一种煤焦油的预处理方法及其预处理装置与流程

1.本发明涉及煤化工技术领域，具体涉及一种煤焦油的预处理方法及其预处理装置。


背景技术：

2.当前煤焦油预处理装置对于外购煤焦油的品质要求为盐含量≤20mg/l，氯离子≤15ppm，水分≤4wt％，实际采购过程中符合该要求的煤焦油有限，因此造成原料供应危机，为了缓解原料危机不得不接受不达标的煤焦油原料。但是当煤焦油中由于盐含量、氯离子和水含量高，所以导致煤焦油经过煤焦油预处理后无法达到实际生产过程中的指标要求，而且进入反应系统不仅冲击催化剂，而且也会造成系统设备腐蚀。因此为拓宽煤焦油市场供应适用范围，缓解原料供应危机，降低煤焦油预处理装置处理压力，现亟需提供一种提高煤焦油市场供应适应能力的装置及方法处理更高盐含量、氯离子、水分的原料煤焦油。
3.现有技术中给出的煤焦油与处理装置(如图1所示)，需要将煤焦油在送入离心机前加注脱盐水，加注脱盐水后测定煤焦油中聚结器前水含量5-7％，聚结器后水含量3-4％，取得了一定的脱盐效果，但是由于e104换热器管束频繁堵塞导致换热器压差偏大，满负荷工况下聚结器入口压力0.5mpa，聚结器设计安全阀起跳压力0.38mpa，无法投用聚结器运行。当预处理加工量60t/h,满负荷运行10天左右时e104出口煤焦油温度开始下降，e104换热器管束堵塞，换热量无法满足，导致净化煤焦油水含量偏高。无法达到实际生产过程中的指标要求，而将处理后没达到指标的煤焦油进入反应系统还会冲击催化剂，造成系统设备腐蚀。为拓宽煤焦油市场供应适用范围，缓解原料供应危机，降低煤焦油预处理装置处理压力，现亟需提供一种能够保证煤焦油中盐含量、氯离子和水含量达到规定的同时将煤制甲醇的工艺路线中催化裂化产生的二氧化碳得到了回收利用具有十分重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供种一种煤焦油的预处理方法及其预处理装置。
5.本发明提供了一种煤焦油的预处理方法，具体包括如下步骤：
6.s1、将存储在煤焦油储罐a中的煤焦油经卸车管线送入煤焦油储罐b中，并同时向煤焦油储罐b中输入常温脱盐水和二氧化碳气体进行搅拌，使水和二氧化碳反应生成的h2co3与煤焦油中的有机盐反应；
7.s2、待步骤s1中的反应结束后，金属氯盐由煤焦油中溶解至脱盐水中，停止搅拌，静置沉降分层；
8.s3、将步骤s2中静置过程中的煤焦油加热，使得多余二氧化碳气体同加热静置的煤焦油产生的油气一同通过气体外排回收管线排出；
9.s4、步骤s3中经加热除盐、除油气分层的煤焦油由底部外送管线输出，含盐水由排水口排出，得到脱盐煤焦油。
10.较佳地，步骤s1中煤焦油储罐b内的煤焦油温度为55-65℃。
11.较佳地，步骤s1中脱盐水与煤焦油的质量比为4-10％，二氧化碳气体的加入量与煤焦油的质量比为2-10％的水溶液中存在hco
3-。
12.较佳地，步骤s2中，静置时长24-36小时。
13.较佳地，步骤s3中，加热温度70-90℃。
14.较佳地，步骤s3中，多余二氧化碳气体同加热静置的煤焦油产生的油气一同排出时需要向煤焦油储罐b内通入氮气。
15.一种煤焦油的预处理方法进行预处理所采用的装置，包括：
16.煤焦油储罐b，侧壁上设有与煤焦油储罐a连通的卸车管线、脱盐水输送管线、二氧化碳气体输送管线、煤焦油排出管线、多个与排水管连通的切水口以及取样管，顶部设有氮气输送管线和气体外排回收管线，所述多个切水口自上而下依次设在煤焦油储罐b上，所述取样管设在位于煤焦油储罐b最下方切水口与煤焦油排出管线之间，所述煤焦油储罐b的底壁上设有排污管；
17.煤焦油外送泵，串联在煤焦油排出管线上，且煤焦油排出管线的输出端上通过三通管分别与去其他罐组管线、去煤制甲醇装置管线以及煤焦油返回管线连通，煤焦油返回管线与卸车管线连通，用于对煤焦油、脱盐水和二氧化碳进行搅拌；
18.加热装置，设在煤焦油储罐b内，且加热装置为加热管件，所述加热管件的入口端与加热蒸汽输送管连通，所述加热管件的出口端与凝结水输送管连通；
19.温度显示器，设在煤焦油储罐b上，且温度显示器与机房控制系统连通。
20.较佳地，所述卸车管线上设有止回阀、卸车管线、脱盐水输送管线、二氧化碳气体输送管线、煤焦油排出管线、氮气输送管线、气体外排回收管线、排污管、去其他罐组管线、去装置管线、煤焦油返回管线、加热蒸汽输送管以及凝结水输送管上均设有阀门。
21.较佳地，所述煤焦油储罐b内设有液位计，液位计与机房控制系统连通。
22.较佳地，所述煤焦油储罐b顶部设有呼吸阀、压力表、紧急泄放口，所述煤焦油储罐b侧壁上还设有人孔。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1、本发明给出的煤焦油的预处理方法及其预处理装置是将co2和脱盐水常温下一起通入煤焦油储罐b内，此时co2气体与水反应生成h2co3，由于h2co3水溶液是弱酸与煤焦油混合后，h2co3水溶液中释放出h
+
，h
+
与煤焦油中的环烷酸离子、酚酸离子结合，有机盐经过酸化后释放出游离金属离子，形成氯盐随污水脱出。
25.2、本发明通过加热管件内通入的加热蒸汽通过对流传热的方式对煤焦油储罐b内的煤焦油加热，避免了背景技术所记载的经e104换热器换热时e104换热器管束频繁堵塞导致换热器压差偏大聚结器无法正常运行而导致的煤焦油除盐效果下降的问题发生。
26.3、本发明的盐含量的脱除率可以达到60.6％，氯离子的脱除率可以达到50.8％，静置时间在36小时以上效果较为明显。
27.4、本发明能够将煤制甲醇的工艺路线中的了co2气体用于煤焦油脱盐，增加了co2气体的有效利用率，同时也降低了直接排放了co2气体所引起的环境危害。
28.5、本发明拓宽了煤焦油市场供应适用范围，可采购高盐含量、氯离子的劣质煤焦油作为原料供应，缓解原料供应危机，降低煤焦油预处理装置处理压力。
附图说明
29.图1为现有技术煤焦油脱盐的工艺流程图；
30.图2为本发明煤焦油脱盐的工艺流程图。
31.附图标记说明：
32.1.煤焦油储罐b，2.卸车管线，3.脱盐水输送管线，4.二氧化碳气体输送管线，5.煤焦油排出管线，6.切水口，7.取样管，8.氮气输送管线，9.气体外排回收管线，10.排污管，11.煤焦油外送泵，12.去其他罐组管线，13.去煤制甲醇装置管线，14.煤焦油返回管线，15.加热管件，16.温度显示器，17.液位计，18.离心机，19.聚结器，20.换热器e104，21.闪蒸罐，22.油水分离罐，23.含盐含油污水罐。
具体实施方式
33.下面结合附图2，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例
35.如图2所示，本发明给出一种煤焦油的预处理方法，具体包括如下步骤：
36.s1、将存储在煤焦油储罐a中的煤焦油经卸车管线送入煤焦油储罐b中，并同时向煤焦油储罐b中输入常温脱盐水和二氧化碳气体进行搅拌，使水和二氧化碳反应生成的h2co3与煤焦油中的有机盐反应，其中煤焦油储罐b内的煤焦油温度为55-65℃，脱盐水与煤焦油的质量比为4-10％，二氧化碳气体的加入量与煤焦油的质量比为2-10％的水溶液中存在hco
3-；
37.s2、待步骤s1中的反应结束后金属氯盐由煤焦油中溶解至脱盐水中，返罐搅拌2-4h后，停止搅拌，静置时长36小时沉降分层；
38.s3、将步骤s2中静置过程中的煤焦油加热，使得多余二氧化碳气体同加热静置的煤焦油产生的油气一同通过气体外排回收管线排出，其中加热温度为70-90℃，多余二氧化碳气体同加热静置的煤焦油产生的油气一同排出时需要向煤焦油储罐b内通入氮气；
39.s4、步骤s3中经加热除盐、除油气分层的煤焦油由底部外送管线输出，含盐水由排水口排出，得到脱盐煤焦油。
40.上述煤焦油的预处理方法中，所给出的搅拌的作用在于将含碳酸脱盐水与煤焦油充分混合，用游离氢离子置换出有机盐中的金属阳离子，金属阳离子被置换出后会迅速转移至水相，达到去除煤焦油中金属离子的作用。加温静置36小时的目的在于，在70-90℃温度下，煤焦油中的乳化水(油包水状态下，油水两相中间会有非常薄的一层微小焦末形成的隔离层，该薄层在70-90℃温度下，会因为水体积膨胀而破裂，大量油包水破裂后会合并再破裂，如此反复会形成一个大的油包水的水泡，水泡会因为密度小于煤焦油的而上浮，从而达到脱出乳化水的目的，水中的金属离子也会随水脱出)会被有效去除，同时脱出金属离子，从而降低煤焦油的盐含量及水分。
41.s1步骤中(初期)控制煤焦油温度有两方面原因：第一考虑煤焦油的粘度受温度的影响，温度过低煤焦油粘度加大，煤焦油流动性差，不利于搅拌过程进行，同时对搅拌设备也不利；第二低温下有利于二氧化碳在水中的溶解。
42.s3步骤中通入氮气的目的在于：第一可将残留的二氧化碳置换出，防止形成碳酸对储罐腐蚀；第二氮封的作用在于防止外界氧进入储罐，与煤焦油中不断挥发出的挥发分形成爆炸性混合气体，形成安全隐患。
43.一种煤焦油的预处理方法进行预处理所采用的装置，包括：
44.煤焦油储罐b1，侧壁上设有与煤焦油储罐a连通的卸车管线2、脱盐水输送管线3、二氧化碳气体输送管线4、煤焦油排出管线5、多个与排水管连通的切水口6以及取样管7，顶部设有氮气输送管线8和气体外排回收管线9，所述多个切水口6自上而下依次设在煤焦油储罐b1上，所述取样管7设在位于煤焦油储罐b1最下方切水口6与煤焦油排出管线5之间，所述煤焦油储罐b1的底壁上设有排污管10；
45.煤焦油外送泵11，串联在煤焦油排出管线5上，且煤焦油排出管线5的输出端上通过三通管分别与去其他罐组管线12、去装置管线13以及煤焦油返回管线14连通，煤焦油返回管线14与卸车管线2连通，用于对煤焦油、脱盐水和二氧化碳进行搅拌；
46.加热装置，设在煤焦油储罐b1内，且加热装置为加热管件15，所述加热管件15的入口端与加热蒸汽输送管连通，所述加热管件15的出口端与凝结水输送管连通；
47.温度显示器16，设在煤焦油储罐b1上，且温度显示器16与机房控制系统连通。
48.进一步地，所述卸车管线2上设有止回阀、卸车管线2、脱盐水输送管线3、二氧化碳气体输送管线4、煤焦油排出管线5、氮气输送管线8、气体外排回收管线9、排污管10、去其他罐组管线12、去煤制甲醇装置管线13、煤焦油返回管线14、加热蒸汽输送管以及凝结水输送管上均设有阀门，其中排污管10的作用在于储罐检修时需要彻底清除罐内有机介质，该排污管10设于储罐最低点，用于清罐检修作业。
49.进一步地，所述煤焦油储罐b1内设有液位计17，液位计17与机房控制系统连通。
50.进一步地，所述煤焦油储罐b1顶部设有呼吸阀、压力表、紧急泄放口，所述煤焦油储罐b1侧壁上还设有人孔。
51.为了解决如图1所示现有技术中给出的当煤焦油除盐预处理加工量60t/h,满负荷运行10天左右后，换热器e10420出口煤焦油温度开始下降，换热器e10420换热器管束出现堵塞问题，从而导致换热器e10420换热量无法满足，导致最终净化煤焦油水含量偏高，无法达到实际生产过程中的指标要求，当将其直接送入反应系统会毒害催化剂，造成系统设备腐蚀的问题。因此为了解决上述问题，所以需要采用本发明给出的一种煤焦油的预处理方法及其预处理装置，使用时将煤焦油储罐a中煤焦油由卸车管线2经过止逆阀送入煤焦油储罐b1中，当煤焦油收卸车完成后，启动煤焦油外送泵11将煤焦油储罐b1中的煤焦油经煤焦油外送泵、煤焦油返回管线14、卸车管线送入煤焦油储罐b1中进行搅拌；此时煤焦油温度为55-65℃；在煤焦油泵出和返回罐的搅拌过程中，同时通入常温的脱盐水和co2气体，脱盐水的注水体积为煤焦油的4-10％；co2气体通常过量通入的为煤焦油的2-10％，co2气体与水发生反应生成碳酸，由于碳酸是弱酸会解离出h
+
和hco
3-而h
+
能够与环烷酸离子、酚酸离子结合，也能够与有机盐经过酸化后释放出游离金属离子生成更稳定的氯盐，氯盐溶于水中，而co2体积分数越高可促使混合环烷酸盐、酚钠盐分解反应的快速进行，在除盐过程中随时通过取样管取样用于检测hco
3-，当溶液和煤焦油中检测有hco
3-时，表明有机盐分解已完全，氯盐已经溶解在水中了，此时再返罐搅拌2-4小时后，静置36小时过程中打开加热蒸汽阀门和凝液阀门缓慢将煤焦油加温至70-90℃，此时多余的co2气体同加温静置产生的轻质油气
一起通过气体外排回收管线9排出送至油气回收装置回收，同时加温煤焦油也能去除煤焦油中的多余水分，而在多余的co2气体同加温静置产生的轻质油气一起通过气体外排回收管线9排出时也需要向煤焦油储罐b1中通入氮气进行氮封，经过返罐搅拌2-4小时后，加温静置36小时后的高浓度含盐水通过切水口若干排出。煤焦油的密度大于水的密度所以煤焦油位于煤焦油储罐b1的底层，含有盐的废水位于煤焦油储罐b1的上层经切水口6排出，煤焦油由煤焦油排出管线排出经去其他罐组管线送入其他罐组或经去装置管线送入其他装置，呼吸阀为储罐进料时开启，出料时关闭，出料时开氮气，防止储罐抽负压，压力表为常规投用仪表，正常运行时持续性开启。紧急泄放口为储罐超压时开启，超压原因可以为储罐超温引起挥发分增大、油气回收装置故障、事故状态下等情况下开启。
52.将含碳酸脱盐水与煤焦油充分混合，用游离氢离子置换出有机盐中的金属阳离子，金属阳离子被置换出后会迅速转移至水相，达到去除煤焦油中金属离子的作用。
53.加温静置36小时的目的在于，在70-90℃温度下，煤焦油中的乳化水(油包水状态下，油水两相中间会有非常薄的一层微小焦末形成的隔离层，该薄层在70-90℃温度下，会因为水体积膨胀而破裂，大量油包水破裂后会合并再破裂，如此反复会形成一个大的油包水的水泡，水泡会应为密度小于煤焦油的而上浮，从而达到脱出乳化水的目的，水中的金属离子也会随水脱出)会被有效去除，同时脱出金属离子，从而降低煤焦油的盐含量及水分。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。