针状焦工艺介绍

针状焦工艺介绍

1、产品方案

本项目主要产品为煅后针状焦。主要副产品包括改质沥青、焦化重油、焦化轻油。

1.1主要产品

本项目主要产品为煅后针状焦，产量及主要质量指标如下：

产量： 5.0 万吨/年

真密度： ≥2130kg/m3

灰分： ＜0.3%

硫分： 0.3%

热膨胀系数： ＜1.15×10-6/℃

K 值(长宽比) ≥1.65

氮含量＜0.7%

1.2主要副产品

主要副产品的产量见表3.2-1.

表3.2-1 针焦一厂主要副产品产量单位104t/a

副产品名称针焦一厂去向

改质沥青3.70 外售

焦化轻油0.88 外售

焦化重油1.76 外售

焦化甩油0.09 外售

2. 工艺流程

2.1预处理单元

本单元是以中温沥青为原料，用石油溶剂油和煤焦油溶剂油做萃取剂，经过连续沉降分离，除掉原料中的喹啉不溶物。混合物料经蒸馏，得到的主产品精制沥青，作为延迟焦化单元的原料。同时得到副产品改质沥青。

焦油单元来的中温沥青和混合溶剂混合后进入沉降槽，经沉降分离后，上部轻相溶液进入轻相槽，下部重相部分进入重相槽。

轻相油用轻相泵抽出进入轻相加热炉加热后进入轻相塔中部，塔顶油气经冷却后一部分作为轻相塔的回流，另一部分送至循环溶剂罐循环使用。蒸馏塔底部的精制沥青经精制沥青泵出装置。精制沥青与蒽油在中温沥青精制单元混合后作为焦化原料。

2.2延迟焦化单元

中温沥青精制单元生产的精制沥青与蒽油在中温沥青精制单元混合后，以180℃ 进入本单元原料油缓冲罐，然后由原料油泵抽出，送经焦化重油-原料油换热器，换热到245℃ 后进入加热炉的对流段加热升温到330℃ ，然后进入焦化分馏塔底换热板上下，在此与来自焦炭塔，并经焦化油气脱液塔脱液后的热油气接触换热，原料油中重馏分与热油气（420℃ ）中的被冷凝的循环油一起流入塔底，在365℃ 下，用加热炉辐射进料泵抽出分两路打入加热炉的对流段(在油管内三点注水以提高管内流速，防止结焦) ，流经辐射段被快速升温到505℃ ，然后经四通阀进入焦炭塔底部，在适当温度、压力条件下，发生裂解和缩合化学反应，焦化油转化为较轻的油气和较重的焦炭。当焦炭在焦炭塔内达到一定高度后，加热炉出口物料通过四通阀切换进入另一焦炭塔继续生焦。切换后，老塔用1.3MPa 蒸

汽进行小吹汽，将塔内残留油气吹至分馏塔、保护中心孔、维持延续焦碳塔内的反应。然后再改为大吹汽、给水进行冷焦。焦炭塔吹汽、冷焦时产生的大量高温蒸汽（≥180℃ ）及少量油气进入放空塔，放空塔产生的塔底油用放空塔底泵抽出，经放空塔底油冷却器冷却到90℃ ，部分打入放空塔顶做洗涤油， 部分并入甩油出装置。放空塔顶蒸汽及轻质油气经塔顶空冷器、放空塔顶后冷器冷却后进入放空塔顶气液分离罐分离，分离出的污油送出装置，污水排入冷焦水罐，不凝气进入火炬系统。焦炭塔在大吹汽完毕后，由冷焦水泵抽冷焦水送至焦炭塔进行冷焦。当焦炭塔顶温度降至80℃ 以下，冷焦完毕，停冷焦水泵，塔内存水经放水线放净，塔内保证微正压，焦炭塔开始除焦。以高压水将焦炭塔内焦炭清除出焦炭塔，焦炭靠重力经斜坡通道流入储焦池，除焦完毕，将空塔上好顶、底盖后，再对焦炭塔进行赶空气、蒸汽试压，预热，当焦炭塔底温度预热至330℃ 左右时，恒温1 小时左右。预热产生的甩油至甩油罐。

焦炭塔顶高温油气经焦化重油馏分急冷后（420℃ ），进入焦化分馏塔底换热段下，用回流油洗涤其中焦粉，同时把循环油冷凝下来。循环油混入焦化原料并一起用泵送至加热炉。焦化油气在分馏塔内蒸馏，分出焦化煤气、焦化轻油及焦化重油馏份。分馏塔焦化重油集油箱的重油（约326℃ ）由重油泵抽出送经焦化重油-原料油换热器，再与软化水换热后降至220℃ 后分为三股，其中一股分两路返回焦化重油集油箱下部和第23 层塔盘上回流，第二股作为急冷油打入焦炭塔顶油气线使得油气快速降温，终止反应。第三股经焦化重油-燃料气换热器 和焦化重油水冷器冷却到90℃ 后分两股，一股送到封油罐作为机泵封油，另一股出装置送往罐区。焦化轻油由泵自分馏塔第八层塔盘抽出，送经焦化轻油-软化水换热器和焦化轻油水冷器冷却到50℃ 后，出装置送往罐区。分馏塔顶油气经塔顶空冷器及分馏塔顶后冷器冷却到40℃ 流入分馏塔顶气液分离罐，冷凝后轻油由分馏塔顶回流泵打入塔顶回流。焦化煤气直接作为煅烧单元的燃料。

2.3煅烧单元

延迟焦化来的焦炭由物料转运站的胶带输送机送至原料储罐。由原料罐下的胶带定量给料机将原料加入到回转窑进行煅烧，煅后焦从窑头经下料溜管进入冷却筒内冷却。冷却筒也是一个回转圆筒，冷却方式为内冷和外冷同时进行，内冷即是直接向热料喷水，使针状焦温度很快下降, 减少氧化损失。外冷是在旋转的筒体外边喷淋水进行冷却。这样，经冷却后煅烧针状焦温度在60℃左右，再经带式输送机送至成品运送的斗式提升机运至成品贮料仓前筛分，经筛分后分级贮存，粗粒度料和细粒度料各自进入贮仓。

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2.1焦油蒸馏单元

原料焦油由焦油泵从焦油贮槽中抽出，与三混馏分换热器换热后进入蒽油换热器继续换热至120℃进入脱水塔，在此蒸发出轻油和水。塔顶汽体经脱水塔冷凝冷却器和油水分离器得到轻油和水，分离出的水去废水槽，轻油则去轻油中间槽。由脱水塔底部出来的无水焦油进入无水焦油槽，再用二段焦油泵经与导热油换热器换热至170~175℃，送往管式炉。经管式炉加热至340-360℃后，进入二次塔进行蒸发，使馏分和沥青分离。二次塔由两部分组成，下部是蒸发器，供分离馏分和沥青之用，沥青（温度为300℃）由底部排出送往沥青生产装置，油汽上升进入上部精馏段；器顶部用一蒽油馏分打回流；油汽由顶部导入馏分塔。

馏分塔采用负压操作。在馏分塔，三混油逸自塔顶，混合蒽油馏分切自塔底。三混馏分经三混馏分换热器与原料焦油换热后经三混馏分冷却器冷却后进入回流槽，一部分作为馏分塔的回流，剩余部分送往洗涤工段。

混合蒽油经混合蒽油换热器与原料焦油换热后经混合蒽油冷却器冷却后，进入蒽油回流槽，一部分给二次塔打回流，剩余部分送往油库；

2.2馏分洗涤单元

2.2.1馏分洗涤

来自焦油蒸馏工段切取的酚萘洗馏分进入未洗馏分罐，未洗馏分与来自高位罐的碱性酚钠在泵前管道内混合，经过泵搅拌并送入一次脱酚分离器澄清分离，中性酚钠由该分离器底部经液位调节器流入中性酚钠罐。一次脱酚后的混合馏分从一次脱酚分离器顶部排出流入混合分中间罐，然后与来自高位罐的新碱液在二次碱洗泵前管道内混合, 经泵搅拌并送入二次碱洗分离器内澄清分离。碱性酚钠由二次碱洗分离器底部经液位调节器流入碱性酚钠罐，净混合馏分则由分离器顶部排出流入已洗混合馏分罐，做为制取工业萘的原料。

2.2.2酚钠蒸吹

粗中性酚钠在贮罐中静置分离出一部分中性油后，用泵送经油气换热器上段，与蒸吹塔出来的蒸汽换热，加热至90℃左右进入蒸吹塔，喷淋于蒸吹段填料上。塔内以间接蒸汽加热并辅以直接蒸汽蒸吹，以控制净酚钠的中性油含量小于

0.05%，吹出的油类和水蒸汽经换热器冷却后进入油水分离器，分离出的油类排入脱酚酚油罐，废水流入硫酸钠废水罐，再送污水处理站处理合格后排放。

2.2.3分解

将净酚钠装入分解器内，然后从高位罐缓慢注入浓度为95%的硫酸，同时搅拌。反应终了后静置数小时，分解生成的粗酚浮于上层，硫酸钠沉于器底，先放出含有硫酸钠的废水至废水罐，再放出粗酚至中间罐。粗酚用泵送往油库作为产品贮存。硫酸钠废水送污水处理站处理合格后排放。

2.3工业萘蒸馏单元

馏分洗涤装置来的已洗混合份贮存在已洗混合份槽内，由已洗混合份泵送入洗油换热器及工业萘换热器换热至约210℃进入初馏塔，塔顶油汽在酚油冷凝冷却器内部分冷凝冷却后，气相进入真空系统，液相酚油经酚油油水分离器分离，酚油进入酚油回流槽，一部分通过初馏塔回流泵作为回流送入初馏塔顶，其余部分送入脱酚酚油槽；酚水入焦油蒸馏装置的酚水槽，由酚水泵定期送往污水处理。 初馏塔采用减压精馏，酚油冷凝冷却器通过气相管道与真空系统连接。来自酚油凝冷冷却器的不凝气通过真空冷却器冷凝后进入缓冲罐，然后再进入真空泵，真空泵乏气送尾气集中处理装置。

初馏塔循环泵将初馏塔底部的萘洗馏分一部分连续送入初馏再沸器，加热至210℃后，返回初馏塔底部，作为初馏塔的热源。其余则送入精馏塔继续精馏。 萘洗混合份连续送入精馏塔内，塔顶的萘蒸汽，经过初馏再沸器冷凝，再经工业萘换热器换热后，进入工业萘汽化冷却器，冷却至110℃左右，流至工业萘回流槽。精馏塔回流泵将部分工业萘送精馏塔顶作为回流，其余的工业萘作为产品满流至工业萘中间槽，通过转鼓结晶生产工业萘。

精馏塔循环泵将精馏塔底的洗油一部分连续送入精馏塔加热炉，加热至310～320℃，返回精馏塔底部，作为精馏塔热源。

自精馏塔底采出的洗油进入洗油换热器与已洗混合份换热后，进入洗油冷却器冷却后，流入洗油槽，由洗油泵送至油库。

各设备的排气均集中至焦油蒸馏装置尾气吸收系统，经洗油洗涤后排放。

2.4改质沥青单元

改质沥青装置是对蒸馏工段产生的沥青进行热处理的装置，热处理分为三个步骤：第一步：沥青聚合，产生β树脂；第二步：对聚合后沥青进一步处理，产生α树脂；第三步：对α树脂进行汽提，得到合格的改质沥青。

焦油蒸馏装置产生的软沥青送到反应器的β沥青循环回路中的混合器，与β沥青循环泵出口的β沥青混合后进入β沥青管式炉中，加热到370°C左右，沥青停留时间根据反应器内的液位控制，在反应器的液位控制下，β沥青连续输送到α沥青循环回路中的混合器，与α沥青循环泵出口的α沥青混合后进入α沥青管式炉中，加热到390°C，用于生成二次α树脂，沥青停留时间根据反应器内的液位控制，聚合期间，产生的裂化气送到沥青汽提塔。

在反应器的液位控制下，α沥青连续输送到沥青汽提塔。在沥青汽提塔沥青用过热蒸气进行汽提，提高沥青质量和调整软化点，过热蒸汽靠流量控制，汽提后的改质沥青在沥青汽提塔的底部，通过泵送到改质沥青冷却器，换热后送至沥青成型工段。汽提气由沥青汽提塔顶部送至汽提冷凝冷却器，冷至95°C后液体送至油水分离槽，分离后的油送至油库，水送至成型部分，作为补充水。

沥青管式炉产生的废气先后与蒸汽、导热油换热后排入大气。