改质沥青余热回收装置及方法 |
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| 申请号 | CN202210864543.2 | 申请日 | 2022-07-21 | 公开(公告)号 | CN115322802A | 公开(公告)日 | 2022-11-11 |
| 申请人 | 邢台旭阳煤化工有限公司; | 发明人 | 任秀娟; 张江伟; 王国会; 王首; 秦桂涛; 苏立永; 王伟艳; 路松林; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种改质 沥青 余热回收装置及方法，改质沥青余热回收装置包括： 导热油 循环管道；导热油容器，与所述导热油循环管道连接，为所述导热油循环管道提供导热油；沥青滞留塔，用于沥青改质反应；物料换热器，其热 流体 侧的入口连接沥青滞留塔的物料出口；焦油换热器，其冷流体侧的入口与焦油蒸馏系统的焦油管道连接；物料换热器的冷流体侧和焦油换热器的热流体侧通过导热油循环管道连接，形成导热油循环系统，其中焦油换热器的热流体侧的入口与所述物料换热器的冷流体侧的出口连接，以使经过所述物料换热器换热后的导热油为所述焦油蒸馏系统提供 热能 。本发明的改质沥青余热回收装置能够对改质沥青的余热进行有效回收和利用，降低能耗。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种改质沥青余热回收装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 改质沥青余热回收装置及方法技术领域[0001] 本发明涉及化工技术领域，尤其是涉及一种改质沥青余热回收装置及方法。 背景技术[0002] 目前我国的改质沥青生产工艺以煤焦油蒸馏得到中温沥青为原料，通过加热改质处理制取改质沥青，随温度升高改质沥青β树脂含量明显增大。以滞留塔工艺为例，其要求反应温度370‑385℃，部分改质沥青生产工艺中，反应产生的改质沥青直接与原料焦油换热，换热后改质沥青利经汽化冷凝器用循环水进行冷却降温；改质沥青经汽化冷凝器冷却后温度偏高，一般冷却后温度高达300℃，汽化冷凝器易结垢，设备易堵塞；改质沥青冷却后温度偏高，影响沥青成型和装车，现场异味较大，存在环保风险；改质沥青生产过程中回收少量余热，装置碳排放量高。 发明内容[0003] 针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种高改质沥青余热回收装置及方法，能够降低能耗。 [0004] 一方面，本发明实施例提供了一种改质沥青余热回收装置，包括： [0005] 导热油循环管道； [0006] 导热油容器，其与所述导热油循环管道连接，以为所述导热油循环管道提供导热油； [0007] 沥青滞留塔，其用于沥青改质反应； [0008] 物料换热器，其热流体侧的入口连接所述沥青滞留塔的物料出口； [0009] 焦油换热器，其冷流体侧的入口与焦油蒸馏系统的焦油管道连接； [0010] 所述物料换热器的冷流体侧和所述焦油换热器的热流体侧通过导热油循环管道连接，形成导热油循环系统，其中所述焦油换热器的热流体侧的入口与所述物料换热器的冷流体侧的出口连接，以使经过所述物料换热器换热后的导热油为所述焦油蒸馏系统提供热能。 [0011] 可选实施例中，所述物料换热器包括： [0012] 第一物料换热器，其热流体侧的入口连接所述沥青滞留塔底部的物料出口，以使所述沥青滞留塔底部输出的改质沥青与所述导热油换热。 [0013] 可选实施例中，所述物料换热器包括： [0014] 第二物料换热器，其热流体侧的入口连接所述沥青滞留塔顶部的物料出口，以使所述沥青滞留塔顶部输出的重油与所述导热油换热。 [0015] 可选实施例中，所述回收装置还包括： [0016] 沥青槽，所述沥青槽与所述第一物料换热器的热流体侧的出口连接，用于储存经所述第一物料换热器换热后的改质沥青，所述导热油容器输出的导热油在所述沥青槽与改质沥青换热后，输送至所述物料换热器。 [0017] 可选实施例中，所述焦油换热器包括第一焦油换热器和/或第二焦油换热器，其中[0018] 第一焦油换热器的冷流体侧的入口与焦油蒸馏系统的原料焦油泵连接，以对原料焦油预热； [0019] 第二焦油换热器的冷流体侧的入口与焦油蒸馏系统的焦油循环泵连接，以对焦油蒸馏系统循环的循环焦油加热。 [0021] 另一方面，本发明实施例提供了一种改质沥青余热回收方法，包括： [0022] 用导热油与沥青滞留塔输出的物料换热，吸收沥青滞留塔输出的物料的热量； [0023] 用吸收了沥青滞留塔输出的物料的热量的导热油为焦油蒸馏系统的煤焦油提供热量。 [0024] 可选实施例中，用导热油与沥青滞留塔输出的物料换热，包括： [0025] 用导热油与所述沥青滞留塔底部输出的改质沥青换热和/或 [0026] 用导热油与所述沥青滞留塔顶部输出的重油换热。 [0027] 可选实施例中，所述方法还包括： [0028] 导热油与换热后的改质沥青换热之后，与沥青滞留塔输出的物料换热。 [0029] 可选实施例中，用吸收了沥青滞留塔输出的物料的热量的导热油为焦油蒸馏系统的煤焦油提供热量，包括： [0030] 为焦油蒸馏系统的原料焦油换热，以对原料焦油预热和/或 [0031] 为焦油蒸馏系统的循环焦油换热，以对循环焦油加热。 [0032] 本发明实施例提供的一种改质沥青余热回收装置中，采用导热油通过物料换热器与沥青滞留塔输出的物料换热；吸收了物料热量的导热油通过焦油换热器为焦油蒸馏系统提供热源，为焦油蒸馏系统的煤焦油提供热量。对改质沥青的余热有效回收和利用，降低了能耗。附图说明 [0033] 在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。 [0034] 图1为本发明实施例的改质沥青余热回收装置的结构示意图一； [0035] 图2为本发明实施例的改质沥青余热回收装置的结构示意图二； [0036] 图3为本发明实施例的改质沥青余热回收装置的结构示意图三。 [0037] 图中：1‑导热油循环管道；11‑第一支管道；12‑第二支管道；13‑第三支管道；14‑第四支管道；15‑第一旁通管道；16‑第二旁通管道；17‑第三旁通管道；2‑沥青滞留塔；3‑物料换热器；31‑第一物料换热器；32‑第二物料换热器；4‑导热油容器；41‑膨胀槽；42‑放空槽；5‑焦油换热器；51‑第一焦油换热器；52‑第二焦油换热器；6‑沥青槽；7‑导热油换热管；8‑注油泵；9‑导热油循环泵；10‑装车管道伴热装置。 具体实施方式[0038] 为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。 [0039] 本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。 [0040] 在本发明中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。 [0041] 本发明使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。 [0042] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。 [0043] 参见图1，本发明实施例提供了一种改质沥青余热回收装置，包括导热油循环管道1、沥青滞留塔2、物料换热器3、导热油容器4和焦油换热器5，导热油容器4与导热油循环管道1连接，以为导热油循环管道1提供导热油；沥青滞留塔2用于沥青改质反应；物料换热器3的热流体侧的入口连接沥青滞留塔2的物料出口；焦油换热器5的冷流体侧的入口与焦油蒸馏系统的焦油管道连接；物料换热器3的冷流体侧和焦油换热器5的热流体侧通过导热油循环管道1连接，形成导热油循环系统，其中焦油换热器5的热流体侧的入口与物料换热器3的冷流体侧的出口连接，以使经过物料换热器3换热后的导热油为焦油蒸馏系统提供热能。 [0044] 本发明实施例提供的改质沥青余热回收装置中，采用导热油通过物料换热器3与沥青滞留塔2输出的物料换热；吸收了物料热量的导热油通过焦油换热器5为焦油蒸馏系统提供热源，为焦油蒸馏系统的煤焦油提供热量。对改质沥青的余热有效回收和利用，降低了能耗。 [0045] 本发明实施例的改质沥青余热回收装置中，沥青滞留塔2输出的物料包括多种，导热油可以是与沥青滞留塔2输出的一种物料换热，也可以是与沥青滞留塔2输出的多种物料换热，导热油与沥青滞留塔2输出的多种物料换热时，可以是并联方式与多种物料换热，也可以是以串联方式与多种物料换热。 [0046] 一些实施例中，物料换热器3包括第一物料换热器31，第一物料换热器31的热流体侧的入口连接沥青滞留塔2底部的物料出口，以使沥青滞留塔2底部输出的改质沥青与导热油换热。沥青滞留塔2底部输出的物料为改质沥青，本发明实施例中，导热油通过第一物料换热器31与沥青滞留塔2输出的改质沥青进行换热，换热后的改质沥青温度降低，可以输送至沥青存储区进行储存，导热油吸收改质沥青携带的热量，可以作为热源，为焦油蒸馏系统中的煤焦油提供热量，降低焦油蒸馏系统的能量消耗。 [0047] 一些实施例中，沥青滞留塔2底部的物料出口连接有沥青循环泵，沥青循环泵用于沥青滞留塔2内的改质沥青循环，以及用于将反应生成的改质沥青输送至第一物料换热器31进行换热后，并输送至沥青槽6。 [0048] 一些实施例中，物料换热器3包括第二物料换热器32，第二物料换热器32热流体侧的入口连接沥青滞留塔2顶部的物料出口，以使沥青滞留塔2顶部输出的重油与导热油换热。沥青滞留塔2底部输出的物料为重油，本发明实施例中，导热油通过第二物料换热器32与沥青滞留塔2输出的重油进行换热，换热后的重油温度降低，输送至重油储存区进行储存，导热油吸收重油携带的热量，可以作为热源，为焦油蒸馏系统中的煤焦油提供热量，降低焦油蒸馏系统的能量消耗。 [0049] 本发明实施例中导热油容器4内的导热油通过导热油循环管道1与物流换热器和焦油换热器5连接。本发明实施例中，物料换热器3包括第一物料换热器31和第二物料换热器32时，第一物料换热器31和第二物料换热器32在导热油循环管道1中可以是串联，也可以是并联。第一物料换热器31和第二物料换热器32在导热油循环管道1中并联时，导热油循环管道1包括并联的第一支管道11和第二支管道12，第一物料换热器31的冷流体侧接入第一支管道11，第二物料换热器32的冷流体侧接入第二支管道12。 [0050] 一些实施例中，回收装置还包括沥青槽6，沥青槽6与第一物料换热器31的热流体侧的出口连接，用于储存经第一物料换热器31换热后的改质沥青，导热油容器4输出的导热油在沥青槽6与改质沥青换热后，输送至物料换热器3。本发明实施例中，改质沥青在第一物料换热器31进行一次换热，经过一次换热降温的改质沥青在沥青槽6内进行二次换热，经过二次换热后，改质沥青的温度能够进一步降低，避免改质沥青温度偏高，而影响沥青成型和装车，以及避免因改质沥青温度偏高，导致现场异味较大，存在环保风险等问题。导热油也能够充分吸收改质沥青携带的热量，为焦油蒸馏系统提供更高的热量，进一步降低焦油蒸馏系统的能量消耗。 [0051] 本发明实施例中，沥青槽6内可以设置导热油换热管7，导热油换热管7接入导热油循环管道1，流经导热油换热管7的导热油与沥青槽6内的改质沥青换热。导热油换热管7可以是换热盘管，也可以是换热列管，导热油换热管7的具体结构不限。 [0052] 一些实施例中，导热油换热管7的入口和出口之间通过第一旁通管道15连接。第一旁通管道15上设有阀门，通过调整阀门的开度，可以调整流经导热油换热管7的导热油的流量。 [0053] 本发明实施例中，物料换热器3包括第一物料换热器31和第二物料换热器32时，导热油循环管道1经过沥青槽6之后，通过第一支管道11连接第一物料换热器31的冷流体侧，与沥青滞留塔2输出改质沥青换热，通过第二支管道12连接第二物料换热器32的冷流体侧，与沥青滞留塔2输出的重油换热。 [0054] 一些实施例中，焦油换热器5包括第一焦油换热器51和第二焦油换热器52中的至少一个，第一焦油换热器51的冷流体侧的入口与焦油蒸馏系统的原料焦油泵连接，以对原料焦油预热；第二焦油换热器52的冷流体侧的入口与焦油蒸馏系统的焦油循环泵连接，以对焦油蒸馏系统循环的循环焦油加热。 [0055] 一些实施例中，焦油换热器5包括第一焦油换热器51和第二焦油换热器52时，第一焦油换热器51和第二焦油换热器52可以是串联也可以是并联。第一焦油换热器51和第二焦油换热器52在导热油循环管道1中并联时，经物料换热器3换热后的导热油可以分别通过第一焦油换热器51和第二焦油换热器52对原料焦油预热及对循环焦油加热。第一焦油换热器51和第二焦油换热器52在导热油循环管道1中串联时，经物料换热器3换热后的导热油可以依次通过第二焦油换热器52和第一焦油换热器51分别对循环焦油加热及对原料焦油预热。 [0056] 示例性实施例中，第一焦油换热器51和第二焦油换热器52也可以通过阀门实现串联、并联或导热油的单一导通。通过阀门控制，实现单元导通，使导热油流经第一焦油换热器51和第二焦油换热器52中的任意一个，或者实现串联，使导热油依次流经第二焦油换热器52和第一焦油换热器51，或者实现并联，使导热油分别流经第一焦油换热器51和第二焦油换热器52。 [0057] 具体实施中，导热油循环管道1包括并联的第三支管道13和第四支管道14，第二焦油换热器52的热流体侧接入第三支管道13，第四支管道14连接至第一焦油换热器51的热流体侧入口，第二焦油换热器52的热流体侧出口连接第一焦油换热器51的热流体侧入口。通过控制导热油循环管道1上的阀门，可以实现第一焦油换热器51和第二焦油换热器52在导热油循环管道1中的不同导通方式。 [0058] 一些实施例中，第三支管道13上设有第一流量调节阀，通过与流量计串级控制，实现进入第二焦油换热器52的导热油的流量自动控制。 [0059] 一些实施例中，第四支管道14上设有第二流量调节阀，通过与流量计串级控制，实现进入第一焦油换热器51的导热油的流量自动控制。 [0060] 一些实施例中，第一焦油换热器51的热流体侧入口与第一焦油换热器51的热流体侧出口之间连接有第二旁通管道16，第二旁通管道16上设有阀门，通过调节第二旁通管道16上的阀门的开度可以调节进入第一焦油换热器51的导热油的流量。 [0061] 一些实施例中，第二焦油换热器52的热流体侧入口与第一焦油换热器51的热流体侧出口之间连接有第三旁通管道17，第三旁通管道17上设有阀门，通过调节第三旁通管道17上的阀门的开度可以调节进入第二焦油换热器52的导热油的流量。 [0062] 一些实施例中，导热油容器4可以包括膨胀槽41放空槽42，膨胀槽41连接焦油换热器5导热油循环管道1，用于容纳焦油换热器5导热油，膨胀槽41能够对导热油循环系统内的导热油的容量进行调节，随温度升高，导热油体积膨胀时，膨胀槽41吸纳导热油循环系统因热膨胀而多余的导热油，随温度降低或发生渗漏时，膨胀槽41能够向导热油循环系统补充导热油。膨胀罐与导热油循环管道1相连的点，可以作为导热油循环系统的定压点或恒压点，保证导热油循环系统不倒空、不溢水、不超压。膨胀槽41能够使导热油循环系统在一个相对平稳的压力下运行。膨胀槽41可以设于导热油循环系统的最高点。 [0063] 一些实施例中，导热油容器4还可以包括放空槽42，放空槽42连接导热油循环管道1和膨胀槽41，放空槽42通过注油泵8连接膨胀槽41。导热油循环系统内的导热油可以注入放空槽42内，实现导热油循环管道1内的导热油放空。通过注油泵8可以将放空槽42内的导热油注入到膨胀槽41内，实现导热油的补充。放空槽42可以设于导热油循环系统的最低点，通过重力作用，将导热油循环管道1内的导热油注入放空槽42内。 [0064] 本发明实施例中，导热油循环管道1上设有导热油循环泵9，导热油循环泵9实现导热油沿导热油循环管道1循环。 [0065] 本发明实施例中，导热油循环管道1还连接装车管道伴热装置10，通过导热油对装车管道进行伴热。具体实施中，导热油循环泵9分别连接装车管道伴热装置10和导热油换热管7，经导热油循环泵9加压后的导热油一路实现装车管道伴热，另一路实现与沥青槽6内的沥青和沥青滞留塔2输出的物料进行换热，吸收热量后的导热油输送至焦油蒸馏系统，为焦油蒸馏系统提供热量。经过装车管道伴热装置10的导热油返回导热油循环管道1。 [0066] 本发明实施例中，使用导热油冷却高温改质沥青，能够有效降低改质沥青装车、成型温度。使用导热油与重油换热，降低重油温度，避免循环水冷却的大量消耗。高温导热油与焦油蒸馏装置原料焦油换热，为原料焦油脱水提供热量，降低焦油蒸馏系统的煤气消耗，降低碳排放。通过对各换热器中导热油的流量控制，稳定控制各回路温度，系统运行稳定。 [0067] 本发明实施例提供了一种改质沥青余热回收方法，该方法可以是通过上述改质沥青余热回收装置实现，上述装置的实施例可以用于理解本发明实施例的方法，本发明实施例的方法具有与上述装置实施例对应的效果。出于简洁和节省篇幅的目的，在此不再赘述。 [0068] 本发明实施例的方法包括： [0069] 用导热油与沥青滞留塔2输出的物料换热，吸收沥青滞留塔2输出的物料的热量； [0070] 用吸收了沥青滞留塔2输出的物料的热量的导热油为焦油蒸馏系统的煤焦油提供热量。 [0071] 本发明实施例提供的改质沥青余热回收方法中，采用导热油与沥青滞留塔2输出的物料换热，吸收了物料热量的导热油为焦油蒸馏系统的煤焦油提高热量。对改质沥青的余热有效回收和利用，降低了能耗。 [0072] 一些实施例中，用导热油与沥青滞留塔2输出的物料换热，包括：用导热油与沥青滞留塔2底部输出的改质沥青换热和/或用导热油与沥青滞留塔2顶部输出的重油换热。 [0073] 一些实施例中，本发明实施例的方法还包括：导热油与换热后的改质沥青换热之后，与沥青滞留塔2输出的物料换热。 [0074] 一些实施例中，用吸收了沥青滞留塔2输出的物料的热量的导热油为焦油蒸馏系统的煤焦油提供热量，包括：为焦油蒸馏系统的原料焦油换热，以对原料焦油预热和/或为焦油蒸馏系统的循环焦油换热，以对循环焦油加热。 [0075] 实施例1 [0076] 采用中温沥青为原料，中温沥青经管式炉加热后，进入沥青滞留塔2，沥青在滞留塔内高温滞留，发生缩聚和聚合反应，提高改质沥青质量。滞留塔底部的高温改质沥青经第一物料换热器31与导热油换热后，温度降至300℃后进入沥青槽6，沥青槽6中设有导热油换热管7，用导热油对改质沥青进行二次换热，改质沥青温度降至280℃；滞留塔顶部和闪蒸器顶部气相经第二物料换热器32换热至180℃，形成的180℃重油输送至重油储存区进行储存，经与沥青滞留塔2输出的改质沥青、重油以及沥青槽6内的改质沥青换热后的导热油混合后输送至焦油蒸馏系统分别进入第一焦油换热器51对原料焦油预热，以及第二焦油换热器52对循环焦油加热，将原料焦油由90℃加热至160℃，降低焦油蒸馏系统的管式炉煤气消耗。 [0077] 以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。 |
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