一种针状焦生产方法及装置 |
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| 申请号 | CN201810002065.8 | 申请日 | 2018-01-02 | 公开(公告)号 | CN108219839B | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
| 申请人 | 亚通石化集团有限公司; | 发明人 | 李杰; 贾相国; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种针状焦生产方法及装置。该生产方法包括以下步骤：使澄清油经加热炉的 对流 室进入换热冷凝塔 蒸发 段，使 焦炭 塔塔顶溢出的油气进入换热冷凝塔蒸发段，澄清油与来自焦炭塔的油气进行换热，澄清油中的 蜡油 以下组分与油气中被冷凝下来的循环油形成联和油；使联合油进入加热炉的 辐射 室升温后，通过四通 阀 进入焦炭塔生焦，并采用两个焦炭塔轮换生焦；使换热冷凝塔建立蜡油循环和一部分蜡油抽出。该装置至少包括：澄清油缓冲罐、原料 泵 、加热炉、焦炭塔、换热冷凝塔、辐射进料泵、蜡油泵、蜡油 蒸发器 及蜡油冷却器等。本发明提供的针状焦生产方法及装置能够生产出优质针状焦，并且具有工艺流程简单、可操作性强、易于工业化生产等优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种针状焦生产方法，其至少包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种针状焦生产方法及装置技术领域[0001] 本发明涉及一种针状焦生产方法及装置，属于炭素材料技术领域。 背景技术[0002] 优质针状焦产品是制造高功率和超高功率电极的优质材料。针状焦根据使用原料分为石油系和煤系，前者以美国为代表，后者以日本为代表。中国油系焦和煤系焦质量达不到优质针状焦质量要求，且产量低不能满足市场供给。国内现有油系焦工艺生产成本高，没有原料预处理系统技术，原料性质波动性大，不稳定，很难达到优质针状焦质量指标要求，严重影响产品质量且制约产量提高。随着冶金行业技术升级，近几年来，高功率和超高功率电极用量增加，优质针状焦产品用量增加明显，进口量大增。 [0003] 针状焦虽然是碳含量在96％以上的石油烃高度缩合的生成物，但生产针状焦所用的原料油和需采用的工艺条件与生产普焦有很大的区别。在重质油中，正构烷烃、环烷烃的侧链都是由四个价电子链碳原子构成，唯有芳环是由一个π电子和三个价电子的芳碳原子构成。由芳碳原子构成的芳环自由基会缩成大分子，向二维的平面方向扩大，而由链碳原子构成的环烷环自由基缩合成大分子时，则向三维的立体向扩大。而链碳缩合物则横向纵向都有化学链结合。因此，稠环环烷高度缩合成的焦炭则为各向同性，在构成上有球状和针状的不同。因此，优质焦的原料需选用链碳和环烷碳少，芳碳多的重质油料，一般胶质和沥青质含有很大部分的稠环环烷链碳，故含胶质和沥青质多的减压渣油不宜作针状焦的原料。 [0004] 原料油在焦化反应中，随着缩合程度的加深，反应物的碳含量不断增加，侧链逐渐减少，芳环面继续扩大，分子量越来越大，稠环化合物开始缩聚在一起，形成胶束或分子束的胶体颗粒，同时平面结构的芳环之间有了一种定向的铺平或排齐作用。在胶体颗粒进一步缩聚到一定程度时，会出现一种与母液有明显界面的结晶，它既有各向异性的固体特性，又有能流动、悬浮时呈球状的液体特性，故称中间相。从母液中分离出来的结晶为中间相小球体，小球体内部有层次地聚集很多稠环芳烃的分子。 [0005] 小球体有一个生成和成长，相遇和融并，增粘和老化以及定向和固化的变化历程。这些变化随反应条件的不同而不同。刚生成的小球体像一般晶体那样与母液在高温时能溶解，在低温时又能析出，在缓慢的升温和反应条件下，能吸收母液中的芳烃分子等，长成较大的球体，最大的小球体直径可达100μm以上，还可以与别的小球体相遇而发生芳烃层片插入的融并，形成复球，最后固化成焦炭。小球体实质上是焦炭的前驱体。形成优质焦炭完全取决于小球体的变化历程。 [0006] CN1872963A公开了一种生产针状焦的原料预处理方法，原料油先经减压蒸馏脱除其中非理想组分，剩余的理想组分与氢气、加氢催化剂接触，加氢反应物经分离得到生产针状焦的原料。该方法需单独的过滤、减压蒸馏装置，投资较大，并且通过该方法得到的针状焦原料中仍然含有一定量的胶质，会影响针状焦的质量，生产高等级的针状焦产品较为困难。 [0007] CN103013567A公开了一种由催化油浆生产针状焦的原料的方法，设置保护区和加氢反应区，催化油浆先进入保护区，吸附掉绝大部分催化裂化催化剂粉末，然后与氢气混合进入加热炉，加热后进入加氢反应区进行加氢处理。加氢反应区前设置保护区，可以滤除大部分催化裂化催化剂粉末，达到保护加氢主催化剂、实现长周期运转的目的。但是，采用吸附的方式进行原料预处理仍然难以使制备得到的针状焦达到优质针状焦质量指标要求。 发明内容[0008] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种针状焦生产方法及装置。该针状焦生产方法及装置能够生产出优质针状焦，并且具有工艺流程简单、可操作性强、易于工业化生产等优点。 [0009] 为达到上述目的，本发明首先提供了一种针状焦生产方法，其至少包括以下步骤： [0010] 使澄清油从澄清油缓冲罐中通过原料泵经过加热炉的对流室进入换热冷凝塔蒸发段，使焦炭塔塔顶溢出的油气进入换热冷凝塔蒸发段，在换热冷凝塔中澄清油与来自焦炭塔的油气进行换热，澄清油中的蜡油以下组分与油气中被冷凝下来的循环油一起进入换热冷凝塔塔底，形成联和油； [0011] 使换热冷凝塔塔底的联合油通过辐射进料泵抽出并进入加热炉的辐射室，使联合油在加热炉中升温后，通过四通阀进入一个焦炭塔，联合油在该焦炭塔中反应生成针状焦和油气，针状焦堆积在该焦炭塔塔内，所述油气从该焦炭塔塔顶溢出；当该焦炭塔的泡沫层达到一定高度后，则通过四通阀使升温后的联合油进入另一个焦炭塔，并对生产结束的焦炭塔进行除焦，两个焦炭塔轮换生焦； [0012] 使换热冷凝塔集油箱的蜡油通过蜡油泵抽出，一部分进入焦炭塔的塔顶，用于作为急冷油控制焦炭塔塔顶温度，另一部分进入蜡油蒸发器，与软化水换热后分三路，分别进入换热冷凝塔塔顶作为上回流、换热冷凝塔集油箱下方作为下回流、以及进入蜡油冷却器经冷却后出装置；换热冷凝塔建立了蜡油循环和一部分蜡油抽出，能够维持换热冷凝塔的正常热平衡，确保针状焦生产的高循环比； [0013] 使换热冷凝塔塔顶溢出的油气出装置。 [0014] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述方法还包括以下步骤：使油浆经原料预处理系统处理后得到澄清油，得到的澄清油进入所述澄清油缓冲罐； [0015] 其中，所述原料预处理系统至少包括：偶数个过滤器、油浆输入管线、反冲洗油输入管线、反冲洗油输出管线、澄清油输出管线；所述偶数个过滤器通过管线并联连接，所述油浆输入管线通过管线分别连接于各过滤器上部的油浆原料入口，所述反冲洗油输入管线通过管线分别连接于各过滤器底部的反冲洗油入口，所述反冲洗油输出管线通过管线分别连接于各过滤器上部或底部的反冲洗油出口，所述澄清油输出管线的一端通过管线分别连接于各过滤器上部或底部的澄清油出口，所述澄清油输出管线的另一端连接于所述澄清油缓冲罐；其中，当所述反冲洗油输出管线通过管线分别连接于各过滤器上部的反冲洗油出口时，则所述澄清油输出管线通过管线分别连接于各过滤器底部的澄清油出口，并且所述澄清油出口与所述反冲洗油入口为同一端口；当所述反冲洗油输出管线通过管线分别连接于各过滤器底部的反冲洗油出口时，则所述澄清油输出管线通过管线分别连接于各过滤器上部的澄清油出口，并且所述反冲洗油出口与所述反冲洗油入口为同一端口； [0016] 使油浆经原料预处理系统处理具体包括：使油浆经过一个或几个过滤器进行过滤，得到澄清油；并且对使用过的过滤器用反冲洗油进行清洗，偶数个过滤器两两一对，一对过滤器中一个工作另一个清洗。 [0017] 在上述方法中，优选地，所采用的原料油浆为炼油厂催化装置的中间物料，即催化油浆。 [0018] 另外，所述原料预处理系统还可以包括：保护气输入管线，所述保护气输入管线通过管线分别连接于所述反冲洗油输入管线和所述澄清油输出管线或所述反冲洗油输出管线，用于通入保护气对管线及过滤器中的残余油气进行吹扫，保证安全。其中，保护气可以为本领域常规使用的保护气体，例如空气。 [0019] 此外，所述原料预处理系统还可以包括：净化清洗管线，所述净化清洗管线通过管线分别连接于各过滤器底部的反冲洗油入口，用于使用其他介质对过滤器进行冲洗。在对澄清油的纯净度要求比较高时，可以额外采用别的介质对过滤器进行冲洗。 [0020] 还有，所述原料预处理系统还可以包括：紧急排污管线，所述紧急排污管线通过管线分别连接于各过滤器底部的澄清油出口或反冲洗油出口，用于紧急情况下退油。 [0021] 在上述方法中，优选地，所述过滤器为一中空的柱体，该柱体的上部设有两个端口，分别为油浆原料入口以及反冲洗油出口或澄清油出口，该柱体的底部设有一个底端口和一个侧端口，当该柱体的上部端口之一为反冲洗油出口时，则其底部的底端口为反冲洗油入口和澄清油出口，当该柱体的上部端口之一为澄清油出口时，则其底部的底端口为反冲洗油入口和反冲洗油出口，该柱体底部的侧端口为排污口，该柱体的内部设有一电极，该电极连接有一高压引线。 [0022] 在上述方法中，优选地，使油浆经过一个或几个过滤器进行过滤具体包括：使油浆经过一个或几个过滤器，同时通过过滤器中的高压引线引入3.5～4万伏的电压，在过滤器中形成电磁场“柱体”，吸附油浆中的杂质，得到澄清油，澄清油从所述澄清油出口排出。 [0023] 在上述方法中，优选地，对使用过的过滤器用反冲洗油进行清洗具体包括：使反冲洗油经反冲洗油入口进入使用过的过滤器中进行清洗，清洗后的反冲洗油从反冲洗油出口排出，清洗出的杂质从排污口排出。 [0024] 在上述方法中，优选地，油浆经原料预处理系统处理前后压差＜0.45MPa。 [0025] 原料油浆含有大量的催化剂细分颗粒和重金属等杂质，必须进行清除，清除的是否彻底关系到针状焦产品质量。国内目前的针状焦生产装置，之所以达不到优质针状焦的要求，原料预处理工艺落后是重要原因之一。使用机械过滤方式，滤芯经常堵塞，需频繁更换，成本高。机械过滤、静电分离、离心分离等传统过滤方式，过滤后的油浆的固含均在100‑500ppm，不能达到生产优质产品的要求。本发明采用电磁场理论开发了新型的过滤器，能够使原料油浆的固含量由5000ppm左右下降到50ppm以下，并可用PLC自动控制，连续化生产，不需要滤芯，电磁场“柱体”吸附了99％的微粉颗粒、重金属等杂质，定期关掉电磁场反冲洗“柱体”即可。完全不同于传统过滤方式，成本低，是一项取代传统过滤方式的新技术，彻底解决了长期困扰针状焦生产技术的难题，且不仅限于针状焦生产工艺，其它应用领域广阔。 [0027] 在上述方法中，优选地，经过加热炉的对流室进入换热冷凝塔蒸发段的澄清油的温度为300℃～320℃。 [0029] 在上述方法中，优选地，所述加热炉的辐射室的联合油出口温度为450℃～530℃，即在加热炉中升温后的联和油的温度为450℃～530℃，辐射室的炉膛温度为800℃～850℃，辐射室的联合油入口压力为2.5MPa～3MPa，联合油出口压力为0.7MPa～1MPa。更优选地，加热炉采用变温操作，具体包括三个阶段，分别为恒温阶段、降温‑恒温阶段、升温‑恒温阶段；其中恒温阶段的辐射室出口温度为480℃～550℃；降温‑恒温阶段为先降温再恒温一段时间，降温‑恒温阶段的辐射室出口温度为420℃～480℃；升温‑恒温阶段为先升温再恒温一段时间，升温‑恒温阶段的辐射室出口温度为480℃～550℃。本发明制备针状焦的工艺采用变温操作，具有较大的循环比和较长的生焦周期。该变温操作分为恒温阶段、降温‑恒温阶段、升温‑恒温阶段三个阶段。当加热炉来的联合油通过四通阀切换开始进入一个焦炭塔以后，则对加热炉进行变温操作，进而控制辐射室的出口温度，首先经过短时间的恒温，再逐渐降低温度，在该低温度恒温一段时间，然后慢慢升高温度，最后在该高温度恒温一定时间。这种先低温、后高温的变温操作，保证了焦炭塔内的反应能在液相中进行，使中间相能很好成长和转化，但也会带来焦炭塔料面过高，换热冷凝塔温度波动等问题，所以变温范围需控制在上述的范围内。对于变温操作的三个阶段所停留的时间，这与所处理的油浆的量与质等存在关系，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，在本发明中不做特别限定。联合油在焦炭塔内经过高温、变温、长时间停留，发生裂解缩合等反应，生成针状焦和高温油气。 [0030] 在上述方法中，优选地，换热冷凝塔塔底的联合油是分两路进入加热炉的辐射室的。 [0031] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述方法还包括以下步骤：使加热炉辐射室的联合油入口(可以是两个入口)同时注入一定量的中压蒸汽，以提高联合油在炉管中的流速，防止炉管结焦。更优选地，所述中压蒸汽的压力为3.5MPa。 [0032] 在上述方法中，优选地，加热炉辐射室注入的中压蒸汽的流量为110‑160kg/h。在上述方法中，优选地，焦炭塔的塔顶温度为420℃～450℃，塔底温度为350℃～380℃，塔顶压力为0.5MPa～0.7MPa。 [0033] 在上述方法中，优选地，从焦炭塔塔顶溢出并进入换热冷凝塔蒸发段的油气的温度为420℃～450℃。 [0034] 在上述方法中，优选地，当生焦的焦炭塔的泡沫层达到一定高度后则切换另一个焦炭塔进行生焦，其中的泡沫层所达到的高度为15米～28米。 [0035] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述方法还包括以下步骤：在一个焦炭塔生焦前，先对该焦炭塔用蒸汽吹赶空气和试压检查，然后引入正在生产的焦炭塔塔顶的油气，对该焦炭塔进行循环预热，使该焦炭塔的塔底温度达到330℃。其中，所述蒸汽的压力优选为1,3MPa。用油气对未进行生产的焦炭塔进行预热后冷凝下来的油出装置，可以进入普焦污油线。并且每次切换焦炭塔时，均可以对其用蒸汽吹赶空气和试压检查以及用油气循环预热。 [0036] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述方法还包括以下步骤：当正在生产的焦炭塔的泡沫层达到一定高度，对该焦炭塔停止进料后，用3.5MPa蒸汽经过减压后向该焦炭塔内吹赶油气。蒸汽吹赶出的油气出装置，可以吹至普焦放空系统进行尾气处理。对3.5MPa蒸汽经过减压后所达的压力不做特别限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。 [0039] 在上述方法中，优选地，换热冷凝塔塔顶的油气的压力控制在0.3MPa～0.7MPa。 [0040] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述方法还包括以下步骤：使换热冷凝塔塔底的部分联合油通过循环泵抽出后，通过油浆‑联合油换热器与油浆进行换热后，再进入换热冷凝塔蒸发段；并且在此情况下，通过辐射进料泵抽出并进入加热炉的辐射室的联合油为部分联合油，这部分联合油和通过循环泵抽出与油浆进行换热的联合油的总和为全部联合油。 [0041] 另一方面，本发明还提供了一种针状焦生产装置，其至少包括：澄清油缓冲罐、原料泵、加热炉、焦炭塔、换热冷凝塔、辐射进料泵、蜡油泵、蜡油蒸发器、蜡油冷却器； [0042] 所述焦炭塔的数量为两个； [0043] 所述澄清油缓冲罐通过管线连接于所述加热炉的对流室的澄清油入口，并在该管线上设置有所述原料泵，所述加热炉的对流室的澄清油出口通过管线连接于所述换热冷凝塔蒸发段的澄清油入口； [0044] 所述焦炭塔塔顶的油气出口通过管线连接于所述换热冷凝塔蒸发段的油气入口，在所述换热冷凝塔中澄清油与来自焦炭塔的油气进行换热； [0045] 所述换热冷凝塔塔底的第一联合油出口通过管线连接于所述辐射进料泵，再通过管线连接于所述加热炉的辐射室的联合油入口；所述加热炉的辐射室的联合油出口通过管线与四通阀分别连接于两个焦炭塔； [0046] 所述换热冷凝塔集油箱的蜡油出口通过管线连接于所述蜡油泵，然后通过管线分两路，一路连接于两个焦炭塔的塔顶，另一路连接于所述蜡油蒸发器的入口，所述蜡油蒸发器的出口通过管线分三路分别连接于所述换热冷凝塔塔顶的第一蜡油回流入口、所述换热冷凝塔集油箱下方的第二蜡油回流入口以及所述蜡油冷却器； [0048] 所述换热冷凝塔的塔顶还设有油气出口。 [0049] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述装置还包括：原料预处理系统，用于使油浆经所述原料预处理系统处理后得到澄清油，得到的澄清油进入所述澄清油缓冲罐；所述原料预处理系统至少包括：偶数个过滤器、油浆输入管线、反冲洗油输入管线、反冲洗油输出管线、澄清油输出管线；所述偶数个过滤器通过管线并联连接，所述油浆输入管线通过管线分别连接于各过滤器上部的油浆原料入口，所述反冲洗油输入管线通过管线分别连接于各过滤器底部的反冲洗油入口，所述反冲洗油输出管线通过管线分别连接于各过滤器上部或底部的反冲洗油出口，所述澄清油输出管线的一端通过管线分别连接于各过滤器上部或底部的澄清油出口，所述澄清油输出管线的另一端连接于所述澄清油缓冲罐；其中，当所述反冲洗油输出管线通过管线分别连接于各过滤器上部的反冲洗油出口时，则所述澄清油输出管线通过管线分别连接于各过滤器底部的澄清油出口，并且所述澄清油出口与所述反冲洗油入口为同一端口；当所述反冲洗油输出管线通过管线分别连接于各过滤器底部的反冲洗油出口时，则所述澄清油输出管线通过管线分别连接于各过滤器上部的澄清油出口，并且所述反冲洗油出口与所述反冲洗油入口为同一端口。另外，所述原料预处理系统还可以包括：保护气输入管线，所述保护气输入管线通过管线分别连接于所述反冲洗油输入管线和所述澄清油输出管线或所述反冲洗油输出管线，用于通入保护气对管线及过滤器中的残余油气进行吹扫，保证安全。此外，所述原料预处理系统还可以包括：净化清洗管线，所述净化清洗管线通过管线分别连接于各过滤器底部的反冲洗油入口，用于使用其他介质对过滤器进行冲洗。还有，所述原料预处理系统还可以包括：紧急排污管线，所述紧急排污管线通过管线分别连接于各过滤器底部的澄清油出口或反冲洗油出口，用于紧急情况下退油。 [0050] 在上述装置中，优选地，所述过滤器为一中空的柱体，该柱体的上部设有两个端口，分别为油浆原料入口以及反冲洗油出口或澄清油出口，该柱体的底部设有一个底端口和一个侧端口，当该柱体的上部端口之一为反冲洗油出口时，则其底部的底端口为反冲洗油入口和澄清油出口，当该柱体的上部端口之一为澄清油出口时，则其底部的底端口为反冲洗油入口和反冲洗油出口，该柱体底部的侧端口为排污口，该柱体的内部设有一电极，该电极连接有一高压引线。 [0051] 在上述装置中，优选地，所述加热炉的热负荷为3.5‑10MW。 [0052] 在上述装置中，优选地，所述加热炉的辐射室的联合油入口为两个，联合油分两路进入加热炉的辐射室。 [0053] 在上述装置中，优选地，所述加热炉的辐射室的联合油入口还连接有中压蒸汽输入管线，使加热炉辐射室的联合油入口(可以是两个入口)同时注入一定量的中压蒸汽，以提高联合油在炉管中的流速，防止炉管结焦。更优选地，所述中压蒸汽的压力为3.5MPa。 [0054] 在上述装置中，优选地，所述焦炭塔的直径为5400‑8800mm。 [0055] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述装置还包括：1.3MPa蒸汽及水输送管线，所述四通阀与某一焦炭塔相连的联合油输送管线上通过三通连接有所述的1.3MPa蒸汽及水输送管线，用于对未进行生产的焦炭塔用蒸汽吹赶空气和试压检查，以及用于对生产结束的焦炭塔内堆积的针状焦进行汽提、给水冷却和水力除焦。 [0056] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述装置还包括：油气预热管线，两个焦炭塔塔顶通过所述的油气预热管线相连，用于在未进行生产的焦炭塔经蒸汽吹赶空气和试压检查之后，对其引入正在生产的焦炭塔塔顶的油气，进而对该未进行生产的焦炭塔进行循环预热。 [0057] 更优选地，上述装置还包括：冷凝油输出管线、甩油罐、甩油泵，所述四通阀与某一焦炭塔相连的联合油输送管线上通过三通连接所述冷凝油输出管线的一端，所述冷凝油输出管线的另一端连接于所述甩油罐，所述甩油罐通过管线连接于所述甩油泵，用于将采用油气对未进行生产的焦炭塔进行预热后冷凝下来的油输送出装置，进入普焦污油线。 [0058] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述装置还包括：3.5MPa蒸汽输送管线，其连接于所述四通阀，用于在某焦炭塔结束生产后，用3.5MPa蒸汽经过减压后向该焦炭塔内吹赶油气。 [0059] 在上述装置中，优选地，所述换热冷凝塔的直径为1400‑2600mm。 [0060] 根据本发明的具体实施方式，优选地，上述装置还包括：油浆‑联合油换热器、循环泵，所述换热冷凝塔塔底的第二联合油出口通过管线连接于所述循环泵，再通过管线连接于所述换热冷凝塔蒸发段的联合油循环入口，并且所述油浆‑联合油换热器设置于所述循环泵与所述换热冷凝塔蒸发段的联合油循环入口连接的管线上，而且所述油浆‑联合油换热器与输送油浆进入原料预处理系统的管线连接，使换热冷凝塔塔底的部分联合油由循环泵从塔底抽出，经油浆‑联合油换热器与油浆换热后返回换热冷凝塔。 [0061] 本发明提供的针状焦生产方法及装置采用了新型的过滤器构成原料预处理系统，能够使原料油浆的固含量下降到50ppm以下，并可用PLC自动控制，连续化生产，不需要滤芯，电磁场“柱体”可吸附99％的微粉颗粒、重金属等杂质，定期关掉电磁场反冲洗“柱体”即可。本发明的针状焦生产方法及装置采用了一炉两塔的生产形式，并且在常规延迟焦化工艺的基础上加热炉采取了变温操作控制，保证了较大的循环比和较长的生焦周期。此外，本发明的换热冷凝塔自身建立了蜡油循环和一部分蜡油抽出，能够维持换热冷凝塔的正常热平衡，确保了针状焦生产的高循环比；同时，通过换热冷凝塔分离出中间产品蜡油，其余的柴油、汽油、富汽组成的混合油气可以随后进入普焦分馏塔进行分离，或者进入普焦放空系统进行尾气处理。本发明提供的针状焦生产方法及装置能够生产出优质针状焦，这种优质针状焦具有高导电导热性、低热膨胀系数、低烧蚀性等优异性能，并且具有工艺流程简单、可操作性强、易于工业化生产等优点。附图说明 [0062] 图1为本发明一具体实施方式提供的针状焦生产装置的结构及生产方法的流程图。 [0063] 图2为本发明一具体实施方式提供的原料预处理系统的结构及工艺流程图。 [0064] 图3为本发明一具体实施方式提供的过滤器的结构图。 [0065] 主要组件符号说明： [0066] 澄清油缓冲罐1、原料泵2、原料蒸汽加热器3、加热炉4、燃料气分液罐5、焦炭塔6、甩油罐7、甩油泵8、换热冷凝塔9、辐射进料泵10、蜡油泵11、蜡油蒸发器12、水蒸汽汽包13、蜡油冷却器14、循环泵15、油浆‑联合油换热器16、原料预处理系统17、过滤器18、油浆输入管线19、反冲洗油输入管线20、反冲洗油输出管线21、澄清油输出管线22、保护气输入管线23、净化清洗管线24、紧急排污管线25； [0067] 上部端口181、底端口182、侧端口183、电极184、高压引线185。 具体实施方式[0068] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。 [0069] 实施例1 [0070] 本实施例提供了一种针状焦生产装置，如图1所示，其至少包括：澄清油缓冲罐1、原料泵2、原料蒸汽加热器3、加热炉4、燃料气分液罐5、焦炭塔6、甩油罐7、甩油泵8、换热冷凝塔9、辐射进料泵10、蜡油泵11、蜡油蒸发器12、水蒸汽汽包13、蜡油冷却器14、循环泵15、油浆‑联合油换热器16、原料预处理系统17； [0071] 所述焦炭塔6的数量为两个； [0072] 所述澄清油缓冲罐1通过管线连接于所述加热炉4的对流室的澄清油入口，并在该管线设置有原料泵2和原料蒸汽加热器3，所述加热炉4的对流室的澄清油出口通过管线分两路连接于所述换热冷凝塔9蒸发段的两个澄清油入口； [0073] 所述焦炭塔6塔顶的油气出口通过管线连接于所述换热冷凝塔9蒸发段的油气入口，在所述换热冷凝塔9中澄清油与来自焦炭塔6的油气进行换热；所述焦炭塔6塔顶的油气出口还通过管线连接于放空线和安全阀线； [0074] 所述换热冷凝塔9塔底的第一联合油出口通过管线连接于所述辐射进料泵10，再通过管线分两路连接于所述加热炉4的辐射室的两个联合油入口； [0075] 所述换热冷凝塔9集油箱的蜡油出口通过管线连接于所述蜡油泵11，然后通过管线分两路，一路连接于两个焦炭塔6的塔顶，另一路连接于所述蜡油蒸发器12的入口，所述蜡油蒸发器12连接于所述水蒸汽汽包13，并且所述水蒸汽汽包13连接有软化水输送管线，所述蜡油蒸发器12的出口通过管线分三路分别连接于所述换热冷凝塔9塔顶的第一蜡油回流入口、所述换热冷凝塔9集油箱下方的第二蜡油回流入口以及所述蜡油冷却器14； [0076] 所述换热冷凝塔9塔底的第二联合油出口通过管线连接于所述循环泵15，再通过管线连接于所述换热冷凝塔9蒸发段的联合油循环入口，并且所述油浆‑联合油换热器16设置于所述循环泵15与所述换热冷凝塔9蒸发段的联合油循环入口连接的管线上，而且所述油浆‑联合油换热器16与输送油浆进入原料预处理系统17的管线连接，使换热冷凝塔9塔底的部分联合油由循环泵15从塔底抽出，经油浆‑联合油换热器16与油浆换热后返回换热冷凝塔9； [0077] 所述换热冷凝塔9的塔顶还设有油气出口； [0078] 所述加热炉4的辐射室的联合油出口通过管线与四通阀分别连接于两个焦炭塔6；所述四通阀与某一焦炭塔6相连的联合油输送管线上通过三通连接有1.3MPa蒸汽及水输送管线，用于对未进行生产的焦炭塔6用蒸汽吹赶空气和试压检查，以及用于对生产结束的焦炭塔6内堆积的针状焦进行汽提、给水冷却和水力除焦；两个焦炭塔6塔顶通过油气预热管线相连，用于在未进行生产的焦炭塔6经蒸汽吹赶空气和试压检查之后，对其引入正在生产的焦炭塔6塔顶的油气，进而对该未进行生产的焦炭塔6进行循环预热；所述四通阀与某一焦炭塔6相连的联合油输送管线上通过三通连接冷凝油输出管线的一端，所述冷凝油输出管线的另一端连接于所述甩油罐7，所述甩油罐7通过管线连接于所述甩油泵8，用于将采用油气对未进行生产的焦炭塔6进行预热后冷凝下来的油输送出装置，进入普焦污油线；所述四通阀还连接有3.5MPa蒸汽输送管线，用于在某焦炭塔6结束生产后，用3.5MPa蒸汽经过减压后向该焦炭塔6内吹赶油气；所述焦炭塔6的塔顶还连接有蒸汽输出管线，用于将焦炭塔6塔顶的蒸汽(包括汽提后的蒸汽等)输出进入热水池； [0079] 所述加热炉4还设有燃料气入口，所述燃料气入口通过管线连接于所述燃料气分液罐5；所述加热炉4的辐射室的两个联合油入口还连接有中压蒸汽输入管线，使加热炉辐射室的两个联合油入口同时注入一定量的3.5MPa中压蒸汽，以提高联合油在炉管中的流速，防止炉管结焦； [0080] 所述原料预处理系统17用于使油浆(该油浆为与换热冷凝塔9塔底的联合油换热后的油浆)经所述原料预处理系统17处理后得到澄清油，得到的澄清油进入所述澄清油缓冲罐1；如图3所示，所述原料预处理系统17至少包括：两个过滤器18、油浆输入管线19、反冲洗油输入管线20、反冲洗油输出管线21、澄清油输出管线22；两个过滤器18通过管线并联连接，所述油浆输入管线19通过管线分别连接于各过滤器18上部的油浆原料入口，所述反冲洗油输入管线20通过管线分别连接于各过滤器18底部的反冲洗油入口，所述反冲洗油输出管线21通过管线分别连接于各过滤器18上部的反冲洗油出口，所述澄清油输出管线22的一端通过管线分别连接于各过滤器18底部的澄清油出口，所述澄清油输出管线22的另一端连接于所述澄清油缓冲罐1；其中，所述澄清油出口与所述反冲洗油入口为同一端口； [0081] 如图2所示，所述过滤器18为一中空的柱体，该柱体的上部设有两个上部端口181，分别为油浆原料入口以及反冲洗油出口，该柱体的底部设有一个底端口182和一个侧端口183，所述底端口182为反冲洗油入口和澄清油出口(反冲洗油入口和澄清油出口公用一个底端口182)，所述侧端口183为排污口，该柱体的内部设有一电极184，该电极连接有一高压引线185； [0082] 其中，所述加热炉的热负荷为3.5‑10MW； [0083] 所述焦炭塔的直径为5400‑8800mm； [0084] 所述换热冷凝塔的直径为1400‑2600mm。 [0085] 另外，如图3所示，所述原料预处理系统还可以包括：保护气输入管线23，所述保护气输入管线23通过管线分别连接于所述反冲洗油输入管线20和所述澄清油输出管线22，用于通入保护气对管线及过滤器中的残余油气进行吹扫，保证安全。此外，所述原料预处理系统还可以包括：净化清洗管线24，所述净化清洗管线24通过管线分别连接于各过滤器18底部的反冲洗油入口，用于使用其他介质对过滤器进行冲洗。还有，所述原料预处理系统还可以包括：紧急排污管线25，所述紧急排污管线25通过管线分别连接于各过滤器18底部的澄清油出口，用于紧急情况下退油。 [0086] 实施例2 [0087] 本实施例提供了一种针状焦生产方法，其采用实施例1提供的装置，该方法至少包括以下步骤： [0088] 使油浆(该油浆为与换热冷凝塔9塔底的联合油换热后的油浆)经过原料预处理系统17中的过滤器18进行过滤，同时通过过滤器18中的高压引线185引入3.5～4万伏的电压，在过滤器18中形成电磁场“柱体”，吸附油浆中的杂质，得到澄清油，进入澄清油缓冲罐1，油浆经原料预处理系统17处理前后压差＜0.45MPa；并且对使用过的过滤器18用反冲洗油进行清洗，使反冲洗油经反冲洗油入口进入使用过的过滤器18中进行清洗，清洗后的反冲洗油从反冲洗油出口排出，清洗出的杂质从排污口排出，两个过滤器18为一对，其中一个工作另一个清洗；使澄清油从澄清油缓冲罐1中通过原料泵2经过原料蒸汽加热器3以及加热炉4的对流室，分两路进入换热冷凝塔9蒸发段，使焦炭塔6塔顶溢出的油气进入换热冷凝塔9蒸发段，在换热冷凝塔9中澄清油与来自焦炭塔6的油气进行换热，澄清油中的蜡油以下组分与油气中被冷凝下来的循环油一起进入换热冷凝塔9塔底，形成联和油； [0089] 使换热冷凝塔9塔底的一部分联合油通过辐射进料泵10抽出并分两路进入加热炉4的辐射室，使联合油在加热炉4中升温后，通过四通阀进入一个焦炭塔6，联合油在该焦炭塔6中反应生成针状焦和油气，针状焦堆积在该焦炭塔6塔内，所述油气从该焦炭塔6塔顶溢出；当该焦炭塔6的泡沫层达到15米～28米高度后，则通过四通阀使升温后的联合油进入另一个焦炭塔6，并对生产结束的焦炭塔6进行除焦，两个焦炭塔6轮换生焦； [0090] 在一个焦炭塔6生焦前，先对该焦炭塔6用1.3MPa蒸汽吹赶空气和试压检查，然后引入正在生产的焦炭塔6塔顶的油气，对该焦炭塔6进行循环预热，使该焦炭塔6的塔底温度达到330℃，用油气对未进行生产的焦炭塔6进行预热后冷凝下来的油出装置，可以进入普焦污油线；并且每次切换焦炭塔6时，均可以对其用蒸汽吹赶空气和试压检查以及用油气循环预热； [0091] 当正在生产的焦炭塔6的泡沫层达到上述高度，对该焦炭塔6停止进料后，用3.5MPa蒸汽经过减压后向该焦炭塔6内吹赶油气，蒸汽吹赶出的油气出装置，可以吹至普焦放空系统进行尾气处理； [0092] 并且对生产结束的焦炭塔6进行除焦具体包括：对堆积在焦炭塔6内的针状焦进行汽提，再经给水冷却后，进行水力除焦； [0093] 使加热炉4辐射室的两个联合油入口同时注入一定量的3.5MPa中压蒸汽，以提高联合油在炉管中的流速，防止炉管结焦，注汽流量为110‑160kg/h； [0094] 使换热冷凝塔9集油箱的蜡油通过蜡油泵11抽出，一部分进入焦炭塔6的塔顶，用于作为急冷油控制焦炭塔6塔顶温度，另一部分进入蜡油蒸发器12，与软化水换热后分三路，分别进入换热冷凝塔9塔顶作为上回流、换热冷凝塔9集油箱下方作为下回流、以及进入蜡油冷却器14经冷却后出装置；换热冷凝塔9建立了蜡油循环和一部分蜡油抽出，能够维持换热冷凝塔的正常热平衡，确保针状焦生产的高循环比； [0095] 使换热冷凝塔9塔底的另一部分联合油通过循环泵15抽出后，通过油浆‑联合油换热器16与油浆进行换热后，再进入换热冷凝塔9蒸发段；并且通过辐射进料泵10抽出并进入加热炉4的辐射室的联合油，和通过循环泵15抽出与油浆进行换热的联合油的总和为全部联合油；换热后的油浆进入原料预处理系统17进行预处理； [0096] 使换热冷凝塔9塔顶溢出的油气压力控制在0.3MPa～0.7MPa出装置，该油气为混合油气，其包括柴油、汽油和富汽等，该混合油气出装置后可以进入普焦分馏塔进行分离，或者进入普焦放空系统进行尾气处理； [0097] 其中，从澄清油缓冲罐1中出来的澄清油的温度为60℃～140℃，密度为≥1.00g/3 cm(20℃)，固含量为≤0.5％(质量分数)； [0098] 经过加热炉4的对流室进入换热冷凝塔9蒸发段的澄清油的温度为300℃～320℃； [0099] 从焦炭塔6塔顶溢出并进入换热冷凝塔9蒸发段的油气的温度为420℃～450℃； [0100] 在加热炉4中升温后的联和油的温度为450℃～530℃； [0101] 加热炉4的对流室的澄清油出口温度为300℃～320℃，澄清油出口压力为0.7MPa～0.9MPa，对流室的炉膛温度为700℃～750℃； [0102] 加热炉4的辐射室的联合油出口温度为450℃～530℃，辐射室的炉膛温度为800℃～850℃，辐射室的联合油入口压力为2.5MPa～3MPa，联合油出口压力为0.7MPa～1MP； [0103] 并且加热炉4采用变温操作，具体包括三个阶段，分别为恒温阶段、降温‑恒温阶段、升温‑恒温阶段；其中恒温阶段的辐射室出口温度为480℃～550℃；降温‑恒温阶段为先降温再恒温一段时间，降温‑恒温阶段的辐射室出口温度为420℃～480℃；升温‑恒温阶段为先升温再恒温一段时间，升温‑恒温阶段的辐射室出口温度为480℃～550℃； [0104] 焦炭塔6的塔顶温度为420℃～450℃，塔底温度为350℃～380℃，塔顶压力为0.5MPa～0.7MPa。 [0105] 在上述方法中，所采用的原料油浆为炼油厂催化装置的中间物料，即催化油浆，其质量指标为油浆固含量为1000ppm～5000ppm。 |
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