专利名称：煤焦油预处理工艺及成套设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及对煤焦油资源的深加工利用领域，提供了一种对煤焦油进行规模化集 中预处理的工艺方法及成套设备，以使处理后的煤焦油满足后续深加工工艺要求。
背景技术：
煤焦油是焦化工业的重要产品之一，其组成极为复杂。煤焦油中的有机化合物估 计有一万种以上，已被鉴定的约有五百多种，是一种十分复杂的混合物。2004 2007年，中国煤焦油产量平均年增长17.5%。2007年中国焦油消费量为 860万吨，其中，520万吨的焦油用于深加工，占焦油总消费量的60. 5%。到2010年，预计中 国煤焦油的产量约为1070万吨。随着煤焦油深加工技术的发展，不断提取出高附加值产品 的影响，用于深加工的煤焦油量也越来越大。为发挥规模经济效应，现代焦油加工向着集中 化、大型化、高质量、高效率、多品种和低消耗的方向发展。煤焦油在进行深加工前必须进行预处理，主要为脱水、脱盐、脱除(机械)杂质等。煤焦油脱水传统工艺中，煤焦油脱水的步骤可分为初步脱水和最终脱水。初步 脱水一般采用加热静置脱水法，即焦油在贮槽内用蛇管加热保温在70 80°C，静置36h以 上，焦油与水因密度不同而分离。静置脱水可使焦油中水分初步脱至4%以下。此外，焦油 初步脱水还有离心脱水法和加压加热脱水法等。初步脱水是很重要的操作，可使溶于水中 的大部分盐类(主要是铵盐)随水分一齐排出，有利于以后的焦油加工操作。焦油最终脱水，依生产规模不同，主要有如下几种方式1)间歇釜脱水。间歇蒸馏系统中，专设此釜进行焦油最终脱水。釜内焦油温度加 热至100°C以上，使水蒸发脱除。脱水釜容积与蒸发釜相同，一釜脱水焦油供一釜蒸馏用。2)管式炉脱水。连续焦油蒸馏系统及大型间歇系统(如在年处理12000t的焦油 工段)多数是应用管式炉脱水。经初步脱水的焦油送入管式炉连续加热到130°C，然后送入 蒸发器，脱去部分轻油和水。此时焦油含水降至0.3% 0.5%。在连续式管炉焦油蒸馏系 统中，焦油最终脱水在管式炉内的对流段进行，也可以使焦油脱水至含水0. 3% 0. 5%以 下。煤焦油脱盐焦油所含水分中溶有氯化铵、硫氰化铵、硫酸铵等，其中主要是氯化 铵。这部分盐类在焦油最后脱水阶段仍留在焦油中，当加热到220 250°C的温度时，固定 铵盐会分解成游离酸和铵。例如=NH4Cl — HC1+NH3产生的盐酸存在于焦油中，会引起管道和设备严重腐蚀。同时，铵盐还会使焦油馏 分与水起乳化作用，对萘油馏分的脱酚操作十分不利。因此，焦油必须在蒸馏前进行脱盐处理。传统焦油脱盐主要方法有1)在回收鼓风冷凝工段采取循环氨水和冷凝氨水混合的工艺流程，降低固定铵盐 的浓度。2)采用焦油洗萘流程的粗苯工段，由于焦油中大量铵盐进入终冷循环水中，可降低焦油中的含盐浓度；3)焦油在进入管式炉前加入碳酸钠，使固定铵盐转化为不易分解的钠盐。例如NH4CL+Na2C03— NaCL+NH3+C02+H202NH4CL+Na2C03 — (NH4) 2C03+2NaCL脱盐后的焦油，固定氨含量应小于O.Olg/kg焦油，才能保证管式炉的操作正常。 焦油脱盐处理后生成的钠盐留在焦油中，最后残留在浙青内成为浙青灰分，因而会影响浙 青的质量，特别是炼制浙青焦时影响浙青焦质量。由于煤焦油的粘度大，存在一定量的固体机械杂质及油水两相，而且水相比油相 轻，所以传统工艺对除杂没有好的办法。目前，三相离心分离设备技术已逐步成熟，在煤焦 油预处理阶段应用是完全可行的。关于煤焦油的预处理方面，中国专利CN200510047366. 5公开了一种煤焦油中水 分的脱除方法，采用空气鼓泡加热脱水。中国专利CN200610105277.6还公开了一种采用电 场净化煤焦油的方法。中国专利CN200710034412. 7公开了一种煤焦油的预处理方法，采用 溶剂萃取对煤焦油中杂质进行分离。中国专利2007201拟6090公布了一种采用交直流复合 电场进行煤焦油的脱盐脱水的撬装式装置。从传统煤焦油预处理工艺和设备来看，存在能耗高、效率低、效果差的不足。从现 有技术上分析，针对煤焦油预处理的工艺和设备，在单独使用时，很难适应10万吨/年以上 规模集中加工的要求，预处理的效果也难以满足现代深加工工业技术的要求。特别是随着 对煤焦油馏分的加氢改质工艺的推广应用，对煤焦油预处理的工艺指标要求已有明显的提
尚O所以，开发煤焦油集中预处理的工艺及成套设备，才能为现代焦油加工业发展提 供充分技术保障。
发明内容
本发明通过采用多道工序，对煤焦油进行一种组合式预处理的工艺方案。应用了 现有的先进技术和设备，在沉降、离心、过滤的基础上，增加两级水洗脱盐、脱水电场设备。 并对关键设备、技术作了重要改进。以使煤焦油预处理能适应现代焦油工业规模化深加工 要求。本发明所采用的技术方案煤焦油预处理的工艺路线为原料煤焦油罐内热沉降一原料油泵输送一超级离心 分离一换热器升温一过滤器除杂一一级水洗电场分离一二级水洗电场分离一预处理合格 油深加工。待处理煤焦油原料首先集中混勻输送到煤焦油储罐，储罐内有加热盘管，可以使 煤焦油加热到一定温度，一般在70 80°C。在储罐内原料煤焦油保持一定的温度和静置 沉降时间，以使部分水份可通过沉降分离出来。底部煤焦油通过原料泵首先输送至三相离 心分离设备中，以进一步分离杂质和水份。经离心分离后的煤焦油须进一步换热，升温到 120 130°C，再经自动反冲洗过滤装置过滤掉部分渣油和杂质。过滤后煤焦油分别经一级 高压电场分离罐和二级高压电场分离罐水洗脱盐、脱水处理，作为合格的处理后的原料油 进入到后续深加工装置中。
本发明的有益效果是(1)采用离心、过滤、两级高压电场分离多道工序对煤焦油 进行集中预处理，确保煤焦油与处理后的质量达到后续深加工工艺要求。(2)能使煤焦油预 处理达到深度脱盐、脱水、脱杂质要求，减轻对后续加工装置如加氢改质工艺中的催化剂影 响。( 与传统工艺相比单位投资少、提高了生产效率、降低能耗、经济效益高。(4)实现了 规模经济，可以增加产品品种、提高产品质量，有利于采用先进技术消除污染，并提高了资 源利用率。
附图1是本发明所采用系统工艺流程图。图中煤焦油原料储罐(1)、原料油泵(2)、三相离心分离机(3)、换热器(4)、自动 反冲洗过滤器(5)、一级高压电场分离罐(6)、二级高压电场分离罐(7)、高压电场分离罐电 源(8)、混合器(9)、高压电场分离罐顶集油包(10)、注水泵(11)、注破乳剂泵(12)、排水口 (13)、预处理排油口(14)、电场分离罐界位控制调节系统(15)。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述不同来源的煤焦油原料经集中混勻后输送到煤焦油原料储罐(1)，储罐内设有加 热盘管，可使待处理煤焦油加热并维持在70 80°C，经静置沉降36小时以上。底部煤焦 油经原料油泵O)首先输送至三相离心分离机(3)，分离出部分杂质和水份。经离心分离 后的煤焦油经换热器(4)进一步升温到120 130°C，再经自动反冲洗过滤器( 过滤掉 部分渣油和机械杂质。过滤处理后煤焦油经一级高压电场分离罐(6)和二级高压电场分离 罐(7)，进行两级高压电场水洗脱盐、脱水处理。注水和破乳剂通过注水泵(11)、和注破乳 剂泵(1 在流量调节阀控制下分别注到一级高压电场分离罐(6)和二级高压电场分离罐 (7)。两级电场分离罐均包括一个高压电场分离罐电源(8)、混合器(9)、高压电场分离罐顶 集油包(10)及电场分离罐界位控制调节系统(1 。水洗排出水通过排水口(1 排放至污 水处理系统。合格后煤焦油经预处理排油口(14)送到后续深加工装置。应用实例针对10万吨/年处理量的高温煤焦油进行连续预处理，每小时流量为 12. 5吨。采用大罐静置沉降48小时后，原料煤焦油中仍有3. 6%水份。经离心分离后煤焦 油原料中水份为3. 0%左右。自动反冲洗过滤器过滤精度为50微米，能过滤掉煤粉、焦粉等 机械杂质。再经两级高压电场水洗分离，注水均为新鲜水，注水量各为原料量的5% 8%， 两级注水溶性破乳剂量各为原料量的20ppm，电场采用新型高频脉冲电源，电场电压0 30000V连续可调，脉冲频率范围200 10000Hz，最大脉宽比为90 %。实际运行高压电场电 压为25000V，运行频率2000 4000Hz，脉宽比50%。处理后煤焦油含水小于0. 5%，含盐 小于5mgNaCl/L，达到了煤焦油深加工预处理要求。
权利要求
1.煤焦油预处理工艺及成套设备，它由静置沉降、离心分离、过滤分离、高压电场分离 等多工序组合应用，其特征在于主要由三相离心分离机(3)、自动反冲洗过滤器(5)、一级 高压电场分离罐(6)、二级高压电场分离罐(7)等组成的成套设备。
2.根据权利要求1所述的煤焦油预处理工艺及成套设备，其特征在于一、二级高压电 场分离罐包含有高压电场分离罐电源(8)、混合器(9)、高压电场分离罐顶集油包(10)、电 场分离罐界位控制调节系统(15)组成。
3.根据权利要求2所述的煤焦油预处理工艺及成套设备，其特征在于高压电场分离 罐电源(8)采用新型高频脉冲电源形式，电场电压0 30000V连续可调，脉冲频率范围 200 10000Hz，最大脉宽比为90%。
全文摘要
本发明公开了一种煤焦油预处理工艺及成套设备，是由煤焦油原料储罐(1)，三相离心分离机(3)，自动反冲洗过滤器(5)，一级高压电场分离罐(6)，二级高压电场分离罐(7)等共同组成的集成化预处理系统。适合现代煤焦油深加工工业中规模化深度预处理脱盐、脱水、脱杂质的工艺要求。高压脉冲电源的使用大大提高了两级电场分离设备的处理效果。
文档编号C10C1/00GK102079983SQ20091022489
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者刘建春, 王龙祥 申请人:江苏三星化工有限公司