CN213085884U - 一种煤焦油预处理净化***装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种煤焦油预处理净化***装置,所述***包括依次连接的脱水脱固装置、分馏装置、萃取装置以及汽提装置,所述萃取装置的萃取相出口以及所述汽提装置的轻组分出口分别独立地与溶剂回收装置的原料入口相连,所述溶剂回收装置的溶剂出口与所述萃取装置的萃取剂入口相连。所述***最大限度提高煤焦油的利用率,净化后煤焦油直接进入固定床加氢反应***,成熟稳定,流程及投资远低于沸腾床、浆态床等加氢反应***。
Description
技术领域
本实用新型属于煤焦油处理领域,涉及一种煤焦油预处理净化***装置。
背景技术
煤焦油是煤炭在热解或干馏及气化过程中的液体产物,常温下是黑褐色粘稠液体,煤焦油估计的组分组成在10000种左右,从中分离并已经认定的只有500种左右,主要是芳香族化合物,而且大多数是两个环以上的稠环芳香族化合物。根据生产方法及热解温度的不同可以得到以下几种煤焦油:低温煤焦油(450~600℃)、中低温煤焦油(600~800℃)、中温煤焦油(700~900℃)、高温煤焦油(900~1000℃)。
传统煤焦油加氢均采用固定床加氢,由于煤焦油中含有水、金属、沥青质等影响固定床加氢催化剂长周期运行的杂质,通常采用减压蒸馏切除15~20%左右富含金属等杂质的煤沥青,其余组分进入加氢***,油品收率较低。因此煤焦油加氢的核心是预处理,脱除影响固定床加氢的杂质后尽可能全馏分进入固定床反应器内进行加氢反应。
CN 110093176 A公开了一种净化处理煤焦油的方法。该方法包括:提取脱粉剂,所述脱粉剂的质量为待净化煤焦油的质量的0.05%~0.1%;将所述脱粉剂与待净化煤焦油混合,形成煤焦油混合物;将所述煤焦油混合物输送至沉降罐;其中,所述脱粉剂为一种能够加快煤焦油中固体杂质聚结、沉降分离的复合物。采用本实用新型中的方法能使煤焦油中的固体杂质沉降分离,在经48h~120h的沉降后,煤焦油中的机械杂质可降低到0.05%,固体杂质的脱除率能达到90%,在沉降分离的过程中,不需要大量洗油和对煤焦油进行稀释。
CN 206646066 U公开了一种煤焦油的净化***,包括第一加热器、电脱盐设备、第二加热器、分馏塔、冷却器和分离罐,第一加热器,用于对煤焦油加热后输出,电脱盐设备与第一加热器相连,用于对煤焦油进行电脱盐处理,得到脱盐煤焦油并输出,第二加热器与电脱盐设备相连,用于对脱盐煤焦油加热后输出,分馏塔与第二加热器相连,用于对脱盐煤焦油进行闪蒸脱水处理,得到脱盐脱水煤焦油和含油污水并输出,冷却器与分馏塔相连,用于对含油污水冷却处理后输出,分离罐与冷却器相连,用于对含油污水进行分离处理,得到轻油并输出。
实用新型内容
针对现有技术中存在的技术问题,本实用新型提供一种煤焦油预处理净化***装置,所述***最大限度提高煤焦油的利用率,净化后煤焦油直接进入固定床加氢反应***,成熟稳定,流程及投资远低于沸腾床、浆态床等加氢反应***。
为达上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
本实用新型提供一种煤焦油预处理净化***装置,所述***包括依次连接的脱水脱固装置、分馏装置、萃取装置以及汽提装置,所述萃取装置的萃取相出口以及所述汽提装置的轻组分出口分别独立地与溶剂回收装置的原料入口相连,所述溶剂回收装置的溶剂出口与所述萃取装置的萃取剂入口相连。
作为本实用新型优选的技术方案,所述脱水脱固装置的入口与进料管路相连。
作为本实用新型优选的技术方案,所述进料管路上设置有净化剂的注入管路。
作为本实用新型优选的技术方案,所述脱水脱固装置包括依次连接的闪蒸装置以及过滤装置,所述过滤装置的滤液出口与所述分馏装置的入口相连。
作为本实用新型优选的技术方案,所述分馏装置为分馏塔,所述分馏塔包括塔顶油出口、侧线油出口以及煤沥青出口,所述煤沥青出口与所述萃取装置的煤沥青入口相连。
作为本实用新型优选的技术方案,所述萃取装置的萃余相出口与所述汽提装置的原料入口相连。
作为本实用新型优选的技术方案,所述萃取装置为抽提塔。
作为本实用新型优选的技术方案,所述汽提装置为沥青汽提塔。
作为本实用新型优选的技术方案,所述分馏塔的塔顶油出口、侧线油出口以及所述溶剂回收装置的脱沥青油出口分别独立地与外部的净化装置以及加氢反应***相连。
本实用新型中,所述方法煤焦油经脱水脱固装置脱水、脱固后经过分馏装置蒸馏切割为塔顶油、侧线油和塔底煤沥青,煤沥青在萃取装置中经过溶剂萃取脱除煤沥青中的金属等影响固定床加氢的杂质后,与塔顶油和侧线油一起进入固定床加氢***,预处理净化后的煤焦油金属含量小于20ppm,收率达到95~97%,满足固定床加氢***进料要求,并大大提高油品收率。
本实用新型中,上述煤焦油预处理净化***装置的使用方法包括以下步骤:
(1)向煤焦油中加入净化剂并对所述煤焦油进行脱水脱固处理,对脱水脱固后的所述煤焦油进行固液分离后再进行分馏切割,得到塔顶油、侧线油以及塔底煤沥青;
(2)对步骤(1)得到的塔底煤沥青进行溶剂萃取,萃取相进行溶剂回收处理得到溶剂和脱沥青油,所述溶剂循环进行所述溶剂萃取,所述脱沥青油与步骤(1)所述塔顶油以及侧线油混合进行加氢处理;
(3)步骤(2)所述溶剂萃取得到的萃余相进行沥青汽提,得到的溶剂和油品进行步骤(2)所述溶剂回收,所述沥青汽提得到的脱油沥青作为产品采出。
本实用新型中,所述分馏切割为本领域的常用工艺,其具体的分馏条件可根据切割各组分的比例进行调整,因此不再于说明书中赘述。
优选地,步骤(1)所述煤焦油包括低温煤焦油、中低温煤焦油、中温煤焦油、高温煤焦油、煤基气化油或重油中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:低温煤焦油和中低温煤焦油的组合、中低温煤焦油和中温煤焦油的组合、中温煤焦油和高温煤焦油的组合、高温煤焦油和煤基气化油的组合、煤基气化油和重油的组合或低温煤焦油、中低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油的组合等。
优选地,步骤(1)所述净化剂的加入量为煤焦油量的0.2~1wt%,如0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%或0.9wt%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述净化剂包括硫酸铵、磷酸盐、多聚磷酸盐或有机磷酸中的任意一种或至少两种的组合,如硫酸铵和磷酸盐的组合、磷酸盐和多聚磷酸盐的组合、多聚磷酸盐和有机磷酸的组合、有机磷酸和硫酸铵的组合、硫酸铵和多聚磷酸盐的组合或硫酸铵、磷酸盐和多聚磷酸的组合等。
优选地,步骤(1)所述脱水脱固处理的方法包括:对所述煤焦油采用离心或过滤去除固体杂质,采用闪蒸对脱固后的所述煤焦油进行闪蒸脱除水分。
优选地,所述闪蒸的温度为120~180℃,如130℃、140℃、150℃、160℃或170℃等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述塔底煤沥青占所述分馏切割总产物的10~25wt%,如12wt%、15wt%、18wt%、20wt%、22wt%或24wt%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述溶剂萃取使用的溶剂包括环己烷、戊烷、苯、甲苯、轻油馏分或混合芳烃中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:环己烷和戊烷的组合、苯和甲苯的组合、甲苯和轻油馏分的组合。
优选地,步骤(2)所述溶剂萃取中所述溶剂与所述塔底煤沥青的体积比为(1~10):1,如2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1或9:1等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,优选为(2~4):1。
优选地,步骤(2)所述溶剂萃取的温度为100~200℃,压力为0.1~2.0MpaG。
其中,所述温度可以是110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或190℃等,所述压力可以是0.2MpaG、0.5MpaG、0.8MpaG、1.0MpaG、1.2MpaG、1.5MpaG或1.8MpaG等,但并不仅限于所列举的数值,上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(2)所述溶剂萃取的温度为150℃,压力为1.0MpaG。
优选地,步骤(2)所述溶剂萃取的萃取率为50~90%,如55%、60%、65%、70%、75%、80%或85%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本实用新型优选的技术方案,步骤(3)所述沥青汽提的条件为温度为250~280℃,如255℃、260℃、265℃、270℃或275℃等,压力为0.1~0.3MpaG,如0.12MpaG、0.15MpaG、0.18MpaG、0.20MpaG、0.22MpaG、0.25MpaG或0.28MpaG等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术方案相比,本实用新型至少具有以下有益效果:
(1)本实用新型提供一种煤焦油预处理净化***装置,经所述***预处理净化后的煤焦油金属含量小于20ppm,收率达到93~97%,满足固定床加氢***进料要求,并大大提高油品收率;
(2)本实用新型提供一种煤焦油预处理净化***装置,所述***能最大限度提高煤焦油的利用率,净化后煤焦油直接进入固定床加氢反应***,成熟稳定,流程及投资远低于沸腾床、浆态床等加氢反应***。
附图说明
图1是本实用新型提供的煤焦油预处理净化***装置的结构示意图;
图中:1-脱水脱固装置,11-闪蒸装置,12-过滤装置,2-分馏装置,3-萃取装置,4-汽提装置,5-溶剂回收装置。
下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子,并不代表或限制本实用新型的权利保护范围,本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
为更好地说明本实用新型,便于理解本实用新型的技术方案,本实用新型的典型但非限制性的实施例如下:
实施例1
本实施例提供一种煤焦油预处理净化***装置,其结构如图1所示,所述***包括:
依次连接的脱水脱固装置1、分馏装置2、萃取装置3以及汽提装置4,所述萃取装置3的萃取相出口以及所述汽提装置4的轻组分出口分别独立地与溶剂回收装置5的原料入口相连,所述溶剂回收装置5的溶剂出口与所述萃取装置3的萃取剂入口相连;
所述脱水脱固装置1包括依次连接的闪蒸装置11以及过滤装置12;
所述分馏装置2为加油分馏塔,所述焦油分馏塔包括塔顶油出口、侧线油出口以及煤沥青出口,所述煤沥青出口与所述抽提塔3的煤沥青入口相连;所述萃取装置3的萃余相出口与所述汽提装置4的原料入口相连;所述净化剂的注入管路连接于与所述分馏装置2以及所述萃取装置3之间的管路上。
实施例2
本实施例提供一种煤焦油预处理净化***装置,所述***包括:
依次连接的脱水脱固装置、焦油分馏塔、抽提塔以及沥青汽提塔,所述抽提塔的萃取相出口以及所述沥青汽提塔的轻组分出口分别独立地与溶剂回收装置的原料入口相连,所述溶剂回收装置的溶剂出口与所述抽提塔的萃取剂入口相连;
所述焦油分馏塔包括塔顶油出口、侧线油出口以及煤沥青出口,所述煤沥青出口与所述抽提塔的煤沥青入口相连;所述抽提塔的萃余相出口与所述沥青汽提塔的原料入口相连;所述净化剂的注入管路连接于与所述焦油分馏塔以及所述抽提塔之间的管路上。
应用实施例2所述***对煤焦油进行预处理净化,其应用例如下所示:
应用例1
本应用例使用实施例2提供的煤焦油预处理净化***装置对煤焦油进行处理,其方法包括以下步骤:
(1)向低温煤焦油中加入煤焦油总量0.2wt%的净化剂硫酸铵,采用120℃闪蒸对所述低温煤焦油进行闪蒸脱除水分,对脱除水分后的所述低温煤焦油过滤去除固体杂质,对脱水脱固后的所述煤焦油进行分馏切割,得到塔顶油、侧线油以及塔底煤沥青,所述塔底煤沥青占所述分馏切割总产物的10wt%;
(2)对步骤(1)得到的塔底煤沥青进行溶剂萃取,溶剂为戊烷,所述溶剂与所述塔底煤沥青的体积比为1:1,温度为200℃,压力为2.0MpaG,萃取率为50%,萃取相进行溶剂回收处理得到溶剂和脱沥青油,所述溶剂循环进行所述溶剂萃取,所述脱沥青油与步骤(1)所述塔顶油以及侧线油混合进行加氢处理;
(3)步骤(2)所述溶剂萃取得到的萃余相进行沥青汽提,所述沥青汽提的温度为250℃,压力为0.1MpaG,得到的溶剂和油品进行步骤(2)所述溶剂回收,所述沥青汽提得到的脱油沥青作为产品采出。
经上述预处理净化后的煤焦油的金属含量为19.8ppm,收率达到94.1%。
应用例2
本应用例使用实施例2提供的煤焦油预处理净化***装置对煤焦油进行处理,其方法包括以下步骤:
(1)向中低温煤焦油中加入煤焦油总量1.0wt%的净化剂磷酸铵,采用180℃闪蒸对所述煤焦油进行闪蒸脱除水分,对脱水后的所述中低温煤焦油过滤去除固体杂质,对脱水脱固后的所述煤焦油进行分馏切割,得到塔顶油、侧线油以及塔底煤沥青,所述塔底煤沥青占所述分馏切割总产物的20wt%;
(2)对步骤(1)得到的塔底煤沥青进行溶剂萃取,溶剂为环己烷,所述溶剂与所述塔底煤沥青的体积比为5:1,温度为120℃,压力为1.5MpaG,萃取率为80%,萃取相进行溶剂回收处理得到溶剂和脱沥青油,所述溶剂循环进行所述溶剂萃取,所述脱沥青油与步骤(1)所述塔顶油以及侧线油混合进行加氢处理;
(3)步骤(2)所述溶剂萃取得到的萃余相进行沥青汽提,所述沥青汽提的温度为280℃,压力为0.3MpaG,得到的溶剂和油品进行步骤(2)所述溶剂回收,所述沥青汽提得到的脱油沥青作为产品采出。
经上述预处理净化后的煤焦油的金属含量为18.2ppm,收率达到94.5%。
应用例3
本应用例使用实施例2提供的煤焦油预处理净化***装置对煤焦油进行处理,其方法包括以下步骤:
(1)向中温煤焦油中加入煤沥青总量0.5wt%的净化剂多聚磷酸铵,采用150℃闪蒸对所述煤焦油进行闪蒸脱除水分,对脱水后的所述中温煤焦油过滤去除固体杂质,对脱水脱固后的所述煤焦油进行分馏切割,得到塔顶油、侧线油以及塔底煤沥青,所述塔底煤沥青占所述分馏切割总产物的15wt%;
(2)对步骤(1)得到的塔底煤沥青进行溶剂萃取,溶剂为甲苯,所述溶剂与所述塔底煤沥青的体积比为5:1,温度为150℃,压力为1.0MpaG,萃取率为90%,萃取相进行溶剂回收处理得到溶剂和脱沥青油,所述溶剂循环进行所述溶剂萃取,所述脱沥青油与步骤(1)所述塔顶油以及侧线油混合进行加氢处理;
(3)步骤(2)所述溶剂萃取得到的萃余相进行沥青汽提,所述沥青汽提的温度为260℃,压力为0.2MpaG,得到的溶剂和油品进行步骤(2)所述溶剂回收,所述沥青汽提得到的脱油沥青作为产品采出。
经上述预处理净化后的煤焦油的金属含量为18.0ppm,收率达到95.2%。
应用例4
本应用例使用实施例2提供的煤焦油预处理净化***装置对煤焦油进行处理,其方法包括以下步骤:
(1)向高温煤焦油中加入煤焦油总量0.5wt%的净化剂硫酸铵,采用150℃闪蒸对所述煤焦油进行闪蒸脱除水分,对脱水后的所述高温煤焦油过滤去除固体杂质,对脱水脱固后的所述煤焦油进行分馏切割,得到塔顶油、侧线油以及塔底煤沥青,所述塔底煤沥青占所述分馏切割总产物的25wt%;
(2)对步骤(1)得到的塔底煤沥青进行溶剂萃取,溶剂为苯,所述溶剂与所述塔底煤沥青的体积比为10:1,温度为100℃,压力为0.1MpaG,萃取率为75%,萃取相进行溶剂回收处理得到溶剂和脱沥青油,所述溶剂循环进行所述溶剂萃取,所述脱沥青油与步骤(1)所述塔顶油以及侧线油混合进行加氢处理;
(3)步骤(2)所述溶剂萃取得到的萃余相进行沥青汽提,所述沥青汽提的温度为270℃,压力为0.25MpaG,得到的溶剂和油品进行步骤(2)所述溶剂回收,所述沥青汽提得到的脱油沥青作为产品采出。
经上述预处理净化后的煤焦油的金属含量为17.0ppm,收率达到94.8%。
应用例5
本应用例使用实施例2提供的煤焦油预处理净化***装置对煤焦油进行处理,其方法包括以下步骤:
(1)向重油中加入重油总量0.5wt%的净化剂硫酸铵,采用150℃闪蒸对所述重油进行闪蒸脱除水分,对脱水后的所述重油过滤去除固体杂质,对脱水脱固后的所述重油进行分馏切割,得到塔顶油、侧线油以及塔底煤沥青,所述塔底煤沥青占所述分馏切割总产物的20wt%;
(2)向步骤(1)得到的塔底煤沥青加入煤沥青总量0.5wt%的净化剂硫酸铵,混合后进行溶剂萃取,溶剂为苯,所述溶剂与所述塔底煤沥青的体积比为8:1,温度为180℃,压力为1.8MpaG,萃取率为80%,萃取相进行溶剂回收处理得到溶剂和脱沥青油,所述溶剂循环进行所述溶剂萃取,所述脱沥青油与步骤(1)所述塔顶油以及侧线油混合进行加氢处理;
(3)步骤(2)所述溶剂萃取得到的萃余相进行沥青汽提,所述沥青汽提的温度为250℃,压力为0.2MpaG,得到的溶剂和油品进行步骤(2)所述溶剂回收,所述沥青汽提得到的脱油沥青作为产品采出。
经上述预处理净化后的煤焦油的金属含量为20.0ppm,收率达到94.5%。
申请人声明,本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征,但本实用新型并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本实用新型的任何改进,对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节,在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本实用新型的思想,其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (9)
1.一种煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述***包括依次连接的脱水脱固装置、分馏装置、萃取装置以及汽提装置,所述萃取装置的萃取相出口以及所述汽提装置的轻组分出口分别独立地与溶剂回收装置的原料入口相连,所述溶剂回收装置的溶剂出口与所述萃取装置的萃取剂入口相连。
2.根据权利要求1所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述脱水脱固装置的入口与进料管路相连。
3.根据权利要求2所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述进料管路上设置有净化剂的注入管路。
4.根据权利要求1所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述脱水脱固装置包括依次连接的闪蒸装置以及过滤装置,所述过滤装置的滤液出口与所述分馏装置的入口相连。
5.根据权利要求1所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述分馏装置为分馏塔,所述分馏塔包括塔顶油出口、侧线油出口以及煤沥青出口,所述煤沥青出口与所述萃取装置的煤沥青入口相连。
6.根据权利要求1所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述萃取装置的萃余相出口与所述汽提装置的原料入口相连。
7.根据权利要求1所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述萃取装置为抽提塔。
8.根据权利要求1所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述汽提装置为沥青汽提塔。
9.根据权利要求5所述的煤焦油预处理净化***装置,其特征在于,所述分馏塔的塔顶油出口、侧线油出口以及所述溶剂回收装置的脱沥青油出口分别独立地与外部的净化装置以及加氢反应***相连。
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