口通过管路与所述导热油换热系统的进口连接，所述脱水塔的塔底的循环物料经由所述第一换热器与所述导热油换热系统的导热油换热后进入所述第一管式炉进行加热，加热后的所述循环物料通过管路回流至所述脱水塔；

第二管式炉，用于为所述主塔提供热源；

第二换热器，其设于所述脱水塔与所述第二管式炉之间，所述第二换热器的第二冷料进口通过管路与所述脱水塔的脱水出口连接，所述第二换热器的第二冷料出口通过管路与所述第二管式炉的进口连接，所述第二换热器的第二热料进口通过管路与所述导热油换热系统的所述出口连接，所述第二换热器的第二热料出口通过管路与所述导热油换热系统的所述进口连接，所述脱水塔的塔底的脱水物料经由所述第二换热器与所述导热油换热系统的导热油换热后进入所述第二管式炉进行加热，加热后的所述脱水物料进入所述主塔进行蒸馏。

进一步地，所述脱水塔与所述第一换热器之间的管路上设有循环泵，所述脱水塔与所述第二换热器之间的管路上设有抽出泵。

进一步地，所述余热利用装置还包括第三换热器，其设于所述主塔与所述油库装置之间的管路上，所述第三换热器的第三冷料进口通过管路与所述脱水塔的所述脱水出口连接，所述第三换热器的第三冷料出口通过管路与所述第二管式炉的所述进口连接，所述第三换热器的第三热料进口通过管路与所述主塔的出口连接，所述第三换热器的第三热料出口通过管路与所述油库装置的进口连接，所述脱水塔的塔底的脱水物料经由所述第三换热器与所述主塔的塔底流出的软沥青换热后进入所述第二管式炉。

进一步地，所述第一换热器为管壳式换热器，所述脱水塔的塔底的循环物料进入管程，所述导热油换热系统的导热油进入壳程；所述第二换热器为管壳式换热器，所述脱水塔的塔底的脱水物料进入管程，所述导热油进入壳程。

进一步地，所述第三换热器为管壳式换热器，所述脱水塔的塔底的脱水物料进入管程，所述主塔的塔底的软沥青进入壳程。

本实用新型实施例还提供了一种煤焦油加工系统，包括脱水塔和主塔，其特征在于，还包括上述的余热利用装置。

与现有技术相比较，本实用新型提供的余热装置具有如下有益技术效果：

(1)本实用新型充分利用与改质沥青装置换热后的导热油换热系统的导热油余热，通过第一换热器和第二换热器对脱水塔塔底焦油物料进行换热，提高了物料进入管式炉前的温度，可有效降低管式炉煤气量，降低能源消耗。

(2)通过导热油与焦油的充分换热，降低导热油温度，进而保证改质沥青装置中沥青与导热油的换热效果，降低了改质沥青装置的物料温度，减少了改质沥青装置内的油气挥发，避免环境污染，同时可避免高温的改质沥青与原料焦油换热沥青管道堵塞的问题。

(3)通过充分换热，降低导热油换热系统的导热油温度，可以防止因导热油温度升高引起的导热油乳化，提高了导热油换热系统的安全运行系数同时保证了导热油的循环利用率。

(4)导热油换热系统作为焦油蒸馏装置和改质沥青装置的热交换载体，提高脱水塔塔底的出料焦油温度和主塔的进料焦油温度，降低高温沥青物料温度，降低装置的能源消耗，提高了装置的安全稳定运行水平。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所实用新型的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本实用新型实施例的余热利用装置的结构示意图；

附图标记：

10-脱水塔、20-主塔、30-改质沥青装置、40-油库装置、50-导热油换热系统、60-预处理装置；

1-第一管式炉、2-第一换热器、3-第二管式炉、4-第二换热器、

5-循环泵、6-抽出泵、7-第三换热器。

具体实施方式

为了使得本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本实用新型实施例的以下说明清楚且简明，本实用新型省略了已知功能和已知部件的详细说明。

图1为本实用新型实施例的余热利用装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供了一种余热利用装置，用于煤焦油加工系统，煤焦油加工系统包括连接的脱水塔10和主塔20，原料焦油进入脱水塔10脱除水分后进入主塔20进行蒸馏，主塔20底部生成的沥青分别进入改质沥青装置30和油库装置40，改质沥青装置30中的高温沥青经导热油换热系统50进行换热，所述余热利用装置包括：

导热油换热系统50；

第一管式炉1，用于为脱水塔10提供热源；

第一换热器2，其设于脱水塔10和第一管式炉1之间，第一换热器2的第一冷料进口通过管路与脱水塔10的循环出口连接，第一换热器2的第一冷料出口通过管路与第一管式炉1的进口连接，第一换热器2的第一热料进口通过管路与导热油换热系统50的出口连接，第一换热器1的第一热料出口通过管路与导热油换热系统50的进口连接，脱水塔10的塔底的循环物料经由第一换热器2与导热油换热系统50的导热油换热后进入第一管式炉1进行加热，加热后的循环物料通过管路回流至脱水塔10；

第二管式炉3，用于为主塔20提供热源；

第二换热器4，其设于脱水塔10与第二管式炉3之间，第二换热器4的第二冷料进口通过管路与脱水塔10的脱水出口连接，第二换热器4的第二冷料出口通过管路与第二管式炉3的进口连接，第二换热器4的第二热料进口通过管路与导热油换热系统50的出口连接，第二换热器4的第二热料出口通过管路与导热油换热系统50的进口连接，脱水塔10的塔底的脱水物料经由第二换热器4与导热油换热系统50的导热油换热后进入第二管式炉3进行加热，加热后的脱水物料进入主塔20进行蒸馏。

具体地，第一换热器2是对改质沥青装置30换热后的导热油余热和脱水塔10的塔底的原料焦油进行换热，换热后的焦油进入第一管式炉1循环加热；第二换热器4是对脱水塔1塔底抽出的脱水后的焦油和来自改质沥青装置30换热的高温导热油进行逆向换热，换热后的焦油进入第二管式炉3加热后进入主塔20进行蒸馏分离。

在一些实施例中，脱水塔10与第一换热器2之间的管路上设有循环泵5，脱水塔10与第二换热器4之间的管路上设有抽出泵6。通过调节循环泵5和抽出泵6的循环量可以调节换热器内焦油进料量，对换热过程中的流量进行控制，保证了焦油的换热效果。

换热时，与改质沥青装置30换热后的较高温度的导热油分别进入第一换热器2和第二换热器4进行循环利用，脱水塔10的塔底的原料焦油由设置在脱水塔10塔底的循环泵5抽出，经第一换热器2与导热油换热后，提高脱水塔10的塔底的循环物料温度，循环物料经第一管式炉1进行强制循环加热至第一预定温度，例如182℃。脱水塔10的塔底的无水焦油由脱水塔10塔底的抽出泵6抽出，经第二换热器4和第三换热器7进行热交换，提高焦油温度，例如焦油温度由脱水塔10塔底时的172℃提高至190℃，换热后的导热油温度降低，例如由202℃下降至185℃，换热后的导热油经导热油循环泵返回导热油换热系统40。

本实用新型实施例提供的余热利用装置充分利用与改质沥青装置30换热后的导热油余热，通过第一换热器2和第二换热器4，分别对进入管式炉之前的原料焦油进行换热，提高原料焦油的进料温度，降低管式炉煤气消耗，节约能源，降低生产成本。

本实施例中，通过导热油与焦油的充分换热，降低导热油温度，进而保证改质沥青装置沥青30与导热油换热效果，有效地降低了改质沥青装置30的物料温度，减少了改质沥青装置沥青30内油气挥发，避免环境污染，同时可避免高温的改质沥青与原料焦油换热沥青管道堵塞的问题。另外，通过充分换热，降低导热油换热系统50的导热油温度，可以防止因导热油温度升高引起的导热油乳化，提高导热油换热系统50的安全运行系数同时保证导热油的循环利用率。此外，导热油换热系统作为焦油蒸馏装置(脱水塔10和主塔20)和改质沥青装置30的热交换载体，提高脱水塔10塔底的出料焦油温度和主塔20的进料焦油温度，降低高温沥青物料温度，降低装置的能源消耗，提高了装置的安全稳定运行水平。

优选地，第一换热器2为管壳式换热器，脱水塔10的塔底的循环物料(原料焦油)进入管程，导热油换热系统50的导热油进入壳程；第二换热器2为管壳式换热器，脱水塔的塔底的脱水物料(脱水后的原料焦油)进入管程，导热油进入壳程。换热时，热料进入壳程，温差大、形变小，可以保证换热效果。

在一些实施例中，余热利用装置还包括第三换热器7，其设于主塔20与油库装置40之间的管路上，第三换热器7的第三冷料进口通过管路与脱水塔10的脱水出口连接，第三换热器7的第三冷料出口通过管路与第二管式炉3的进口连接，第三换热器7的第三热料进口通过管路与主塔20的出口连接，第三换热器7的第三热料出口通过管路与油库装置40的进口连接，脱水塔10的塔底的脱水物料经由第三换热器7与主塔20的塔底流出的软沥青换热后进入第二管式炉3。

具体地，可以在抽出泵6的出口管路上设置分别与第二换热器4和第三换热器7连接的两个分支管路，且每一分支管路上均设有用于调节流量的调节阀。第三换热器7为沥青/焦油换热器，脱水塔10塔底的焦油用抽出泵6抽出后，经第三换热器7与主塔20塔底流出的软沥青进行换热，经过充分换热、加热、换热后的焦油进入第二管式炉3进行强制加热后，进入主塔20的下部进行物料的初步分离，主塔20塔底生成的软沥青由主塔20塔底的抽出泵(未示出)从塔底抽出，一部分进入改质沥青装置30，一部分经第三换热器7换热后，进入油库装置40。改质沥青装置30中的高温沥青进入导热油换热系统50进行换热，换热后的物料回流至改质沥青装置30。

进一步地，第三换热器7也为管壳式换热器，脱水塔10的塔底的脱水物料(脱水后的原料焦油)进入管程，主塔20的塔底的软沥青进入壳程。

本实用新型实施例还提供了一种煤焦油加工系统，包括脱水塔10和主塔20，还包括上述的余热利用装置。

在一些实施例中，煤焦油加工系统还包括对原料焦油进行与处理的预处理装置60，通过预处理装置对60对原料焦油进行预处理，可以提高煤焦油加工系统的产品品质。

进一步地，煤焦油加工系统工作时，脱水塔10优选采用常压操作，主塔20采用常压或减压操作，保证脱水塔10和主塔20的操作更加稳定易控，安全可靠。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。