CN110184083A - 一种煤制油残渣处理工艺以及处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤制油残渣处理工艺以及处理装置，其通过将煤制油液化残渣采用高温烟气进行加热干馏，使残渣干馏产生的油品回收加工，提高了煤制油的总体油收率，实现了煤制油残渣中半焦与残余油的彻底分离，并最大限度地回收残渣中的油，干馏回收油之后的不含油高温半焦在激冷罐中与激冷水接触淬冷，使高温半焦冷却并破裂成小颗粒半焦，捞焦机捞出的粒状半焦不含油，输送方便且不需后续再处理。
Description
技术领域
本发明属于煤液化技术领域，特别涉及一种煤制油残渣处理工艺以及处理装置。
背景技术
目前国内外煤液化制油工厂中，液化残渣的处理主要有三种方法：直接成型法，经过减压蒸馏的含固量约50%的残渣，用钢带残渣冷却成型机进行冷却成型，在成型机出口由破碎机打成小块残渣外运；溶剂萃取法，将大部分油和沥青用溶剂萃取回收，剩下的残渣固化成半焦；过滤法，采用过滤分离出油和沥青，滤饼再过滤回收油后，半焦冷却固化。
其中，直接成型法在国内高压液化采用，但该法不能回收残渣中的油，且冷却成型机的单台处理能力小，仅有6万吨/年，投资大，维修量大，操作麻烦；萃取法和过滤法的油也无法完全回收，且含油残渣和滤饼后续都需要进一步处理。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种能够最大限度地回收残渣中的油，而且干馏后粒状半焦不含油，其后续处理方便的煤制油残渣处理工艺以及处理装置。
本发明的技术方案是这样实现的：一种煤制油残渣处理工艺，其特征在于：包括以下处理步骤：
a）将含油和沥青的煤制油液化残渣送入干馏机中，在干馏机内加热至400～450℃，干馏出残渣中的油，残渣中的部分沥青经干馏后生成沥青烯转化油；
b）残渣中的油和沥青烯转化油的蒸汽从干馏机顶部排出，经水冷器冷凝及分离器分离后，液相作油品回收加工，气相作燃料利用；
c）干馏回收油之后的高温半焦由干馏机底部排出至激冷罐内，高温半焦在激冷罐中激冷为小颗粒半焦，小颗粒半焦和激冷水一起由激冷罐底部排入渣池，再通过设置在渣池内的捞焦机将小颗粒半焦捞出运走。
本发明所述的煤制油残渣处理工艺，其所述干馏机采用滚筒式结构，煤制油液化残渣在干馏机内通过螺旋叶片进行推送，干馏机内所需热量由高温烟气提供，煤制油液化残渣螺旋叶片推送过程中，利用高温、低氧烟气进行加热。
本发明所述的煤制油残渣处理工艺，其由干馏机顶部排出的蒸汽在水冷器内通过循环水冷却至40～80℃，大部分干馏出的油在该温度下发生冷凝，气液混合物再送至分离器中进行气液分离，油品从分离器底部排出并回收加工，气相不凝气送燃料气管网作燃料利用。
本发明所述的煤制油残渣处理工艺，其高温半焦在激冷罐中通过喷入的激冷水进行激冷，高温半焦在遇到激冷水后破裂成小颗粒半焦，激冷罐中由于高温半焦汽化的蒸汽排至冷凝分离器中，与冷凝分离器内盘管中的冷却水换热冷却后，不凝气排出界区，冷凝液返回至激冷罐循环利用。
一种煤制油残渣处理装置，其特征在于：包括滚筒干馏机、激冷罐以及渣池，所述滚筒干馏机的出渣口与激冷罐的进渣口连接，所述激冷罐的出渣口与渣池对应，在所述渣池内设置有捞焦机，所述滚筒干馏机的油气出口与水冷器连接，所述水冷器与分离器连接，所述激冷罐与冷凝分离器连接形成循环回路，所述滚筒干馏机用于干馏煤制油液化残渣，所述激冷罐用于将滚筒干馏机排出的高温半焦冷却、破碎。
本发明所述的煤制油残渣处理装置，其所述滚筒干馏机包括滚筒以及设置在滚筒内的螺旋叶片，所述螺旋叶片设置在转轴上，所述转轴的一端穿出滚筒并通过传动机构与驱动电机连接，在所述滚筒外周设置有烟气外壳，所述烟气外壳与滚筒之间形成滚筒环形烟道，所述滚筒的一端设置有液化残渣进口，其另一端的顶部设置有油气出口，且底部设置有残渣出口，所述油气出口与水冷器连接，所述滚筒环形烟道靠近液化残渣进口一端的底部设置有滚筒高温烟气进口，其另一端的顶部设置有烟气出口。
本发明所述的煤制油残渣处理装置，其所述滚筒内的螺旋叶片与滚筒内壁配合形成液化残渣的螺旋推送通道，所述滚筒环形烟道的轴向长度不小于滚筒内液化残渣的轴向推送长度，在所述滚筒环形烟道内设置有螺旋导流板，所述滚筒环形烟道通过其内部设置的螺旋导流板形成与滚筒内螺旋推送通道对应配合的螺旋烟气通道。
本发明所述的煤制油残渣处理装置，其所述转轴为中空结构，在所述转轴内沿其轴向设置有中央烟气出口管，所述中央烟气出口管延伸至转轴内的一端与转轴的中空腔体连通，所述中央烟气出口管的另一端为中央烟气出口，所述转轴的中空腔体设置有中央烟气进口。
本发明所述的煤制油残渣处理装置，其所述激冷罐包括罐体以及设置在罐体顶部的中央管，所述中央管的上端进渣口与滚筒干馏机底部出渣口连接，所述中央管的下端出渣口延伸至罐体内上部，所述滚筒干馏机底部来的高温半焦由中央管进入激冷罐的罐体内，在所述罐体内上部设置有环形激冷管，在所述环形激冷管上设置有多个喷头，所述环形激冷管内的激冷水由多个喷头喷出，并与罐体内的高温半焦接触，在所述罐体底部设置有渣水出口，在所述罐体底部的渣水出口处设置有松渣器，在所述罐体顶部设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口与冷凝分离器连接。
本发明所述的煤制油残渣处理装置，其在所述中央管外周设置有烟气伴热夹套，所述烟气伴热夹套与中央管之间形成中央管环形烟道，在所述中央管环形烟道内设置有折流板，所述折流板将中央管环形烟道分隔为内外层烟道，所述内外层烟道通过底部连通口连通，在所述烟气伴热夹套上部设置有与外层烟道连通的中央管高温烟气进口，通入中央管环形烟道内的烟气由内层烟道顶部排出。
本发明通过将煤制油液化残渣采用高温烟气进行加热干馏，使残渣干馏产生的油品回收加工，提高了煤制油的总体油收率，实现了煤制油残渣中半焦与残余油的彻底分离，并最大限度地回收残渣中的油，干馏回收油之后的不含油高温半焦在激冷罐中与激冷水接触淬冷，使高温半焦冷却并破裂成小颗粒半焦，捞焦机捞出的粒状半焦不含油，输送方便且不需后续再处理。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中滚筒干馏机的结构示意图。
图3是本发明中滚筒干馏机的截面图。
图4是本发明滚筒干馏机中转轴的截面图。
图5是本发明中激冷罐的结构示意图。
图中标记：1为滚筒干馏机，2为激冷罐，3为渣池，4为捞焦机，5为水冷器，6为分离器，7为冷凝分离器，8为滚筒，9为螺旋叶片，10为转轴，11为驱动电机，12为烟气外壳，13为滚筒环形烟道，14为液化残渣进口，15为油气出口，16为残渣出口，17为滚筒高温烟气进口，18为烟气出口，19为中央烟气出口管，20为中空腔体，21为中央烟气出口，22为中央烟气进口，23为罐体，24为中央管，25为环形激冷管，26为渣水出口，27为松渣器，28为蒸汽出口，29为烟气伴热夹套，30为中央管环形烟道，31为折流板，32为中央管高温烟气进口，33为减速箱，34为轴封，35为水泵。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种煤制油残渣处理工艺，包括以下处理步骤：
a）将含油和沥青约50%的煤制油液化残渣送入干馏机中，在干馏机内加热至400～450℃，干馏出残渣中的油，残渣中的部分沥青经干馏后生成沥青烯转化油；所述干馏机采用滚筒式结构，煤制油液化残渣在干馏机内通过螺旋叶片进行推送，干馏机内所需热量由高温烟气提供，煤制油液化残渣螺旋叶片推送过程中，采用600～650℃高温、低氧烟气进行加热。
b）残渣中的油和沥青烯转化油的蒸汽从干馏机顶部排出，蒸汽在水冷器内通过循环水冷却至40～80℃，大部分干馏出的油在该温度下发生冷凝，气液混合物再送至分离器中进行气液分离，液相油品从分离器底部排出并回收加工，气相不凝气送燃料气管网作燃料利用。
c）干馏回收油之后的高温半焦由干馏机底部排出至激冷罐内，高温半焦在激冷罐中通过喷入的激冷水进行激冷，高温半焦在遇到激冷水后破裂成小颗粒半焦，小颗粒半焦和激冷水一起由激冷罐底部排入渣池，再通过设置在渣池内的捞焦机将小颗粒半焦捞出，再经皮带或汽车运走，渣池内的含渣水经水泵加压后送出界区或循环利用。其中，激冷罐中由于高温半焦汽化的蒸汽排至冷凝分离器中，与冷凝分离器内盘管中的冷却水换热冷却后，不凝气排出界区，冷凝液返回至激冷罐循环利用。
如图1所示，一种煤制油残渣处理装置，包括滚筒干馏机1、激冷罐2以及渣池3，所述滚筒干馏机1的出渣口与激冷罐2的进渣口连接，所述激冷罐2的出渣口与渣池3对应，在所述渣池3内设置有捞焦机4，所述渣池3的排水口通过管道与水泵35连接，所述滚筒干馏机1的油气出口与水冷器5连接，所述水冷器5与分离器6连接，所述激冷罐2与冷凝分离器7连接形成循环回路，其中，所述滚筒干馏机1用于干馏煤制油液化残渣；所述激冷罐2用于将滚筒干馏机1排出的高温半焦冷却、破碎；所述渣池3用于收集激冷罐来的半焦及激冷水；所述捞焦机4用于将渣池中的半焦捞出，实现半焦与水的分离；所述水冷器5用于冷却、冷凝干馏机干馏所产生的含油蒸气；所述分离器6用于将水冷器送来的气液混合物进行分离；所述冷凝分离器7用于将激冷罐中产生的蒸汽冷凝、分离、循环，冷凝分离器内设置有冷却水盘管，激冷罐中产生的蒸汽与盘管中的冷却水换热冷凝、气液分离，冷凝液循环回激冷罐，不凝气排至界外；所述水泵35用于将渣水输送至下游工段。
如图2、3和4所示，所述滚筒干馏机1包括滚筒8以及设置在滚筒8内的螺旋叶片9，所述滚筒用于容纳液化残渣，所述螺旋叶片9设置在转轴10上，所述滚筒8内的螺旋叶片9与滚筒8内壁配合形成液化残渣的螺旋推送通道，所述转轴10的一端穿出滚筒8并通过传动机构与驱动电机11连接，设备运行时，滚筒不动，所述驱动电机用于带动设置有螺旋叶片的转轴转动，实现液化残渣在滚筒内由入口推向出口，所述传动机构为减速箱33，用于提高电机输出扭矩，所述转轴10穿出滚筒8处设置有轴封34，用于转轴与筒体之间的密封，在所述滚筒8外周设置有烟气外壳12，所述烟气外壳12与滚筒8之间形成滚筒环形烟道13，所述滚筒环形烟道13的轴向长度不小于滚筒8内液化残渣的轴向推送长度，所述滚筒环形烟道内烟气的流动方向与滚筒内残渣的流动方向一致，通过滚筒外周烟道内流过的高温烟气为滚筒内的液化残渣干馏提供热量，使残渣发生干馏，在所述滚筒环形烟道13内设置有螺旋导流板，用于增大高温烟气的扰动和流动行程，提高高温烟气侧的传热系数，所述滚筒环形烟道13通过其内部设置的螺旋导流板形成与滚筒8内螺旋推送通道对应配合的螺旋烟气通道，以提高传热效果，在所述烟气外壳外周设置有保温层，用于减少烟道内的热损失，提高设备热效率，所述滚筒8的一端设置有液化残渣进口14，其另一端的顶部设置有油气出口15，且底部设置有残渣出口16，所述油气出口15与水冷器5连接，所述滚筒环形烟道13靠近液化残渣进口14一端的底部设置有滚筒高温烟气进口17，其另一端的顶部设置有烟气出口18。
在本实施例中，为了进一步提高滚筒内液化残渣的干馏，所述转轴10为中空结构，在所述转轴10内沿其轴向设置有中央烟气出口管19，所述中央烟气出口管19延伸至转轴10内的一端与转轴10的中空腔体20连通，所述中央烟气出口管19的另一端为中央烟气出口21，所述转轴10的中空腔体20设置有中央烟气进口22，所述转轴10的中空腔体20内的烟气流动方向与滚筒8内残渣的流动方向相反，烟气进入中央烟气出口管19后，烟气的流动方向与滚筒8内残渣的流动方向一致，即滚筒内外用于为滚筒内残渣提供热量的高温烟气流动方向相反，有利于滚筒内残渣的干馏。高温烟气从转轴的中空腔体及中央烟气出口管内流过，用于从滚筒内部为残渣干馏提供热量，从而提高残渣的干馏效果。
通过将含油和沥青的煤制油残渣在滚筒干馏机中进行干馏处理，使部分沥青生成沥青烯转化油，残渣中的油和沥青烯转化油被蒸发汽化并回收，从而实现煤制油残渣中半焦与残余油的彻底分离，并可最大限度地回收残渣中的油，而且干馏后粒状半焦不含油，使其后续再处理方便、操作简单且节省投资。
如图5所示，所述激冷罐2包括罐体23以及设置在罐体23顶部的中央管24，所述中央管24的上端进渣口与滚筒干馏机1底部出渣口连接，所述中央管24的下端出渣口延伸至罐体23内上部，所述滚筒干馏机1底部来的高温半焦由中央管24进入激冷罐的罐体23内，为了避免高温半焦提前在中央管内冷凝造成堵塞，在所述中央管24外周设置有烟气伴热夹套29，在所述罐体23内上部设置有环形激冷管25，在所述环形激冷管25上设置有多个喷头，所述多个喷头沿环形激冷管25等间距均匀分布，所述环形激冷管和喷头用于提供激冷水，为高温半焦淬冷、破碎提供激冷介质，所述环形激冷管25内的激冷水由多个喷头喷出，并与罐体23内的高温半焦接触，使高温半焦激冷、破碎，在所述罐体23底部设置有渣水出口26，激冷破碎后的小颗粒半焦和水从渣水出口排放，在所述罐体23顶部设置有蒸汽出口28，激冷产生的蒸汽从蒸汽出口排出，所述蒸汽出口28与冷凝分离器7连接。
在本实施例中，所述环形激冷管25设置在中央管24下端出渣口的下方外周部，为了避免小颗粒半焦堵塞排渣口，在所述罐体23底部的渣水出口26处设置有松渣器27，所述罐体23下部呈逐渐向轴向中心收拢的漏斗形结构，以便于罐体内下部小颗粒半焦的排放。
其中，所述烟气伴热夹套29与中央管24之间形成中央管环形烟道30，在所述中央管环形烟道30内设置有折流板31，所述折流板31将中央管环形烟道30分隔为内外层烟道，所述内外层烟道通过底部连通口连通，在所述烟气伴热夹套29上部设置有与外层烟道连通的中央管高温烟气进口32，通入中央管环形烟道30内的烟气由内层烟道顶部排出。通过中央管环形烟道内通入的高温烟气，使中央管保持一定的温度，从而避免进入中央管的高温半焦提前冷凝而造成管道堵塞，此外，通过中央管环形烟道内折流板的设置，能够有效限制高温烟气的流通路径，提高高温烟气的传热效果，保证中央管整体的受热均匀，进一步起到避免高温半焦在中央管冷凝而造成堵塞的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤制油残渣处理工艺，其特征在于：包括以下处理步骤：
a）将含油和沥青的煤制油液化残渣送入干馏机中，在干馏机内加热至400～450℃，干馏出残渣中的油，残渣中的部分沥青经干馏后生成沥青烯转化油；
b）残渣中的油和沥青烯转化油的蒸汽从干馏机顶部排出，经水冷器冷凝及分离器分离后，液相作油品回收加工，气相作燃料利用；
c）干馏回收油之后的高温半焦由干馏机底部排出至激冷罐内，高温半焦在激冷罐中激冷为小颗粒半焦，小颗粒半焦和激冷水一起由激冷罐底部排入渣池，再通过设置在渣池内的捞焦机将小颗粒半焦捞出运走。
2.根据权利要求1所述的煤制油残渣处理工艺，其特征在于：所述干馏机采用滚筒式结构，煤制油液化残渣在干馏机内通过螺旋叶片进行推送，干馏机内所需热量由高温烟气提供，煤制油液化残渣螺旋叶片推送过程中，利用高温、低氧烟气进行加热。
3.根据权利要求1所述的煤制油残渣处理工艺，其特征在于：由干馏机顶部排出的蒸汽在水冷器内通过循环水冷却至40～80℃，大部分干馏出的油在该温度下发生冷凝，气液混合物再送至分离器中进行气液分离，油品从分离器底部排出并回收加工，气相不凝气送燃料气管网作燃料利用。
4.根据权利要求1所述的煤制油残渣处理工艺，其特征在于：高温半焦在激冷罐中通过喷入的激冷水进行激冷，高温半焦在遇到激冷水后破裂成小颗粒半焦，激冷罐中由于高温半焦汽化的蒸汽排至冷凝分离器中，与冷凝分离器内盘管中的冷却水换热冷却后，不凝气排出界区，冷凝液返回至激冷罐循环利用。
5.一种煤制油残渣处理装置，其特征在于：包括滚筒干馏机（1）、激冷罐（2）以及渣池（3），所述滚筒干馏机（1）的出渣口与激冷罐（2）的进渣口连接，所述激冷罐（2）的出渣口与渣池（3）对应，在所述渣池（3）内设置有捞焦机（4），所述滚筒干馏机（1）的油气出口与水冷器（5）连接，所述水冷器（5）与分离器（6）连接，所述激冷罐（2）与冷凝分离器（7）连接形成循环回路，所述滚筒干馏机（1）用于干馏煤制油液化残渣，所述激冷罐（2）用于将滚筒干馏机（1）排出的高温半焦冷却、破碎。
6.根据权利要求5所述的煤制油残渣处理装置，其特征在于：所述滚筒干馏机（1）包括滚筒（8）以及设置在滚筒（8）内的螺旋叶片（9），所述螺旋叶片（9）设置在转轴（10）上，所述转轴（10）的一端穿出滚筒（8）并通过传动机构与驱动电机（11）连接，在所述滚筒（8）外周设置有烟气外壳（12），所述烟气外壳（12）与滚筒（8）之间形成滚筒环形烟道（13），所述滚筒（8）的一端设置有液化残渣进口（14），其另一端的顶部设置有油气出口（15），且底部设置有残渣出口（16），所述油气出口（15）与水冷器（5）连接，所述滚筒环形烟道（13）靠近液化残渣进口（14）一端的底部设置有滚筒高温烟气进口（17），其另一端的顶部设置有烟气出口（18）。
7.根据权利要求6所述的煤制油残渣处理装置，其特征在于：所述滚筒（8）内的螺旋叶片（9）与滚筒（8）内壁配合形成液化残渣的螺旋推送通道，所述滚筒环形烟道（13）的轴向长度不小于滚筒（8）内液化残渣的轴向推送长度，在所述滚筒环形烟道（13）内设置有螺旋导流板，所述滚筒环形烟道（13）通过其内部设置的螺旋导流板形成与滚筒（8）内螺旋推送通道对应配合的螺旋烟气通道。
8.根据权利要求6所述的煤制油残渣处理装置，其特征在于：所述转轴（10）为中空结构，在所述转轴（10）内沿其轴向设置有中央烟气出口管（19），所述中央烟气出口管（19）延伸至转轴（10）内的一端与转轴（10）的中空腔体（20）连通，所述中央烟气出口管（19）的另一端为中央烟气出口（21），所述转轴（10）的中空腔体（20）设置有中央烟气进口（22）。
9.根据权利要求5至8中任意一项所述的煤制油残渣处理装置，其特征在于：所述激冷罐（2）包括罐体（23）以及设置在罐体（23）顶部的中央管（24），所述中央管（24）的上端进渣口与滚筒干馏机（1）底部出渣口连接，所述中央管（24）的下端出渣口延伸至罐体（23）内上部，所述滚筒干馏机（1）底部来的高温半焦由中央管（24）进入激冷罐的罐体（23）内，在所述罐体（23）内上部设置有环形激冷管（25），在所述环形激冷管（25）上设置有多个喷头，所述环形激冷管（25）内的激冷水由多个喷头喷出，并与罐体（23）内的高温半焦接触，在所述罐体（23）底部设置有渣水出口（26），在所述罐体（23）底部的渣水出口（26）处设置有松渣器（27），在所述罐体（23）顶部设置有蒸汽出口（28），所述蒸汽出口（28）与冷凝分离器（7）连接。
10.根据权利要求9所述的煤制油残渣处理装置，其特征在于：在所述中央管（24）外周设置有烟气伴热夹套（29），所述烟气伴热夹套（29）与中央管（24）之间形成中央管环形烟道（30），在所述中央管环形烟道（30）内设置有折流板（31），所述折流板（31）将中央管环形烟道（30）分隔为内外层烟道，所述内外层烟道通过底部连通口连通，在所述烟气伴热夹套（29）上部设置有与外层烟道连通的中央管高温烟气进口（32），通入中央管环形烟道（30）内的烟气由内层烟道顶部排出。
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