含固油品进行喷雾闪蒸干燥回收油品或溶剂的装置和回收方法与流程

本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种含固油品(如油渣、油泥、油砂等)进行喷雾闪蒸干燥回收油品或溶剂装置和回收方法。

背景技术：

随着我国能源、化工产品需求的增长，我国石油、天然气等优质能源供求矛盾十分突出。油渣、油泥、油砂等均为含固油品。油砂稠油储量为4000亿吨，远大于石油探明储量；油田开采过程中，会产生大量的油泥砂，油品运输也会产生大量的舱底油泥，据不完全统计，我国每年至少产生130万吨油泥；油渣主要产生于煤液化、煤油共炼，悬浮床或浆态床加氢装置，以及焦化干馏等残留油渣。油渣、油泥、油砂等可呈固态或液态，固含量最高可达90％。

油渣、油泥、油砂等不加处理直接作为锅炉燃料使用，油渣中的高附加值产品未得到充分利用，造成了资源的浪费。如何有效的回收油渣的油品或沥青，已成为现阶段迫切需要解决的问题。目前常采用的方法有掺烧、干馏及气化等方法，但是目前现有的这些方法不能充分发挥油渣、油泥、油砂等中高附加值成分的优势。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种充分回收油渣中的油品，并对固体粉料进行干燥，制取类煤燃料，充分发挥废料高附价值成分优势的含固油品进行喷雾闪蒸干燥回收油品或溶剂的装置。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：一种含固油品进行喷雾闪蒸干燥回收油品或溶剂的装置，该装置包括进料缓冲罐、预热器、加热器、喷雾闪蒸干燥塔、干燥气相洗涤塔、溶剂冷凝器；所述的进料缓冲罐的进料口与原料输送管道连通，所述的进料缓冲罐的出料口与预热器的进料口连通，预热器的出料口与加热器的进料口连通，加热器的出料口与喷雾闪蒸干燥塔连通；所述的喷雾闪蒸干燥塔的上端设置有气相出料管道，气相出料管道与干燥气相洗涤塔连接、对气相进行洗涤；所述的喷雾闪蒸干燥塔的底部设置有干相冷却机，所述的干相冷却机出口承接有输送机，输送机出口承接有粉料仓；所述的干燥气相洗涤塔的下半段设有冷凝装置，干燥气相洗涤塔的底部设有循环管道，循环管道对冷凝后的液体循环作为洗涤介质；所述的干燥气相洗涤塔的上端设有气相流通管道，所述的气相流通管道的出口端与预热器连接以实现换热冷却、未被冷却的不凝气通过不凝气输送管道输送至溶剂冷凝器再次冷凝。

作为优选，本发明所述的溶剂冷凝器的出口端设置有真空泵、以实现对喷雾闪蒸干燥塔进行抽真空。

作为优选，本发明所述的加热器与喷雾闪蒸干燥塔之间还设置有加热炉。

作为优选，本发明所述喷雾闪蒸干燥塔与干相冷却机之间还设置有顺次连接的干料锁斗和干料仓。

作为优选，所述的进料缓冲罐与预热器相连接的管道上设置有进料泵。

作为优选，所述的干燥气相洗涤塔底部的循环管道上设有塔底循环泵。

本发明还提供一种含固油品进行喷雾闪蒸干燥回收油品或溶剂的方法，该方法步骤包括：

(1)(a1)将含固油品输入原料缓冲罐和进料泵加压后，送至预热器，经与干燥气相洗涤塔顶的油气(或溶剂)换热后送至加热器与导热油换热至150～300℃，然后进入加热炉加热至320～400℃，再进入喷雾闪蒸干燥塔中；

或者(b1)将含固油品输入原料缓冲罐和进料泵加压后，送至预热器，经与干燥气相洗涤塔顶顶的油气(或溶剂)换热后送至加热器与导热油换热至150～300℃，再进入喷雾闪蒸干燥塔中；

同时，喷雾闪蒸干燥塔在真空条件下，将原料中的油品(或溶剂)快速闪蒸出来，分别得到油品(或溶剂)气相和粉状干燥颗粒；

(2)(a2)粉状干燥颗粒经所述喷雾闪蒸干燥塔的塔底出料口，由重力自流进入已抽取真空的干料锁斗中，物料进入后，关闭所述干料锁斗进料阀，向所述干料锁斗内充入氮气直至压力达到常压后，打开所述干料锁斗底部出料阀，所述粉状干燥颗粒由重力自流进入干料仓；所述干料仓中的粉状干燥颗粒送入干相冷却机中，干相冷却机在氮气保护下将粉状干燥颗粒冷却至60～80℃，经干相冷却机底部出料口通过管链输送机送至粉料仓；

或者(b2)粉状干燥颗粒经所述喷雾闪蒸干燥塔的塔底出料口，由重力自流进入干相冷却机中，干相冷却机在氮气保护下将粉状干燥颗粒冷却至60～80℃，经干相冷却机底部出料口通过管链输送机送至粉料仓

(3)油品(或溶剂)气相自喷雾闪蒸干燥塔的上部的气相出料管道进入干燥气相洗涤塔进行洗涤冷凝，冷凝的液体由塔底循环泵从干燥气相洗涤塔底抽出返回上部作为洗涤介质；少量冷凝后的油品(或溶剂)外送；

(4)(a3)干燥气相洗涤塔中未冷凝的油气(或溶剂)通过上部的气相流通管道进入预热器、与经进料泵加压的原料在预热器中换热、冷却成100～140℃的冷凝油品(或溶剂)然后送至油品(或溶剂)缓冲罐；预热器中未能冷凝的油气(或溶剂)经溶剂冷凝器冷却，冷却后的冷凝油品(或溶剂)送至油品缓冲罐；同时从溶剂冷凝器中用真空泵抽取不凝气，维持系统真空操作状态；不凝气通过真空泵引出送至加热炉焚烧或回收；

或者(b3)干燥气相洗涤塔中未冷凝的油气(或溶剂)通过上部的气相流通管道进入预热器、与经进料泵加压的原料在预热器中换热、冷却成70-90℃的冷凝油品(或溶剂)然后送至油品(或溶剂)缓冲罐；预热器中未能冷凝的油气(或溶剂)经溶剂冷凝器冷却，冷却后的冷凝油品(或溶剂)送至油品缓冲罐，不凝气通过真空泵引出送至加热炉焚烧或回收。

本发明上述操作步骤，当a1步骤执行的时候，对应的a2和a3顺接执行；当b1步骤执行的时候，对应的b2和b3顺接执行。

本发明所述步骤(2)中进料泵可以为柱塞泵、往复泵或高含固离心泵(高温含固耐磨油煤浆泵或耐腐耐磨泵)的一种或几种。

本发明所述步骤(2)中的喷雾闪蒸干燥塔中的操作温度为320～400℃，操作压力为10～600kpa；所述喷雾闪蒸干燥塔采用伴管、半管或电加热，伴热介质为导热油，其操作温度约为300～380℃，防止物料黏壁；所述喷雾闪蒸干燥塔喷头采用一组或多组喷头，喷头压降0～1mpa(或称为喷嘴压降，是指浆液通过喷嘴通道时所产生的压力损失)，该条件可以满足本发明特定原料的充分雾化要求，喷嘴材料要能防止磨损，延长操作周期。

本发明所述的步骤(2)中的预热器、加热器优选采用耐磨损、防堵、易清的行业通用的换热器；换热器可采用立式、卧式固定管板、u型管或浮头式换热器。

本发明所述步骤(4)中的塔底冷却器与所述步骤(5)中溶剂冷凝器优选采用卧式固定管板式换热器或u型管换热器。

本发明所述步骤(3)中干相冷却机为桨叶式冷却机(桨叶干燥(冷却)机)或圆盘式冷却机。

本发明所述步骤(4)中干燥气相洗涤塔的内部优选可以采用如下结构进行设置：文丘里、旋风器、塔板、填料等等能适应干燥气相洗涤塔使用要求的结构，干燥气相洗涤塔的内部操作压力为10～600kpa(a)。

本发明所述步骤(2)中加热炉为螺旋管式加热炉或螺旋跑道式加热炉。

本发明所述的原料为粘度约20～30000cp，固含量10～80％，固体颗粒粒径范围2um～3mm的油渣、油泥或油砂等石油废气材料资源。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明鉴于油品(或溶剂)沸点高，馏程宽(230～300℃)的特性，通过采用真空操作，有效降低了蒸发温度，因此也降低了对设备要求的苛刻度；同时使挥发份易于挥发，干燥时间短。此外，当需要回收分离的油品沸点低(一般在250℃以下)，本发明可以采用常压操作方案，具体的设备中不需要设置干料锁斗、真空泵、加热炉等设备，生产更加简单。

2、本发明所采用的喷雾闪蒸干燥塔等设备均为静置设备，相对于动设备如传统的干燥机等而言，处理量大，维护少，负压操作时不易泄露粉尘及有毒气体，确保装置本质安全。

3、本发明采用的喷雾闪蒸干燥塔可使物料中油品(或溶剂)快速闪蒸，物料得到快速干燥，且无须另外的热介质，不会产生死区，热效率相对较高；产生的固相为粉状，易于流动、运输，不易造成堵塞。

4、本发明适合于大规模油渣、油泥、油砂等石油废料的干燥、分离，且操作连续性强，自动化程度高，油品(或溶剂)回收彻底。

5、油渣、油泥、油砂等均为含固油品；油砂由砂粒、岩石、水、稠油等组成，是一种非常重要的石油资源；油田开采过程中，会产生大量的油泥砂，油品运输也会产生部分舱底油泥；油渣主要产生于煤液化、煤油共炼，悬浮床或浆态床加氢装置，以及焦化干馏等残留油渣。原料可以为固态或液态，固体油渣需要进行粉碎、加热溶解。油渣、油泥、油砂等原料经萃取剂萃取后的萃余残渣也可采用本发明的喷雾闪蒸干燥的工艺技术，因此，本发明的技术方案应用范围广泛。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的流程图。

图2为本发明实施例2的流程图。

图中：1-进料缓冲罐；1.1-原料输送管道；2-进料泵；3-预热器；4-加热器；5-加热炉；6-喷雾闪蒸干燥塔，6.1-气相出料管道；7-干料锁斗，7.1-进料阀，7.2-出料阀；8-干料仓；9-旋转给料阀；10-干相冷却机；11-管链输送机；12-粉料仓；13-干燥气相洗涤塔(洗涤塔)，13.1-循环管道，13.2-气相流通管道；14-塔底循环泵；15-塔底冷却器；16-溶剂冷凝器；17-真空泵。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步详细描述本发明，但是本发明不仅仅局限于以下实施例。

本发明的各个设备不做特殊的说明均为行业内可以获得的相对应的设备，市售设备。

如附图1-2所示，本发明的一种含固油品进行喷雾闪蒸干燥回收油品或溶剂的装置，该装置包括进料缓冲罐1、预热器3、加热器4、喷雾闪蒸干燥塔6、干燥气相洗涤塔13、溶剂冷凝器16；所述的进料缓冲罐的进料口与原料输送管道1.1连通，所述的进料缓冲罐的出料口与预热器的进料口连通，预热器的出料口与加热器的进料口连通，加热器的出料口与喷雾闪蒸干燥塔连通；所述的喷雾闪蒸干燥塔的上端设置有气相出料管道6.1，气相出料管道与干燥气相洗涤塔连接、对气相进行洗涤；所述的喷雾闪蒸干燥塔的底部设置有干相冷却机10，所述的干相冷却机出口承接有输送机11(管链输送机)，输送机出口承接有粉料仓12；所述的干燥气相洗涤塔的下半段设有冷凝装置，干燥气相洗涤塔的底部设有循环管道13.1，循环管道对冷凝后的液体循环作为洗涤介质；所述的干燥气相洗涤塔的上端设有气相流通管道13.2，所述的气相流通管道的出口端与预热器连接以实现换热冷却、未被冷却的不凝气通过不凝气输送管道输送至溶剂冷凝器再次冷凝。

本发明所述的溶剂冷凝器的出口端设置有真空泵17、以实现对喷雾闪蒸干燥塔进行抽真空。

本发明所述的加热器与喷雾闪蒸干燥塔之间还设置有加热炉5。

本发明所述喷雾闪蒸干燥塔与干相冷却机之间还设置有顺次连接的干料锁斗7和干料仓8。

本发明所述的进料缓冲罐1与预热器相连接的管道上设置有进料泵2。

本发明所述的干燥气相洗涤塔13底部的循环管道13.1上设有塔底循环泵15。

本发明的进料缓冲罐，如附图1所示，可以设置搅拌桨，同时缓冲罐的外侧面通过设置夹层进导热油对原料预热，防止原料凝结固化。

本发明的溶剂冷凝器可以通过设置冷却水循环装置进行冷却；所述的喷雾闪蒸干燥塔(喷雾干燥塔)外侧板设置加热装置，如设置盘管通入导热油保证塔内的操作温度；本发明的干燥气相洗涤塔13的下半段设有的冷凝装置具体可以采用盘管，然后盘管内部通入冷却循环水进行冷却。

本发明的装置，除了上述的部件外，还设置有油品储存回收装置，如油品储存罐、油品缓冲罐等，还有各个部件连接管道上的阀门。

实施例1

如图1所示，原料为某煤化工厂一种煤基油渣萃余物中萃取剂的回收工艺，该工艺为减压条件下的喷雾干燥操作，具体的步骤包括：

(1)首选将粘稠状油渣即煤基油渣萃余物中的萃取剂通过原料输送管道1.1输入原料缓冲罐1通过进料泵2加压后，送至油渣预热器3，经与喷雾闪蒸干燥塔6顶油气(或溶剂)换热后送至油渣加热器4与导热油换热至200-250℃，然后进入加热炉5加热至约360-380℃，再进入喷雾闪蒸干燥塔6中，具体进料位置为靠近喷雾闪蒸干燥塔的上部侧面；同时，喷雾闪蒸干燥塔6在真空条件下(10-90kpa)，将所述煤基油渣萃余物中的油品(或溶剂)快速闪蒸出来，分别得到油品(或溶剂)气相和粉状干燥颗粒。油渣的粘度约20～30000cp，固含量10～80％，固体颗粒粒径范围2um～3mm。

(2)粉状干燥颗粒经所述喷雾闪蒸干燥塔6的塔底出料口，由重力自流进入已抽取真空的干料锁斗7中，物料进入后，关闭所述干料锁斗7进料阀7.1，向所述干料锁斗7内充入氮气直至压力达到常压后，打开所述干料锁斗7底部出料阀7.2，所述粉状干燥颗粒由重力自流进入干料仓8内；所述干料仓8中所述粉状干燥颗粒经旋转给料阀9送入干相冷却机10中，冷却采用两级串联冷却；同时所述干相冷却机10中桨叶及轴通入循环脱盐冷却水、在氮气保护下将所述粉状干燥颗粒冷却至60～80℃，经所述干相冷却机10底部出料口通过管链输送机11送至粉料仓12；

(3)喷雾闪蒸干燥塔6塔顶的油品(或溶剂)气体通过气相出料管道6.1引入至干燥气相洗涤塔13内进行洗涤冷凝，后落入塔底形成塔底循环液，塔底循环液由塔底循环泵14从干燥气相洗涤塔13的底部抽出通过循环管道13.1返回洗涤塔上部作为洗涤介质，经过喷淋喷头喷出与雾闪蒸干燥塔6流出的油品(或溶剂)气体进行热交换；少量冷凝后的油品(或溶剂)经过塔底冷却器15冷却引出送至油品储存罐。

(4)干燥气相洗涤塔13内未冷凝的油气(或溶剂)自顶部的气相流通管道13.2引入到预热器3中、与经进料泵2加压的原料在预热器3中换热，冷却至100～140℃的冷凝油品(或溶剂)后送至油品(或溶剂)缓冲罐；预热器3中的未凝气经溶剂冷凝器16进行循环水冷却，冷却后的冷凝油品(或溶剂)送至油品缓冲罐。同时从溶剂冷凝器16中用真空泵17抽取不凝气以维持系统真空操作状态；不凝气通过真空泵17引出送至加热炉焚烧或回收。

经过上述结构和步骤制备回收油品和粉料，其中粉料中溶剂(萃取剂)的含量(质量百分比)≤3％，说明本发明上述工艺步骤和装置可以很好的实现油品溶剂的回收，回收率高，残留溶剂少。

实施例2

如图2所示，原料为石脑油，其中的油品为轻质油，因此可在常压下闪蒸，具体工艺装置与实例1相比，无干料锁斗、干料仓、加热炉和真空泵，其它同实施例1。

应用本发明工艺方法可采用如下步骤

包括以下步骤：

(1)将石脑油输入进料缓冲罐1中，经过进料泵2加压后，送至预热器3，经与喷雾闪蒸干燥塔6顶未冷凝轻质油换热后送至加热器4与导热油换热至约280℃，进入喷雾闪蒸干燥塔6中；同时，喷雾闪蒸干燥塔6在常压条件下，将轻质油快速闪蒸出来，分别得到轻质油气相和粉状干燥颗粒；

(2)粉状干燥颗粒经所述喷雾闪蒸干燥塔6的塔底出料口，由重力自流经旋转给料阀9(此时进料阀7.1打开)送入干相冷却器10中；同时所述干相冷却机7中桨叶及轴通入循环脱盐冷却水，在氮气保护下所述粉状干燥颗粒冷却至60～80℃，经所述干相冷却机10底部出料口通过管链输送机11送至粉料仓12。

(3)喷雾闪蒸干燥塔6塔顶的轻质油气体通过气相出料管道6.1引入至干燥气相洗涤塔13内进行洗涤冷凝后形成塔底循环液，塔底循环液由塔底循环泵14从干燥气相洗涤塔13的底部抽出通过循环管道13.1返回塔上部作为洗涤冷凝介质；少量冷凝后的轻质油通过塔底冷却器15外送至油品储存罐。

(4)干燥气相洗涤塔13内未能冷凝的轻质油蒸汽自顶部的气相流通管道13.2引入到预热器3中、与经进料泵2加压的原料在预热器3中换热，冷却成80℃的冷凝轻质油、送至轻质油缓冲罐；预热器3中不凝气进入溶剂冷凝器16用循环水冷却，冷却后的冷凝轻质油送至轻质油缓冲罐，不凝气送至加热炉焚烧或回收。

通过本发明上述实施例的工艺步骤获得的粉状干燥颗粒中，石脑油的含量(质量百分比)≤3％，说明本发明上述工艺步骤和装置可以很好的实现油品溶剂的回收，回收率高，残留溶剂少。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。