[發(fā)明專利]分段式副產(chǎn)蒸汽型瀝青降膜冷卻工藝及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610346127.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN106017137B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何文偉;孫虹;郭國(guó)杰;單春華;張樹福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶焦耐工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F28D1/053
• 分類號(hào): F28D1/053;F28B1/02;F22D1/00;F28C1/00;F28F27/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焦化行業(yè)焦油與瀝青生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分段式副產(chǎn)蒸汽型瀝青降膜冷卻工藝及裝置。

背景技術(shù)

在煤焦油的蒸餾加工過(guò)程中，各種相對(duì)較輕的餾分如輕油、酚油、萘油、洗油和蒽油餾分經(jīng)切取后，重質(zhì)組分最后會(huì)殘留在塔底瀝青中。由于瀝青是一種重要的化工工業(yè)原料，如用于碳素材料，電極粘結(jié)劑等。所以，對(duì)于焦油加工企業(yè)而言，占焦油組分大部分的瀝青如何增加其效益，降低投資消耗和生產(chǎn)過(guò)程中的能耗與維護(hù)成本往往是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。

目前，提高瀝青附加值的加工方法主要有：1)將焦油蒸餾塔底瀝青用直接或間接冷卻工藝生產(chǎn)中溫瀝青；2)對(duì)液體瀝青采用熱聚合法或閃蒸法進(jìn)行改質(zhì)，再冷卻生產(chǎn)改質(zhì)瀝青；3)瀝青炭化成焦生產(chǎn)瀝青焦或針狀焦。限于技術(shù)能力與行業(yè)發(fā)展水平，國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的工藝仍是前兩種方法即生產(chǎn)中溫瀝青和改質(zhì)瀝青。這兩種瀝青的生產(chǎn)都需經(jīng)歷由高溫到低溫的一個(gè)降溫過(guò)程，而瀝青冷卻的方式主要有水冷和空冷，水冷的冷卻效率明顯高于空冷，所以國(guó)內(nèi)大部分冷卻工藝都以水冷為主。目前高溫液體瀝青的冷卻一般采取如下步驟：第一步，用循環(huán)水在瀝青汽化冷凝冷卻器中降溫；第二步，用蒸汽發(fā)生器冷卻進(jìn)行再降溫，同時(shí)生產(chǎn)低壓蒸汽，瀝青冷卻后溫度大致在200～250℃，適于液體存儲(chǔ)或液體運(yùn)輸；如需固化成型則還需要進(jìn)一步降溫至更低溫度，才能進(jìn)行水下成型。上述工藝流程在各瀝青加工企業(yè)中雖有差異，但總的思路都是采取循環(huán)水移取熱能的方式實(shí)現(xiàn)高溫液體瀝青的降溫過(guò)程。

現(xiàn)有高溫液體瀝青降溫冷卻工藝的弊端主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1)冷卻工藝路線冗長(zhǎng)，涉及設(shè)備繁多，造成實(shí)際生產(chǎn)中維護(hù)成本高；2)工藝需要外加大量循環(huán)水或循環(huán)蒸汽，增加運(yùn)營(yíng)成本；3)高溫液體瀝青所具有的大部分熱量沒有得到再利用，造成了能源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種分段式副產(chǎn)蒸汽型瀝青降膜冷卻工藝及裝置，實(shí)現(xiàn)在同一設(shè)備內(nèi)將高溫液體瀝青可選擇地一步冷卻到適于運(yùn)送或固化成型的低溫液體瀝青，過(guò)程中產(chǎn)生的熱量全部轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)工藝用低壓蒸汽輸出，其工藝流程簡(jiǎn)單，操作方便靈活，達(dá)到了節(jié)能降耗和充分利用能源的目的。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

分段式副產(chǎn)蒸汽型瀝青降膜冷卻工藝，高溫液體瀝青在瀝青降膜冷卻器上、下兩段分段冷卻，瀝青降膜冷卻器中部設(shè)液體瀝青采出口，底部設(shè)液體瀝青儲(chǔ)槽；具體冷卻過(guò)程包括如下步驟：

1)生產(chǎn)線來(lái)的高溫液體瀝青由瀝青降膜冷卻器頂部進(jìn)入塔內(nèi)，經(jīng)塔頂分配板均勻分布后自動(dòng)流入上段管程；管內(nèi)液體瀝青在塔頂外供氮?dú)獗籂顟B(tài)下，沿著上段管程內(nèi)壁往下流，與殼程內(nèi)的除鹽水或飽和蒸汽進(jìn)行換熱后完成上段冷卻過(guò)程；

2)需要生產(chǎn)外運(yùn)液體瀝青時(shí)，高溫液體瀝青由上段管程冷卻至220～250℃，在瀝青降膜冷卻器中部采出即可；

3)需要生產(chǎn)固化成型瀝青時(shí)，經(jīng)上段管程冷卻后的液體瀝青仍需進(jìn)行深度冷卻；此時(shí)將瀝青降膜冷卻器中部液體瀝青采出口關(guān)閉，液體瀝青在瀝青降膜冷卻器塔內(nèi)中部分配板經(jīng)再次均勻分布后流入下段管程，并沿著內(nèi)壁繼續(xù)往下流，完成下段冷卻過(guò)程后的液體瀝青在瀝青降膜冷卻器底部液體瀝青儲(chǔ)槽中待固化成型。

以除鹽水作為換熱介質(zhì)時(shí)，除鹽水液位維持在瀝青降膜冷卻器的上段或下段；外來(lái)除鹽水為常溫，采用除鹽水預(yù)熱器預(yù)熱，熱源采用瀝青降膜冷卻器副產(chǎn)的蒸汽；除鹽水預(yù)熱器殼程運(yùn)行除鹽水，通過(guò)設(shè)置旁路調(diào)節(jié)控制進(jìn)入瀝青降膜冷卻器的除鹽水的溫度為80～120℃；除鹽水預(yù)熱器管程為瀝青降膜冷卻器副產(chǎn)的飽和蒸汽，飽和蒸汽冷凝后部分返回瀝青降膜冷卻器內(nèi)，其余低壓蒸汽輸出。

用于實(shí)現(xiàn)分段式副產(chǎn)蒸汽型瀝青降膜冷卻工藝的裝置，包括瀝青降膜冷卻器和除鹽水預(yù)熱器，所述瀝青降膜冷卻器塔內(nèi)分上、下兩段冷卻系統(tǒng)，兩段管程和殼程獨(dú)立控制，塔內(nèi)頂部和中部分別設(shè)分配板；瀝青降膜冷卻器頂部分配板上方設(shè)高溫液體瀝青入口，上、下兩段管程分界處設(shè)液體瀝青采出口，底部設(shè)液體瀝青儲(chǔ)槽；除鹽水預(yù)熱器設(shè)置高度與瀝青降膜冷卻器中上部平齊；瀝青降膜冷卻器上部的蒸汽出口連通除鹽水預(yù)熱器的管程入口，除鹽水預(yù)熱器的管程出口連通瀝青降膜冷卻器殼程的返回蒸汽入口，除鹽水預(yù)熱器頂部還設(shè)有低壓蒸汽出口；除鹽水輸送管道經(jīng)除鹽水預(yù)熱器殼程后連通瀝青降膜冷卻器殼程的除鹽水入口；瀝青降膜冷卻器頂部一側(cè)設(shè)氮?dú)馊肟冢硪粋?cè)設(shè)管程安全閥；瀝青降膜冷卻器上部殼程還設(shè)有殼程安全閥。