專利名稱：一種煤焦油的加工方法
技術領域：
本發明屬于煤化工技術領域，具體涉及一種煤焦油的加工方法。
背景技術：
焦油又稱煤焦油或者煤膏，是煤干餾過程中得到的液態產物，根據干餾溫度的不同，可以將煤焦油分成低溫焦油、中溫焦油和高溫焦油三類。高溫煤焦油是煉焦過程煤熱解生成的粗煤氣中的產物之一，其產量約占裝爐煤的3% -4%在常溫常壓下其產品呈黑色粘稠液狀，成分主要由多環芳香族化合物組成，烷基芳烴含量較少，高沸點組分較多，熱穩定性好。其組分萘，主要成分有:1_甲基萘、2-甲基萘、苊、芴、氧芴、蒽、菲、咔唑、瑩蒽、喹啉、花等。煤焦油是焦化工業的重要產品之一，其組成極為復雜，多數情況下是由煤焦油工業專門進行分離、提純后加以利用，一般是通過蒸餾把它分成輕油、酚油、萘油、蒽油等幾個窄餾分和焦油浙青，然后從不同餾分中分離出粗化工品或精化工品。煤焦油加工得到的化工品的用途非常廣泛，很多是塑料、合成纖維、染料、合成橡膠、農藥、建筑材料、耐高溫材料以及國防工業的重要原料，如輕油、萘酚油可用于生產古馬隆、苯甲酸等化工原料、制藥、染料油；粗酚主要用于生產合成纖維、農藥、工程塑料、染料中間體；工業萘、萘及萘系產品廣泛應用于合成樹脂、涂料、醫藥、農藥、輕工、塑料、助劑等行業，可用于制取苯酐、β_萘酚、甲萘胺、H酸、丁腈橡膠、增塑劑、擴散劑、抗凝劑等產品，還應當加以充分地利 用，使其發揮更大的經濟效益；洗油是一種復雜的混合物，富含喹啉、異喹啉、吲哚、α-甲基萘、β_甲基荼、聯苯、二甲基荼、苊、氧芴和芴等寶貴的有機化工原料，主要用于制藥、染料；蒽油主要用于配置碳黑原料油、筑路浙青或燃料油等，也可用于木材防腐和制取蒽醌等；中溫浙青用于制油氈、建筑物防水層、高級浙青漆等，也是制取浙青焦或延遲焦及改質浙青的原料；而改質浙青則用于制造預培碳陽極糊，高功率電極棒。發展煤焦油深加工可大大提高資源利用率和經濟效益，可是現有的煤焦油加工手段比較單一，而且存在能耗高、質量不夠穩定、工作環境污染大等問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、易操作，且能耗少的煤焦油的加工方法，同時具有產品質量穩定、環境污染少等優點。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種煤焦油的加工方法，其特征在于包括以下步驟:I)焦油脫水；2)焦油蒸餾:采用連續式蒸餾裝置，將脫水后的焦油依次經過一段蒸發器、二段蒸發器蒸餾處理，分別蒸餾出輕油、浙青、二蒽油、一蒽油、三混油；3)洗滌分解:將三混油中的酚通過加堿生成可溶于水的酚鹽，從而與不溶于水的萘洗餾份分離，為工業萘提供原料，分離出的中性酚鹽，經蒸吹除去其中雜油，獲得凈酚鈉鹽，在通過硫酸分解，最終得到含酚> 83%的粗酚；4)工業萘蒸餾:將已洗混合份經脫水，與工業萘蒸汽換熱190 210°C，進入初餾塔，在初餾塔內切取酚油餾份，在精餾塔內切取工業萘和洗油餾份。作為改進，所述焦油為高溫煤焦油，焦油脫水是采用靜置脫水，將焦油送至焦油脫水槽中靜置22 26h，使含水量不大于4%。作為改進，所述焦油蒸餾的具體步驟為:將脫水后的焦油經一段泵加壓后，經焦油蒸汽預熱器，焦油與一蒽油換熱器加熱至125-135 后，入一段蒸發器，蒸餾得到的一次輕油從一段蒸發器的塔頂蒸出，塔底出來的無水焦油經二段泵加壓至管式爐輻射段，加熱至380-400°C后，入二段蒸發器；無水焦油在二段蒸發器中蒸餾，二段蒸發器切取得到二蒽油，蒸餾得到的混合油汽從二段蒸發器的塔頂蒸出進入餾份塔，而蒸餾后剩余的浙青從二段蒸發器的塔底流出進入后續工段；混合油汽在餾份塔中蒸餾，餾份塔中切取的三混油經三混油冷卻器冷卻至80-90°C，冷卻后的三混油送往洗滌分解工段，蒸餾得到的二次輕油從餾份塔的塔頂蒸出進入混合輕油收集槽，而蒸餾后剩余的一蒽油從餾份塔的塔底流入一蒽油換熱器與原料焦油進行熱交換，換熱后的一蒽油進入一蒽油中間槽；所述混合輕油收集槽中的二次輕油一部分經輕油回流泵，回流至餾份塔調節控制塔頂溫度110-130°C，剩余部分進入輕油槽，所述一蒽油中間槽的一部分一蒽油經一蒽油回流泵回流至二段蒸發器調節控制塔頂溫度330-345°C，剩余部分進入一蒽油槽。再改進，所述洗滌分解的具體步驟為:由焦油蒸餾來的未洗三混油通過一次連洗泵抽出，與堿性酚鈉高位槽來的堿性酚鈉混合進入一次連洗分離塔；通過靜止分層，分離出的中性酚鈉從一次連洗分離塔的下部排出進入中性酚鈉槽,混合油份從一次連洗分離塔的上部排出進入一次脫酚緩沖槽；上述混合油份通過二次連洗泵抽出，通過加堿充分混合后進入二次連洗分離塔，通過靜止分層，堿性酚鈉從二次連洗分離塔的下部排出進入堿性酚鈉槽，再通過堿性酚鈉泵送入堿性酚鈉高位槽中，而已洗三混從二次連洗分離塔的上部排出流入工業萘蒸餾裝置進行進一步加工；酚油槽中的酚油通過間洗泵抽出，與堿性酚鈉混合進入間洗器中反應，分離出·的中性酚鈉從間洗器的下部排出進入中性酚鈉槽，而分離出的脫酚酚油從間洗器的上部排出進入脫酚酚油槽中；中性酚鈉槽中的中性酚鈉，經蒸吹除去其中雜油，獲得凈酚鈉鹽，再通過硫酸分解，最終得到粗酚。再改進，所述未洗三混油與堿性酚鈉的質量比為5.5 6.5: I ;所述加堿的堿液為質量濃度為13 15%的氫氧化鈉,所述混合油份與堿液的質量比為6 7:1 ;所述硫酸分解是采用濃硫酸間隙式分解，具體過程為:將凈酚鈉鹽放入分解器中，在壓力為55 60Kpa條件下，攪拌加入90 92%的濃硫酸，控制反應溫度為80 85°C，至微酸性為止，靜止5 7h，上層即為粗酚，并在分離器上安裝排氣裝置，排出的煙氣進入排氣洗凈塔中進行處理。最后，所述工業萘的蒸餾的具體步驟為:已洗混合份于原料槽加熱至85_90°C，靜置脫水后，由原料泵送至原料預熱器，與工業萘蒸汽換熱至190 210°C，進入初餾塔中部，上部采用酚油經冷凝冷卻器，進入油水分離器，酚油回流槽，一部分經酚油回流泵返回初餾塔頂部用做回流，控制塔頂溫度，剩余部分則作為產品入成品槽。初餾塔底萘的洗油，用初餾熱油循環泵送入初餾管式爐加熱至270 290°C，返回初餾塔底部，以熱油循環的方式為初餾塔循環供熱；
從初餾熱油泵出口管分出一部分萘、洗混油，送入精餾塔中部，塔頂采出含量大于95%的工業萘蒸汽與三混原料換熱后入工業萘汽化冷凝冷卻器至110±10°C工業萘回流槽，一部分經工業萘回流泵送至精餾塔頂部用做回流，控制塔頂溫度，溢流部分入工業萘接受槽，經轉鼓結晶機冷卻結晶后，包裝入庫，精餾塔底部的洗油由精餾熱油泵送到精餾管式爐加熱至295 320°C回流入精餾塔底部，以熱油循環的方式為精餾塔供熱。從精餾熱油泵出口分離一部分洗油，作為低萘洗油，經冷凝冷卻后入洗油槽。與現有技術相比，本發明的優點在于:充分利用焦油蒸餾過程各產品的余熱，從而減少能耗、起到節約能源的作用；洗滌分解工序中設置排氣洗凈塔，杜絕煙氣污染環境，本發明的加工工藝簡單合理、易操作，同時生產過程安全可靠、產品質量穩定、環境污染、能耗較低。
圖1是本發明的煤焦油加工的工藝流程圖；圖2是焦油蒸餾的工藝流程圖；圖3是洗滌分解的工藝流程圖；圖4是工業萘蒸餾的工藝流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。一種煤焦油的加工方法，其特征在于包括以下步驟:I)焦油脫水:焦油在蒸餾前必須將水分除去，脫水的焦油可以減少蒸餾過程的熱量消耗，增加設備的生產能力，降低連續蒸餾加熱的系統阻力。一般的焦油均勻完成以后，一部分水是混在焦油內部的，需要進行加熱靜置24小時使油水分層，再進行脫水來滿足生產要求。工藝路線:原料的入廠檢驗一放入地下卸車槽一送到焦油脫水槽一送到生產用原料槽。2)焦油蒸餾:采用連續式蒸餾裝置，原料焦油靜置脫水后，脫水后的原料焦油的含水量小于或等于4%。，經一段泵加壓，送入焦油蒸汽預熱器，與一蒽油換熱器熱交換加熱至125-135 ，加熱后的焦油輸送至一段蒸發器；焦油在一段蒸發器中蒸餾，蒸餾得到的一次輕油從一段蒸發器的塔頂蒸出，經一次輕油冷凝冷卻器卻至30-40°C，冷卻后的一次輕油經一次輕油油水分離器將水分離，分離后的一次輕油進入回流槽，分離出來的廢水進入廢水槽；而蒸餾后剩余的無水焦油從一段蒸發器的塔底經二段焦油泵加壓，加壓后輸送至管式爐的輻射段加熱至380-400°C，加熱后的無水焦油輸送至二段蒸發器；無水焦油在二段蒸發器中蒸餾，蒸餾得到的混合油汽從二段蒸發器的塔頂蒸出進入餾份塔；二段蒸發器中切取的二蒽油經二蒽油冷卻器冷卻至80-90°C，冷卻后的二蒽油進入二蒽油槽；而蒸餾后剩余的浙青從塔底經浙青冷卻器冷卻至200-260°C，冷卻后的浙青進入后續工段；對浙青需要先進行檢驗，檢驗合格的產品進入浙青成型工段，而不合格產品切換入焦油中間槽；混合油汽在餾份塔中蒸餾，蒸餾得到的二次輕 油從餾份塔的塔頂蒸出經二次輕油冷卻器冷卻至50-60°C，冷卻后的二次輕油進入二次輕油油水分離器將水分離，分離后的二次輕油進入混合輕油收集槽,分離出來的含酚廢水進入酚水槽；餾份塔中切取的三混油經三混油冷卻器冷卻至80-90°C，冷卻后的三混油送往洗滌分解工段；而蒸餾后剩余的一蒽油從餾份塔的塔底流入一蒽油換熱器與原料焦油進行熱交換，熱交換后的一蒽油通過一蒽油抽出泵加壓抽出至一蒽油冷卻器冷卻至80-90°C，冷卻后的一蒽油進入一蒽油中間槽。所述混合輕油收集槽中的二次輕油一部分經輕油回流泵，回流至餾份塔調節控制其塔頂溫度，塔頂溫度調節控制在110-130°C，剩余部分進入輕油槽；所述一蒽油中間槽的一部分一蒽油經一蒽油回流泵回流至二段蒸發器調節控制其塔頂溫度，其塔頂溫度調節控制在330-345 ，剩余部分進入一蒽油槽。其中二段蒸發器和餾份塔蒸餾的熱量來源來自于蒸汽，蒸汽經管式爐對流段加熱至360°C以上，供二段蒸發器，餾份塔蒸餾使用，為了保護設備不被生產過程中產生的銨鹽腐蝕，設備管路中連接有碳酸鈉槽，通過碳酸鈉溶液與銨鹽的中和反應去除銨鹽，保護設備。3)洗滌分解:包括三混洗滌脫酚、酚鈉分解以及酚油的間洗脫酚，具體過程為:由焦油蒸餾來的未洗三混油通過一次連洗泵抽出，與堿性酚鈉高位槽來的堿性酚鈉在一次連洗泵內以質量比為5.5 65: I混合，進入一次連洗分離塔；混合液在一次連洗分離塔中通過靜止分層分離為混合油份和中性酚鈉，其中中性酚鈉從一次連洗分離塔的下部進入中性酚鈉槽,混合油份從一次連洗分離塔的上部排出進入一次脫酚緩沖槽；為了進一步脫掉混合油份的酚類，進行二次脫酚，將上述混合油份通過二次連洗泵抽出，與質量濃度為13 15%的氫氧化鈉按照質量比6 7: I充分混合后進入二次連洗分離塔，在二次連洗分離塔中通過靜止分層分離為已洗和堿性酚鈉，堿性酚鈉從二次連洗分離塔的下部排出進入堿性酚鈉槽，再通過堿性酚鈉泵送入堿性酚鈉高位槽中，而已洗三混從二次連洗分離塔的上部排出流入工業萘蒸餾裝置中作為工業萘的原料進行進一步加工，這樣就分離出了殘留的堿性酚鈉，對穩定工業萘蒸餾裝置有重大意義；酚油槽中的酚油通過間洗泵抽出，與堿性酚鈉混合進入間洗器中反應，分離出中性酚鈉和脫酚酚油，其中中性酚鈉從間洗器的下部排出進入中性酚鈉槽，而脫酚酚油從間洗器的上部排出進入脫酚酚油槽中；而中性酚鈉槽中的中性酚鈉，經蒸吹除去其中雜油，獲得凈酚鈉鹽，再通過硫酸分解，最終得到含酚^ 83%的粗酚；蒸吹是在酚鹽蒸吹釜中進行的，酚鹽蒸吹釜采用蒸汽間接加熱并用蒸汽直接蒸吹，分離出的凈酚鈉鹽從釜底排入凈酚鹽槽中，吹出的的酚油和酚水進入蒸吹油水分離器中，分離出的酚油進行脫酚酚油槽中，分離出的酚水進入污水處理設備；硫酸分解是采用濃硫酸間隙式分解，具體過程為:將凈酚鈉鹽放入分解器中，在壓力為55 60Kpa條件下，攪拌加入90 92%的濃硫酸，控制反應溫度為80 85°C，至微酸性為止，靜止5 7h，上層即為粗酚，為了控制濃硫酸的加入量，濃硫酸的加入是通過轉子流量計進行控制，反應時間為2 2.5h，并在分離器上安裝排氣裝置，排出的煙氣進入排氣洗凈塔中進行處理，這樣就確保了工作環境無污染，保障了操作人員的健康。4)工業萘蒸餾:已洗混合份于原料槽加熱至85 90°C，靜置脫水后，由原料泵送至原料預熱器，與工業萘蒸汽換熱至200°C左右，進入初餾塔中部，上部采用酚油經冷凝冷卻器，進入油水分離器，酚油回流槽，一部分經酚油回流泵返回初餾塔頂部用做回流，控制塔頂溫度，剩余部分則作為產品入成品槽。初餾塔底萘的洗油，用初餾熱油循環泵送入初餾管式爐加熱至270 290°C左右，返回初餾塔底部，以熱油循環的方式為初餾塔循環供熱；
從初餾熱油泵出口管分出一部分萘、洗混油，送入精餾塔中部，塔頂采出含量大于95%的工業萘蒸汽與三混原料換熱后入工業萘汽化冷凝冷卻器至110±10°C工業萘回流槽，一部分經工業萘回流泵送至精餾塔頂部用做回流，控制塔頂溫度，溢流部分入工業萘接受槽，經轉鼓結晶機冷卻結晶后，包裝入庫，精餾塔底部的洗油由精餾熱油泵送到精餾管式爐加熱至295 320°C回流入精餾塔底部，以熱油循環的方式為精餾塔供熱。從精餾熱油泵出口分離一部分洗 油，作為低萘洗油，經冷凝冷卻后入洗油槽。
權利要求
1.一種煤焦油的加工方法，其特征在于包括以下步驟: 1)焦油脫水； 2)焦油蒸餾:采用連續式蒸餾裝置，將脫水后的焦油依次經過一段蒸發器、二段蒸發器蒸餾處理，分別蒸餾出輕油、浙青、二蒽油、一蒽油、三混油； 3)洗滌分解:將三混油中的酚通過加堿生成可溶于水的酚鹽，從而與不溶于水的萘洗餾份分離，為工業萘提供原料，分離出的中性酚鹽，經蒸吹除去其中雜油，獲得凈酚鈉鹽，在通過硫酸分解，最終得到含酚> 83%的粗酚； 4)工業萘蒸餾:將已洗混合份經脫水，與工業萘蒸汽換熱至190 210°C，進入初餾塔，在初餾塔內切取酚油餾份，在精餾塔內切取工業萘和洗油餾份。
2.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于:所述焦油為高溫煤焦油，焦油脫水是采用靜置脫水，將焦油送至焦油脫水槽中靜置22 26h，使含水量不大于4%。
3.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于:所述焦油蒸餾的具體步驟為:將脫水后的焦油經一段泵加壓后，經焦油蒸汽預熱器，焦油與一蒽油換熱器加熱至125 135°C后，入一段蒸發器，蒸餾得到的一次輕油從一段蒸發器的塔頂蒸出，塔底出來的無水焦油經二段泵加壓至管式爐輻射段，加熱至380 40(TC后，入二段蒸發器；無水焦油在二段蒸發器中蒸餾，二段蒸發器切取得到二蒽油，蒸餾得到的混合油汽從二段蒸發器的塔頂蒸出進入餾份塔，而蒸餾后剩余的浙青從二段蒸發器的塔底流出進入后續工段；混合油汽在餾份塔中蒸餾，餾份塔中切取的三混油經三混油冷卻器冷卻至80 90°C，冷卻后的三混油送往洗滌分解工段，蒸餾得到的二次輕油從餾份塔的塔頂蒸出進入混合輕油收集槽，而蒸餾后剩余的一蒽油從餾份塔的塔底流入一蒽油換熱器與原料焦油進行熱交換，換熱后的一蒽油進入一蒽油中間槽；所述混合輕油收集槽中的二次輕油一部分經輕油回流泵，回流至餾份塔調節控制塔頂溫度110 130°C，剩余部分進入輕油槽，所述一蒽油中間槽的一部分一蒽油經一蒽油回流泵回流至二 段蒸發器調節控制塔頂溫度330 345°C，剩余部分進入一蒽油槽。
4.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于:所述洗滌分解的具體步驟為:由焦油蒸餾來的未洗三混油通過一次連洗泵抽出，與堿性酚鈉高位槽來的堿性酚鈉混合進入一次連洗分離塔；通過靜止分層，分離出的中性酚鈉從一次連洗分離塔的下部排出進入中性酚鈉槽，混合油份從一次連洗分離塔的上部排出進入一次脫酚緩沖槽；上述混合油份通過二次連洗泵抽出，通過加堿充分混合后進入二次連洗分離塔，通過靜止分層，堿性酚鈉從二次連洗分離塔的下部排出進入堿性酚鈉槽，再通過堿性酚鈉泵送入堿性酚鈉高位槽中，而已洗三混從二次連洗分離塔的上部排出流入工業萘蒸餾裝置進行進一步加工；酚油槽中的酚油通過間洗泵抽出，與堿性酚鈉混合進入間洗器中反應，分離出的中性酚鈉從間洗器的下部排出進入中性酚鈉槽，而分離出的脫酚酚油從間洗器的上部排出進入脫酚酚油槽中；中性酚鈉槽中的中性酚鈉，經蒸吹除去其中雜油，獲得凈酚鈉鹽，再通過硫酸分解，最終得到粗酚。
5.根據權利要求4所述的加工方法，其特征在于:所述末洗三混油與堿性酚鈉的質量比為5.5 6.5: I ;所述加堿的堿液為質量濃度為13 15%的氫氧化鈉,所述混合油份與堿液的質量比為6 7:1 ;所述硫酸分解是采用濃硫酸間隙式分解，具體過程為:將凈酚鈉鹽放入分解器中，在壓力為55 60Kpa條件下，攪拌加入90 92%的濃硫酸，控制反應溫度為80 85°C，至微酸性為止，靜止5 7h，上層即為粗酚，并在分離器上安裝排氣裝置，排出的煙氣進入排氣洗凈塔中進行處理。
6.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于:所述工業萘的蒸餾的具體步驟為:已洗混合份于原料槽加熱至85-90°C，靜置脫水后，由原料泵送至原料預熱器，與工業萘蒸汽換熱至190 210°C，進入初餾塔中部，上部采用酚油經冷凝冷卻器，進入油水分離器，酚油回流槽，一部分經酚油回流泵返回初餾塔頂部用做回流，控制塔頂溫度，剩余部分則作為產品入成品槽。初餾塔底萘的洗油，用初餾熱油循環泵送入初餾管式爐加熱至270 290°C，返回初餾塔底部，以熱油循環的方式為初餾塔循環供熱； 從初餾熱油泵出口管分出一部分萘、洗混油，送入精餾塔中部，塔頂采出含量大于95%的工業萘蒸汽與三混原料換熱后入工業萘汽化冷凝冷卻器至110±10°C工業萘回流槽，一部分經工業萘回流泵送至精餾塔頂部用做回流，控制塔頂溫度，溢流部分入工業萘接受槽，經轉鼓結晶機冷卻結晶后，包裝入庫，精餾塔底部的洗油由精餾熱油泵送到精餾管式爐加熱至295 320°C回流入精餾塔底部，以熱油循環的方式為精餾塔供熱。從精餾熱油泵出口分離一部分洗油 ，作為低萘洗油，經冷凝冷卻后入洗油槽。
全文摘要
一種煤焦油的加工方法，其特征在于步驟為焦油脫水；焦油蒸餾采用連續式蒸餾裝置，將脫水后的焦油依次纖過一段蒸發器、二段蒸發器蒸餾，分別蒸餾出輕油、瀝青、二蒽油、一蒽油、三混油；洗滌分解將三混油通過加堿生成可溶于水的酚鹽，從而與不溶于水的萘洗餾份分離，為工業萘提供原料，分離出的中性酚鹽，經蒸吹獲得凈酚鈉鹽，在通過硫酸分解，最終得到含酚≥83％的粗酚；工業萘蒸餾將已洗混合份經脫水，與工業萘蒸汽換熱至190～210℃，進入初餾塔切取酚油餾份，在精餾塔內切取工業萘和洗油餾份。本發明工藝簡單合理，充分利用焦油蒸餾過程各產品的余熱，從而減少能耗、起到節約能源作用；洗滌分解工序中設置排氣洗凈塔，杜絕煙氣污染環境。
文檔編號C10G53/12GK103242902SQ20131016440
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者陳義濤 申請人:新疆鑫聯煤化工有限公司