單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及焦化工程領(lǐng)域中改質(zhì)瀝青生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用一臺(tái)管式爐加熱，在一臺(tái)反應(yīng)釜內(nèi)連續(xù)生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤焦油瀝青主要用于制備電爐煉鋼用的石墨電極、煉鋁用的陽極、電極炭素材料，也可用于制作炭黑和作為燃料用。隨著我國大型鋁電解槽和大容量高功率直流電弧爐的發(fā)展，對(duì)大尺寸預(yù)焙陽極和高功率超高功率石墨電極提出了更高的要求，對(duì)于生產(chǎn)這兩類高檔炭素材料制品的瀝青品質(zhì)的要求也相應(yīng)提高，即需采用改質(zhì)瀝青。
[0003]瀝青的改質(zhì)技術(shù)是指瀝青經(jīng)熱裂解和熱聚合反應(yīng)，在瀝青中的QI在符合指標(biāo)要求范圍內(nèi)增長的情況下，盡可能增加β樹脂含量，從而獲得符合質(zhì)量指標(biāo)要求的改質(zhì)瀝青。
[0004]目前瀝青的改質(zhì)方法主要有:真空閃蒸法、常壓熱聚法和加壓熱聚法。其中熱聚法又分為釜式熱聚法和管式爐熱聚法。管式爐熱聚法可以說是目前比較好的生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的工藝，生產(chǎn)出的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品指標(biāo)可調(diào)性大，能滿足不同用戶的要求。
[0005]目前的管式爐熱聚法是采用從焦油蒸餾裝置來的360°C左右的瀝青為原料，其與第一反應(yīng)釜加熱爐出口循環(huán)瀝青混合后進(jìn)入瀝青反應(yīng)釜，第一反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度在370°C左右，反應(yīng)壓力為0.3MPa。反應(yīng)釜底部瀝青經(jīng)瀝青循環(huán)栗抽出，大部分送至第一管式爐加熱循環(huán)，小部分與第二反應(yīng)釜底部循環(huán)瀝青混合后，由瀝青循環(huán)栗送入第二管式爐爐加熱，加熱后瀝青送入第二反應(yīng)釜，第二反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度在390°C左右，反應(yīng)壓力為0.3MPa。第二反應(yīng)釜底小部分瀝青和反應(yīng)釜頂裂解氣送至閃蒸塔，通過調(diào)整注入的過熱蒸汽量，來調(diào)節(jié)改質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)。
[0006]管式爐熱聚法實(shí)現(xiàn)了瀝青的連續(xù)生產(chǎn)，且運(yùn)行穩(wěn)定，能對(duì)α樹脂和β樹脂的含量進(jìn)行分別控制，產(chǎn)品質(zhì)量高，可調(diào)性大。但由于工藝流程長，不可避免地對(duì)設(shè)備和管道造成堵塞，需停工對(duì)結(jié)焦物進(jìn)行處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型提供了一種單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置，其工藝流程短，能夠有效地降低設(shè)備及管道結(jié)焦、堵塞的概率，并可通過綜合調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂轉(zhuǎn)變的控制，滿足生產(chǎn)某一指標(biāo)要求的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品的需要；其投資低、能耗少，環(huán)保效果好。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置，包括反應(yīng)釜、反應(yīng)釜加熱爐、閃蒸塔、油水分離槽、排氣洗凈塔和清洗油槽，所述反應(yīng)釜的上部進(jìn)料口連接混合器，混合器分別連接焦油蒸餾裝置的瀝青出料口及反應(yīng)釜加熱爐的下部瀝青出料口 ；反應(yīng)釜的底部出料口通過瀝青循環(huán)栗分別連接反應(yīng)釜加熱爐的上部瀝青進(jìn)料口和閃蒸塔的上部進(jìn)料口 ；反應(yīng)釜的頂部裂解氣出口連接閃蒸塔的中部進(jìn)料口 ；閃蒸塔底的成品出料口經(jīng)瀝青采出栗和換熱器后連接瀝青成型單元的進(jìn)料口 ；閃蒸塔頂部的閃蒸油汽及蒸汽混合物出口經(jīng)冷凝冷卻器后連接油水分離槽；油水分離槽的頂部放散氣出口經(jīng)煙氣洗凈器連接排氣洗凈塔，排氣洗凈塔底部與清洗油槽連接，頂部出氣口連接反應(yīng)釜加熱爐底部的進(jìn)氣口。
[0010]所述反應(yīng)釜加熱爐為管式加熱爐。
[0011]所述排氣洗凈塔上部設(shè)循環(huán)洗油噴灑裝置，清洗油槽內(nèi)設(shè)蒸汽加熱器，頂部設(shè)新洗油進(jìn)料口。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]I)工藝流程短，能夠有效地降低設(shè)備及管道結(jié)焦、堵塞的概率，同時(shí)可通過綜合調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂轉(zhuǎn)變的控制，滿足生產(chǎn)某一指標(biāo)要求的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品的需要；
[0014]2)由雙爐雙釜改為單爐單釜生產(chǎn)，涉及到的占地、鋼結(jié)構(gòu)制作與安裝、設(shè)備采購、管道、儀表安裝費(fèi)用均大幅降低，故投資少；生產(chǎn)時(shí)的煤氣、氮?dú)?、用電量等公輔消耗也隨之減少，故能耗降低；
[0015]3)采用封閉式循環(huán)系統(tǒng)，不存在有害物質(zhì)外排，環(huán)保效果好。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1.反應(yīng)釜2.瀝青循環(huán)栗3.混合器4.反應(yīng)釜加熱爐5.閃蒸塔6.閃蒸油冷凝冷卻器7.油水分離槽8.清洗油槽9.排氣洗凈塔10.煙氣洗凈器11.瀝青采出栗12.換熱器
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明:
[0019]見圖1，是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置，包括反應(yīng)釜1、反應(yīng)釜加熱爐4、閃蒸塔5、油水分離槽7、排氣洗凈塔9和清洗油槽10，所述反應(yīng)釜I的上部進(jìn)料口連接混合器3，混合器3分別連接焦油蒸餾裝置的瀝青出料口及反應(yīng)釜加熱爐4的下部瀝青出料口 ；反應(yīng)釜I的底部出料口通過瀝青循環(huán)栗2分別連接反應(yīng)釜加熱爐4的上部瀝青進(jìn)料口和閃蒸塔5的上部進(jìn)料口 ；反應(yīng)釜I的頂部裂解氣出口連接閃蒸塔5的中部進(jìn)料口 ；閃蒸塔底的成品出料口經(jīng)瀝青采出栗11和換熱器12后連接瀝青成型單元的進(jìn)料口 ；閃蒸塔5頂部的閃蒸油汽及蒸汽混合物出口經(jīng)閃蒸油冷凝冷卻器6后連接油水分離槽7 ;油水分離槽7的頂部放散氣出口經(jīng)煙氣洗凈器10連接排氣洗凈塔9，排氣洗凈塔9底部與清洗油槽8連接，頂部出氣口連接反應(yīng)釜加熱爐4底部的進(jìn)氣口。
[0020]所述反應(yīng)釜加熱爐4為管式加熱爐。
[0021]所述排氣洗凈塔9上部設(shè)循環(huán)洗油噴灑裝置，清洗油槽8內(nèi)設(shè)蒸汽加熱器，頂部設(shè)新洗油進(jìn)料口。
[0022]本實(shí)用新型單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置的工藝過程如下:
[0023]I)焦油蒸餾裝置來的未經(jīng)冷卻的瀝青，與反應(yīng)釜加熱爐4的出口瀝青在混合器3中混合后，一同進(jìn)入反應(yīng)釜I中發(fā)生熱裂解和熱聚合反應(yīng)，并生成β樹脂和α樹脂；
[0024]2)反應(yīng)釜I由反應(yīng)釜加熱爐4供熱，溫度控制在380?410°C之間，壓力通過氮?dú)庹{(diào)節(jié)控制在O?0.4MPa之間，混合瀝青在反應(yīng)Il I內(nèi)的停留時(shí)間控制在6?1h ;
[0025]3)反應(yīng)釜I底部瀝青經(jīng)瀝青循環(huán)栗2抽出，大部分送至反應(yīng)釜加熱爐4經(jīng)加熱循環(huán)后回到反應(yīng)釜1，小部分與反應(yīng)釜I頂出來的裂解氣分別進(jìn)入閃蒸塔5進(jìn)行閃蒸汽提；閃蒸塔5內(nèi)的溫度在350?450°C之間，壓力在50?IlOKPa.a之間；
[0026]4)閃蒸塔5頂蒸出的閃蒸油汽和蒸汽混合物一同進(jìn)入閃蒸油冷凝冷卻器6，冷凝冷卻后送至油水分離槽7進(jìn)行油水分離；
[0027]5)油水分離槽7頂部放散氣經(jīng)煙氣洗凈器10送至排氣洗凈塔9中，在排氣洗凈塔9內(nèi)用循環(huán)洗油進(jìn)行噴灑，然后送反應(yīng)釜加熱爐4焚燒；清洗油槽8采用蒸汽加熱，并定期注入新洗油；
[0028]6)閃蒸塔底采出的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品經(jīng)瀝青采出栗11送出，經(jīng)換熱降溫后進(jìn)入瀝青成型單元。
[0029]在反應(yīng)爸I內(nèi)，通過綜合調(diào)節(jié)反應(yīng)Il I內(nèi)反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和瀝青在反應(yīng)Il I內(nèi)的停留時(shí)間，生產(chǎn)不同指標(biāo)要求的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品。
[0030]在閃蒸塔5內(nèi)，通過調(diào)節(jié)注入的過熱蒸汽量來生產(chǎn)不同軟化點(diǎn)要求的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品O
[0031]鋁用陽極、鋁用陰極和煉鋼用電極生產(chǎn)中所用瀝青主要為黏結(jié)劑。而瀝青中主要起黏結(jié)作用的是β樹脂，β樹脂是喹啉可溶而苯(甲苯)不溶的中分子芳烴聚合物，是真正代表黏結(jié)性的組分。當(dāng)對(duì)瀝青進(jìn)行高溫加熱時(shí)，瀝青中的芳烴分子在高溫下發(fā)生熱裂解和熱聚合反應(yīng)，瀝青中原有的β組分的一部分能轉(zhuǎn)化為α組分，苯(甲苯)可溶物的γ組分轉(zhuǎn)化為β組分(二次β樹脂)，其轉(zhuǎn)化程度隨加熱溫度的升高及反應(yīng)時(shí)間的延長而增大。
[0032]在反應(yīng)壓力提高情況下，縮短反應(yīng)時(shí)間，熱縮聚加強(qiáng)，熱分解減弱，可使β樹脂含量明顯增加。在一個(gè)反應(yīng)釜里，對(duì)反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和停留時(shí)間三個(gè)要素做正交實(shí)驗(yàn)，即可找到一個(gè)合適的反應(yīng)條件來實(shí)現(xiàn)樹脂之間的轉(zhuǎn)變，從而生產(chǎn)某一指標(biāo)要求的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品。因此完全可用一個(gè)反應(yīng)釜取代兩個(gè)反應(yīng)釜。
[0033]采用本實(shí)用新型生產(chǎn)改質(zhì)瀝青時(shí)，以焦油蒸餾裝置來的的瀝青為主要原料，在反應(yīng)釜I中發(fā)生熱裂解和熱聚合反應(yīng)，生成β樹脂和α樹脂，熱量由反應(yīng)釜加熱爐4供給。反應(yīng)釜I的溫度控制在380?410°C之間，壓力控制在O?0.4MPa之間，反應(yīng)時(shí)間約為6?10h，通過綜合調(diào)節(jié)以上工藝參數(shù)可以控制β樹脂含量和QI指標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置，其特征在于，包括反應(yīng)釜、反應(yīng)釜加熱爐、閃蒸塔、油水分離槽、排氣洗凈塔和清洗油槽，所述反應(yīng)釜的上部進(jìn)料口連接混合器，混合器分別連接焦油蒸餾裝置的瀝青出料口及反應(yīng)釜加熱爐的下部瀝青出料口 ；反應(yīng)釜的底部出料口通過瀝青循環(huán)栗分別連接反應(yīng)爸加熱爐的上部瀝青進(jìn)料口和閃蒸塔的上部進(jìn)料口 ；反應(yīng)Il的頂部裂解氣出口連接閃蒸塔的中部進(jìn)料口 ；閃蒸塔底的成品出料口經(jīng)瀝青采出栗和換熱器后連接瀝青成型單元進(jìn)料口 ；閃蒸塔頂部的閃蒸油汽及蒸汽混合物出口經(jīng)冷凝冷卻器后連接油水分離槽；油水分離槽的頂部放散氣出口經(jīng)煙氣洗凈器連接排氣洗凈塔，排氣洗凈塔底部與清洗油槽連接，頂部出氣口連接反應(yīng)釜加熱爐底部的進(jìn)氣口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)釜加熱爐為管式加熱爐。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置，其特征在于，所述排氣洗凈塔上部設(shè)循環(huán)洗油噴灑裝置，清洗油槽內(nèi)設(shè)蒸汽加熱器，頂部設(shè)新洗油進(jìn)料口。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及單爐單釜生產(chǎn)改質(zhì)瀝青的裝置，反應(yīng)釜的進(jìn)料口分別連接焦油蒸餾裝置的瀝青出料口及反應(yīng)釜加熱爐的瀝青出料口；反應(yīng)釜的出料口分別連接反應(yīng)釜加熱爐的瀝青進(jìn)料口和閃蒸塔的進(jìn)料口；反應(yīng)釜的裂解氣出口連接閃蒸塔的進(jìn)料口；閃蒸塔頂部的閃蒸油汽及蒸汽混合物出口連接油水分離槽；油水分離槽的頂部放散氣出口連接排氣洗凈塔，排氣洗凈塔底部與清洗油槽連接，頂部出氣口連接反應(yīng)釜加熱爐底部的進(jìn)氣口。本實(shí)用新型工藝流程短，能夠有效地降低設(shè)備及管道結(jié)焦、堵塞的概率，同時(shí)通過綜合調(diào)節(jié)反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和停留時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂轉(zhuǎn)變的控制，滿足生產(chǎn)某一指標(biāo)要求的改質(zhì)瀝青產(chǎn)品的需要；其投資低、能耗少，環(huán)保效果好。
【IPC分類】C10C3/00
【公開號(hào)】CN204939397
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520614413
【發(fā)明人】楊浩, 葉煌, 姜秋, 孫虹, 單春華, 賈騫, 薛海鳳
【申請(qǐng)人】中冶焦耐工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月14日