[發明專利]低溫快速萃取法分離高溫煤焦油組分的成套設備及方法

有效

• 申請號: 201310102442.2
• 申請日: 2013-03-28
• 公開（公告）號: CN103194252A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 魏賢勇;江衛;宗志敏;王明南;殷濤;和德濤;張波;楚可嘉;李萬勇;楊重陽;徐賓;李保民;趙煒;朱亭亭;丁俊;楊其權;王青;韓濤;袁帥;王勇;曹敬佩;樊星;趙云鵬;梁靜;任海寧;彭友林;沈紅娜;劉顯靈;周健;趙偉;李海平;靖玲
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;棗莊礦業（集團）有限責任公司
• 主分類號: C10C1/18
• 分類號: C10C1/18;C10C1/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明涉及一種萃取法高溫煤焦油的成套分離設備及方法，特別是一種低溫、快速萃取法分離高溫煤焦油組分的成套設備及方法。

背景技術

高溫煤焦油是一種具有刺激性臭味的黑色或黑褐色的粘稠狀液體，是煉焦副的產品。目前國內外全部采用一塔式或二塔式焦油蒸餾工藝加工高溫煤焦油，這種常規蒸餾的方法可分為間歇式焦油蒸餾和連續式焦油蒸餾，按有無真空度又可以分為常壓蒸餾和減壓蒸餾。

常規高溫煤焦油加工過程中需要提供>?450^oC的加熱溫度，煤焦油加工設備溫度高、能耗大，浪費能源；建造一整套常規煤焦油的蒸餾分離設備需要投入數億萬元，煤焦油加工設備一次性建設資金投資過大；在蒸餾獲得的煤焦油各餾分中的化學品僅僅是相對富集，各化學品有足夠的量依然分散在的其它餾分中，重要化學品資源的高效分離和利用率受到限制。

煤焦油輕質成分中富含大量的1-4環芳香族化合物、酚類、含氮、含硫和含氧雜環化合物等一系列有機化學品，它們是生產燃料、農藥、醫藥、染料、涂料、合成橡膠和多種功能性材料的重要原料；煤焦油重質成分經過特殊處理后渴望用于作為生產筑路瀝青、碳材料的原料使用。輕質組分經過加氫改質可以得到汽油、柴油以及高熱值、低凝固點的航空煤油，為煤焦油的利用提供了一種新途徑，同時也緩解我國當前對燃油的需求狀況；輕質組分經過甲醇的選擇性萃取可以從中分離出喹啉、異喹啉和吲哚等含氮雜環化合物，是制備醫藥中間體的重要原料。另外輕質組分含有的諸多精細化學品通過常規化學合成手段是很難得到的，它們在工業和民用領域都具有重要的應用價值。

由于常規蒸餾分離煤焦油后殘余的瀝青再次經過了高溫加熱，表面可能發生再次裂解、聚合或焦化的過程。其中所富含有原煤焦油中的煤粉、焦粉、無機礦物質等一次QI成分難于進行分離和處理，獲得的煤焦油瀝青很難通過簡便的方法直接再加工或而作為重要的碳材料原料使用。經過特殊處理過的重質組分用于制備針狀焦可以作為生產高功率和超高功率電極的原料，可以用于制備中間相炭微球，作為催化劑載體、高性能液相色譜柱填料、高比表面積活性炭、高密高強炭/石墨材料和鋰離子二次電池負極材料（充電容量高達1190?mA·h/g）；更重要的是重質組分可以制備高端高性能炭纖維材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種在低溫條件下，操作簡便、快捷，結構緊湊，能耗低，分離效率高的低溫、快速萃取法分離高溫煤焦油組分的成套設備及方法。

本發明的目的是這樣實現的：分離高溫煤焦油組分包括成套設備及方法；

分離高溫煤焦油組分成套設備包括兩個釜、四個罐，分別是由煤焦油萃取釜、輕油溶液緩沖罐、過濾罐、精制輕油溶液緩沖罐、蒸餾釜和溶劑儲罐；

煤焦油萃取釜中右上側部溶劑入料口與溶劑罐右下部溶劑出料口的管路相連；煤焦油萃取釜中右下側部輕油溶液出料口與輕油溶液緩沖罐左上部的入料口的管路相連；輕油溶液緩沖罐右下部的出料口與過濾罐上蓋的輕油溶液入料口的管路相連；過濾罐下部的精制輕油溶液出料口與精制輕油溶液緩沖罐上部的精制輕油溶液入料口的管路相連；精制輕油溶液緩沖罐的下部精制輕油溶液出料口與蒸餾釜上蓋的精制輕油溶液入料口的管路相連；蒸餾釜右上側的溶劑蒸汽出料口與冷凝器的溶劑蒸汽入料口的管路相連；冷凝器的溶劑出料口與溶劑儲罐上蓋溶劑入料口的管路相連；生產壓力氮氣裝置的輸送管路分別通過三通閥依次分別與煤焦油萃取釜、輕油溶液緩沖罐、過濾罐、精制輕油溶液緩沖罐、蒸餾釜以及溶劑儲罐上蓋的第一壓縮氮氣入口、第二壓縮氮氣入口；第三壓縮氮氣入口、第四壓縮氮氣入口、第五壓縮氮氣入口管路相連，同時尾氣冷凝回收裝置的管路分別通過三通閥依次分別與煤焦油萃取釜、輕油溶液緩沖罐、過濾罐、精制輕油溶液緩沖罐、蒸餾釜以及溶劑儲罐上蓋的第一尾氣放散口、第二尾氣放散口、第三尾氣放散口、第四尾氣放散口、第五尾氣放散口、第六尾氣放散口管路相連。

所述的煤焦油萃取釜包括一個耐壓釜體，耐壓釜體上蓋設有測溫熱電偶、壓力表、煤焦油入料口、通向釜體內的磁力攪拌漿、溶劑入料口、第一壓縮氮氣入口以及第一尾氣放散口，耐壓釜體側面設有輕油溶液出料口、蒸汽熱盤管入口以及蒸汽熱盤管出口，耐壓釜體下部設有重質瀝青出料口。

所述的輕油溶液緩沖罐包括一常壓釜體，常壓釜體上蓋設有輕油溶液入料口、第二壓縮氮氣入口、第二尾氣放散口，常壓釜體側面設有輕油溶液出料口、液位計。

所述的過濾罐包括一個耐壓釜體，耐壓釜體上蓋設有輕油溶液入料口、第三壓縮氮氣入口、壓力表、第三尾氣放散口，耐壓釜體內部設有鑲嵌過濾膜網眼的過濾板，耐壓釜體下部設有精制輕油溶液出料口。