[发明专利]三塔式常减压焦油蒸馏工艺

说明书

技术领域

本发明涉及冶金焦化行业煤焦油加工工艺技术领域，是一种通过蒸馏的方法将焦油分离得到各种馏份和软沥青或中温沥青的工艺及其设备，特别适用于大中型煤焦油加工工程。

背景技术

煤焦油的组成极其复杂，包含芳烃及杂环化合物等上万种组份，能加工得到的产品有200多种。其中萘、蒽、菲等芳烃及噻吩、吲哚、吡啶、喹啉等杂环化合物和酚类是煤焦油中特有的非常稀缺的化工产品。煤焦油加工由粗分离和深加工两大部分组成，粗分离的第一步便是焦油蒸馏，所以说焦油蒸馏是整个煤焦油加工的龙头，焦油蒸馏的分离效果直接影响后续深加工的产品质量、收率和能耗。目前国内外企业通常采用的、技术上比较成熟可靠的焦油蒸馏工艺有常压蒸馏、常减压蒸馏、和减压蒸馏三种。

常压蒸馏工艺是原料焦油在管式炉对流段加热后进入一段蒸发器内闪蒸，顶部脱出水和部分轻油，底部无水焦油送入管式炉辐射段加热后，进入二段蒸发器。二段蒸发器底部分离出中温沥青，侧线切取二蒽油馏份，顶部逸出的馏份蒸汽进入馏份塔。馏份塔塔顶采出轻油馏份，由上至下侧线依次切取酚油、萘油、洗油和一蒽油馏份，酚油、萘油和洗油馏份也可以作为三混馏份一起采出。为了提高酚、萘等高附加值产品的收率，通常采用切取三混馏份的工艺流程。为了降低蒸馏温度，二段蒸发器和馏份塔底部通入过热蒸汽。一段蒸发器、二段蒸发器和馏份塔均在常压下操作。

常压蒸馏工艺与其它两种工艺相比工艺流程最短，基建投资最低，好操作、易控制，但煤气耗量较高。由于馏份的分离是在同一个塔内完成，蒸馏所需热量由一台管式炉提供，受管式炉设备结构设计所限，单套装置处理能力较低，最大为年处理无水焦油20万吨。当切取三混馏份时，馏份在后续生产装置中重复加热，加大了能耗。而且通入的直接蒸汽经过油水分离后变成含酚、氨废水，增加了水污染。

常减压蒸馏工艺是原料焦油预热后在常压操作的脱水塔内脱出焦油中的水，并采出轻油馏分，塔底无水焦油送入预蒸馏塔。预蒸馏塔也是常压塔，塔底由管式炉循环供热，并采出沥青产品，塔顶脱出沥青的宽馏分被喷洒的氨水急冷后进入急冷塔，加碱分离后，宽馏分进入分馏塔。分馏塔在减压下操作，塔顶采出酚油馏份，侧线从上至下依次切取酚油、萘油、洗油和一蒽油馏份，塔底采出二蒽油馏份，分馏塔蒸馏所需热量由塔底二蒽油进入管式炉循环加热提供。

常减压蒸馏工艺馏份分割较细，减少后续加工馏份的重复加热。但是焦油中最重的组分沥青的分离采用常压蒸馏，其它较轻组分的分离采用减压蒸馏，压力分配不太合理。而且焦油中主要馏份在预蒸馏和减压分馏过程中两次加热，煤气消耗量大。该工艺是国外的专利技术，国内曾有引进的先例，由于工艺复杂，设备繁多，基建投资很大，现场实际操作困难。

减压蒸馏工艺分为单塔式和两塔式两种。

单塔式减压蒸馏工艺是原料焦油预热后进入预脱水塔，塔顶脱出大部分水和少量轻油，塔底的焦油自流入脱水塔。脱水塔塔顶馏出剩余轻油馏份和水，塔底无水焦油进管式炉加热后进入主塔。预脱水塔和脱水塔均为常压操作，主塔为减压操作。主塔塔顶采出酚油馏份，侧线切取萘油馏份、洗油馏份和蒽油馏份，塔底采出软沥青。

单塔式减压蒸馏工艺馏份塔在减压下操作，既降低了蒸馏温度，又减少了管式炉的结焦，还有利于环境保护。但是由于无水焦油需要在单塔内分离成多个馏份，各馏份之间切割不够精细，导致高附加值产品容易流失。蒸馏所需热量同样是由一台管式炉提供，单套装置处理能力最大为年处理无水焦油20万吨。

两塔式减压蒸馏工艺预脱水和脱水的过程与单塔式相同，脱水塔塔底无水焦油与1#蒸馏塔底循环油混合、进1#管式加热炉加热后进入1#蒸馏塔。1#蒸馏塔塔顶采出酚油馏分，侧线采出萘油馏份和轻洗油馏份，塔底混合油与2#蒸馏塔塔底循环沥青混合、进2#管式加热炉加热后进入2#蒸馏塔。2#蒸馏塔塔顶采出重洗油馏分，侧线采出一蒽油馏份和二蒽油馏份，塔底生产中温沥青。1#蒸馏塔和2#蒸馏塔均在减压条件下操作。

两塔式减压蒸馏工艺与单塔式减压蒸馏工艺相比，各馏份的分离在两台蒸馏塔内完成，馏分分割更细，单套装置处理能力更大。两台蒸馏塔都是减压操作，有效的降低了操作温度，但是两套真空系统增大了操作难度，特别是1#蒸馏塔对应的真空系统，由于萘组分的存在，设备、管道易堵，妨碍了系统的连续运行。

从以上比较可以看出，现行的焦油蒸馏工艺各有特点，都有其不足之处。发明一种工艺流程短，好操作、投资省、能耗低、环保效果好、能适应大型化焦油加工的新工艺是国内外冶金焦化行业的市场需要。

发明内容