用于高含固煤基油渣的加工方法和加工系统与流程

本发明属于油渣加工领域，具体涉及用于高含固煤基油渣的加工方法和加工系统。

背景技术：

1、以往现有的煤基油渣的加工方法，通过萃取技术将固态油渣溶解，再分离出来沥青质、含固物和灰分等，一般只是一道工序加工后按照灰分、含固量的多少生产初级沥青、中级沥青和高级沥青。至今还没有高含固油渣的加工方法。若将高含固煤基油渣(50-65wt％含固量)按照现有加工方法加工生成不同灰分、不同含固量等级的沥青，而对高含固油渣中的灰分及催化剂无法全部除去，加工生成的沥青达不到优级品沥青等级更不能达到针状焦原料对灰分的要求。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的在于提供一种用于高含固煤基油渣的加工方法，该加工方法能够分两步除去其中的灰分和催化剂这两种含固物，并获得煤基沥青产品、针状焦产品，实现了循环经济，绿色环保。

2、本发明的第二个目的在于提供一种用于高含固煤基油渣的加工系统，该加工系统能够进行前述加工方法，用于分两步除去其中的灰分和催化剂这两种含固物，获得煤基沥青产品、针状焦产品以及固态粉料，实现循环经济，绿色环保。

3、为实现本发明的第一个目的，采用以下的技术方案：

4、一种用于高含固煤基油渣的加工方法，包括以下步骤：

5、(1)利用溶剂油对高含固煤基油渣原料进行萃取，输出萃取混合液；然后对所得萃取混合液进行第一级离心分离，输出一级离心清液和一级干相；然后对所得一级离心清液依次进行贮存、加热和第一级沉降分离，输出一级低含固清液和一级高含固底液；

6、(2)对步骤(1)所得一级高含固底液进行第二级分离，输出二级分离清液和二级干相；然后向所得二级分离清液中加入捕捉剂进行混合，输出捕捉剂混合料；然后利用所得捕捉剂混合料进行催化剂捕捉后再进行第二级沉降分离，分别输出二级低含固清液、二级中含固清液和二级高含固底液；

7、(3)采用洗油对步骤(1)所得一级干相和步骤(2)所得二级干相进行调和混合，输出干相混合料；然后对所得干相混合料进行加热和拔油，输出固态粉料；

8、(4)对步骤(2)所得二级低含固清液进行膜分离过滤后再进行针状焦生产，得到针状焦产品；

9、对步骤(2)所得二级中含固清液依次进行闪蒸和成型，得到煤基沥青产品。

10、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，所述第一级沉降分离的进料方式为在底部曝气的情况下自上至下依次螺旋进料；优选间断曝气；优选螺旋角度为与水平方向呈5-10°夹角。

11、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，步骤(2)中，还包括以下步骤：将步骤(2)所得二级高含固底液自前端返送至第二级分离装置进行循环加工。

12、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，所述加工方法还包括步骤(5)，异常工况下将步骤(2)所得二级分离清液自前端返送至萃取装置进行循环加工。

13、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，步骤(2)中，还包括以下步骤：将步骤(2)所得二级分离清液自前端回流至第二级分离装置进行循环加工。

14、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，步骤(2)所得二级分离清液的循环方式为按照分离浓度浓缩公式进行循环提浓，在所得二级分离清液的含固量未降至1.8wt％工况时，通过联锁自动调节回流比，将其自前端返送至第二级分离装置进行循环加工；直至所得二级分离清液的含固量浓度降至1.8wt％工况时，将其与捕捉剂混合后送至第二级沉降分离装置进行加工。

15、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，步骤(1)中，还包括以下步骤：将步骤(1)所得一级分离清液自前端回流至第一级分离装置进行循环加工。

16、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，步骤(1)所得一级分离清液的循环方式为按照分离浓度浓缩公式进行循环提浓，在所得一级离心清液的含固量未降至5.7-7wt％工况时，通过联锁自动调节回流比，将其自前端返送至第一级分离装置进行循环加工；直至所得一级分离清液的含固量降至5.7-7wt％时，将其加热后送至第一级沉降分离装置进行加工。

17、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，步骤(1)和/或步骤(2)中，所述分离浓度浓缩公式如下所示：

18、

19、f1＝a×(1-c)

20、其中，f1：循环第一次的分离清液含固量浓度；n：循环次数；fn：循环第n次的分离清液含固量浓度，fn＜8f1；a：第一级分离装置的初始进料含固量浓度，为常数；b：清液回收率，为0-100％的常数；c：干相浓缩率，为0-100％的常数；d：回流比，回流比＝出口清液返回量/入口进料量，为0-100％的常数。

21、本发明用于高含固煤基油渣的加工方法，优选地，所述加工方法还包括：在系统开停车时引入洗油对所述二级分离机和所述一级离心机进行冲洗；和/或

22、所述加工方法还包括：在异常工况下引入洗油对所述二级分离机和所述一级离心机的进料进行浓度调配；优选其调配限量与fn＜8f1协同调配。

23、为实现本发明的第二个目的，提供一种用于高含固煤基油渣的加工系统，所述加工系统包括通过管线依次连通的一级加工分离单元、二级加工分离单元、干相加工单元和二级沉降分离液加工单元；其中，

24、所述一级加工分离单元包括通过管线依次连通的萃取罐、一级离心机、一级离心清液罐、一级加热炉和一级沉降分离罐；其中，

25、所述萃取罐设置有进料口，且连接有高含固油渣进料管线，所述高含固油渣进料管线上还连接有溶剂油管线，用于分别进料高含固油渣和溶剂油以对高含固油渣进行萃取，输出萃取混合液；

26、所述一级离心机的进料口连接至所述萃取罐的出口，用于接收来自所述萃取罐的萃取混合液并对其进行第一级离心分离，输出一级离心清液和一级干相，从而分离出其中的部分含固物；

27、所述一级离心清液罐的进口连接至所述一级离心机的一级离心清液出口，且所述一级离心清液罐、所述一级加热炉和所述一级沉降分离罐依次通过管线相连通，用于依次对来自所述一级离心机的一级离心清液进行贮存、加热和第一级沉降分离，输出一级低含固清液和一级高含固底液；

28、所述二级加工分离单元包括通过管线依次连通的二级分离机、管道混合器和二级沉降分离罐；其中，

29、所述二级分离机的进口连接至所述一级加工分离单元的一级高含固底液出口，用于接收来自所述一级加工分离单元的一级高含固底液并对其进行第二级分离，输出二级分离清液和二级干相，从而分离出其中的灰分和催化剂；

30、所述管道混合器分别设置有进料口和药剂添加口，且其进料口连接至所述二级分离机的二级分离清液出口，其药剂添加口设置于其底部，且连接有药剂添加管线，用于输入捕捉剂以对所接收的来自所述二级分离机的二级分离清液进行混合，输出捕捉剂混合料；

31、所述二级沉降分离罐的进口连接至所述管道混合器的出口，用于接收并利用来自所述管道混合器的捕捉剂混合料进行催化剂捕捉后再进行第二级沉降分离，完成对催化剂的捕捉和分离，自上部出口输出二级低含固清液、自中部出口输出二级中含固清液、自下部出口输出二级高含固底液，从而分离出其中残余的催化剂；

32、所述干相加工单元包括通过管线依次相连通的干相缓冲罐和干燥成型装置；其中，

33、所述干相缓冲罐设置有干相进口和油相进口，且其干相进口分别连接至所述一级加工分离单元的一级干相出口和所述二级加工分离单元的二级干相出口，其油相进口连接有洗油管线，用于通入洗油以对所接收的来自所述一级加工分离单元的一级干相和来自所述二级加工分离单元的二级干相进行调和混合，输出干相混合料；

34、所述干燥成型装置的进口连接至所述干相缓冲罐的出口，用于接收来自所述干相缓冲罐的干相混合料并对其进行加热和拔油，输出固态粉料；

35、所述二级沉降分离液加工单元包括二级低含固清液针状焦子单元和二级中含固清液闪蒸成型子单元；其中，

36、所述二级低含固清液针状焦子单元包括通过管线依次相连通的膜分离装置和针状焦装置，所述膜分离装置的进口连接至所述二级加工分离单元的二级低含固清液出口，用于依次对来自所述二级加工分离单元的二级低含固清液进行膜分离过滤后进行针状焦生产，得到针状焦产品；所述二级中含固清液闪蒸成型子单元的进口连接至所述二级加工分离单元的二级中含固清液出口，用于对来自所述二级加工分离单元的二级中含固清液依次进行闪蒸和成型，得到煤基沥青产品。

37、本发明的加工系统，优选地，所述一级沉降分离罐为圆柱形罐体；其罐体顶部设置有沿罐体切线设置的进料管，用于进料；沿其竖轴中心设有立式空管，用于自上至下通入氮气以对罐底进行曝气；所述立式空管的外围一周设置有螺旋结构，用于来自所述进料管的进料按照进料推流速度沿着其螺旋导向旋流式向下沉降；所述进料管的下倾角度与所述螺旋结构中的螺旋叶面的下倾角度一致，且下倾角度为5-10°，形成旋流下降流道。

38、本发明的加工系统，优选地，所述进料管进入所述一级沉降分离罐内的管线长度为罐体直径的1/4-1/6。

39、本发明的加工系统，优选地，自所述二级沉降分离罐的下部出口至所述二级分离机的进料口设置有第一物料输送管线，用于将来自所述二级沉降分离罐的二级高含固底液返送至所述二级分离机进行分离。

40、本发明的加工系统，优选地，自所述二级分离机的二级分离清液出口至所述萃取罐的进料口设置有第二物料输送管线，用于将来自所述二级分离机的二级分离清液返送至所述萃取罐循环加工。

41、本发明的加工系统，优选地，自所述二级分离机的二级分离清液出口至其进料口设置有第二回流管线，用于将所述二级分离机输出的二级分离清液自前端回流至所述二级分离机循环加工；优选地，自所述二级分离机至所述管道混合器的第三物料输送管线上设置有二级固含量仪表，所述第二回流管线上设置有二级调节阀，所述二级固含量仪表与所述二级调节阀依据分离浓度浓缩公式进行联锁设置。

42、本发明的加工系统，优选地，自所述一级离心清液罐的出料口至所述一级离心机的进料口设置有第一回流管线，用于将所述一级离心清液罐输出的一级分离清液自前端回流至所述一级分离机循环加工。

43、本发明的加工系统，优选地，自所述一级离心清液罐至所述一级加热炉的第四物料输送管线上设置有一级固含量仪表，所述第一回流管线上设置有一级调节阀，所述一级固含量仪表与所述一级调节阀依据分离浓度浓缩公式进行联锁设置。

44、本发明的加工系统，优选地，自所述一级沉降分离罐的一级低含固清液出口至所述二级低含固清液针状焦子单元的进料口设置有第五物料输送管线，用于在工况佳时将来自所述一级沉降分离罐的一级低含固清液输送至所述二级低含固清液针状焦子单元内。

45、本发明的加工系统，优选地，自所述一级沉降分离罐的一级低含固清液出口至所述二级中含固清液闪蒸成型子单元的进料口设置有第六物料输送管线，用于在正常工况下将来自所述一级沉降分离罐的一级低含固清液输送至所述二级中含固清液闪蒸成型子单元内。

46、本发明的加工系统，优选地，自所述一级沉降分离罐的一级低含固清液出口至所述管道混合器的进料口设置有第七物料输送管线，用于在异常工况下将来自所述一级沉降分离罐的一级低含固清液输送至所述管道混合器内。

47、本发明的加工系统，优选地，所述洗油管线还分支有洗油支管，所述洗油支管连接至所述二级分离机的进料口，用于在系统开停车时引入洗油对所述二级分离机和所述一级离心机进行冲洗、在异常工况下引入洗油对所述二级分离机和所述一级离心机的进料进行浓度调配。

48、本发明还提供一种利用前述加工系统进行高含固煤基油渣加工的加工方法。

49、本发明的有益效果在于：

50、本发明的用于高含固煤基油渣的加工方法和加工系统，能够分两步除去其中的灰分和催化剂这两种含固物，将高含固煤基油渣中的沥青质提取出来用于加工为高端原料而获得煤基优级品沥青产品，并获得针状焦产品，实现循环经济和绿色环保。