用于焦油加工的脱水塔串联加热装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及用蒸馏以外的热处理法实施焦油的加工领域，具体为一种用于焦油加工的脱水塔串联加热装置及其使用方法。


背景技术：

2.煤焦油脱水指初步脱除煤焦油所含水分的过程，是煤焦油蒸馏的准备工作之一。分离出氨水和焦油渣的煤焦油，尚含水4%左右。在煤焦油间歇蒸馏过程中，水分会延长蒸馏时间，降低设备处理能力，增加热量消耗，并使煤焦油产生泡沫而导致窜油事故。在煤焦油连续蒸馏过程中，水分会增加系统压力，破坏正常工艺操作制度，严重时会引起管道和设备破裂而导致火灾事故。同时，随水分带入的腐蚀性物质，还会腐蚀设备和管道。因此，煤焦油蒸馏前，必须脱水。
3.常用的煤焦油最终脱水方法主要有以下几种：管式炉脱水法：此技术适用于连续焦油蒸馏的最终脱水，可使焦油脱水至0.5%以下。其原理是将初步脱水的焦油置于管式炉对流段被加热到120℃～130℃，然后在一次蒸发器内闪蒸脱水。
4.轻油共沸连续脱水法：此法采用国际较通行的焦油常压脱水技术，原料与产品之间的相互换热，具有节能降耗的特点，可使焦油脱水至0.1%～0.2%。其原理为：粗焦油与部分经换热和预热的高温无水焦油混合进入脱水塔，塔顶用轻油作回流。水与轻油形成共沸混合物由塔顶馏出，经冷凝冷却流入分离器，分出水后的轻油返回至脱水塔。
5.上述两种方法中脱水塔的热源均需要由加热炉或者高品质蒸汽（40公斤及以上）提供，如何在没有高品质蒸汽且无需加热炉的情况下给脱水塔提供稳定的热源，是目前焦油最终脱水工艺所亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的缺陷，提供一种减少能耗、减少投资的焦油处理设备，本发明公开了一种用于焦油加工的脱水塔串联加热装置及其使用方法。
7.本发明通过如下技术方案达到发明目的：一种用于焦油加工的脱水塔串联加热装置，包括主塔和脱水塔，其特征是：还包括脱水塔重沸器、第一换热器、第二换热器、第一底油抽出泵、第二底油抽出泵和循环泵，主塔的底部设有沥青出口和焦油入口，脱水塔的侧面设有焦油入口，脱水塔的底部设有第一焦油出口和第二焦油出口，脱水塔重沸器设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口，第一换热器设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口，第二换热器设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口；主塔的沥青出口通过串联了第一底油抽出泵的管道连接脱水塔重沸器的沥青入口，
脱水塔的第一焦油出口通过串联了循环泵的管道连接脱水塔重沸器的焦油入口，脱水塔的第二焦油出口通过串联了第二底油抽出泵的管道连接第一换热器的焦油入口，脱水塔重沸器的沥青出口通过管道连接第一换热器的沥青入口，脱水塔重沸器的焦油出口通过管道连接脱水塔的焦油入口；第一换热器的沥青出口通过管道连接第二换热器的沥青入口，第一换热器的焦油出口通过管道连接主塔的焦油入口；第二换热器的沥青出口通过管道连接成品沥青槽，第二换热器的焦油入口通过管道连接原料焦油槽，第二换热器的焦油出口通过管道连接脱水塔的焦油入口。
8.所述的用于焦油加工的脱水塔串联加热装置，其特征是：还包括焦油管式炉，焦油管式炉设有焦油入口、焦油出口、煤气入口和烟气出口，第一换热器的焦油出口通过管道连接焦油管式炉的焦油入口，焦油管式炉的焦油出口通过管道连接主塔的焦油入口，焦油管式炉的煤气入口通过管道连接煤气源，焦油管式炉的烟气出口通过管道连接外界大气。
9.焦油管式炉起紧急情况下的补充作用，一旦系统运行有异常，即焦油的加热状况不理想，可启动焦油管式炉，通过焦油管式炉的加热维持系统运行。
10.所述的用于焦油加工的脱水塔串联加热装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①ꢀ
第一次热交换：主塔塔底的沥青在第一底油抽出泵的抽吸下依次经主塔的沥青出口和脱水塔重沸器的沥青入口输入脱水塔重沸器，脱水塔塔底的部分脱水焦油在循环泵的抽吸下依次经脱水塔的第一焦油出口和脱水塔重沸器的焦油入口输入脱水塔重沸器，在脱水塔重沸器内，从脱水塔输入的脱水焦油和从主塔输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热，沥青被冷却；
②ꢀ
第二次热交换：在脱水塔重沸器内被加热的脱水焦油依次经脱水塔重沸器的焦油出口和脱水塔的焦油入口输入脱水塔作为脱水塔的热源，脱水塔塔底的部分脱水焦油在第二底油抽出泵的抽吸下依次经脱水塔的第二焦油出口和第一换热器的焦油入口输入第一换热器，在脱水塔重沸器内被冷却的沥青依次经脱水塔重沸器的沥青出口和第一换热器的沥青入口输入第一换热器，在第一换热器内，从脱水塔重沸器输入的脱水焦油和从脱水塔重沸器输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热，沥青被冷却；
③ꢀ
第三次热交换：在第一换热器内被加热的脱水焦油依次经第一换热器的焦油出口和主塔的焦油入口输入主塔，原料焦油从原料焦油槽经第二换热器的焦油入口输入第二换热器，在第一换热器内被冷却的沥青依次经第一换热器的沥青出口和第二换热器的沥青入口输入第二换热器，在第二换热器内，从原料焦油槽输入的原料焦油和从第一换热器输入的沥青发生热交换，原料焦油被加热，沥青被冷却，
在第二换热器内被加热的原料焦油经第二换热器的焦油出口输入脱水塔的焦油入口实施脱水，在第二换热器内被冷却的沥青经第二换热器的沥青出口输入成品沥青槽。
11.所述的用于焦油加工的脱水塔串联加热装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①ꢀ
第一次热交换：主塔塔底的沥青在第一底油抽出泵的抽吸下依次经主塔的沥青出口和脱水塔重沸器的沥青入口输入脱水塔重沸器，脱水塔塔底的部分脱水焦油在循环泵的抽吸下依次经脱水塔的第一焦油出口和脱水塔重沸器的焦油入口输入脱水塔重沸器，在脱水塔重沸器内，从脱水塔输入的脱水焦油和从主塔输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热，沥青被冷却；
②ꢀ
第二次热交换：在脱水塔重沸器内被加热的脱水焦油依次经脱水塔重沸器的焦油出口和脱水塔的焦油入口输入脱水塔作为脱水塔的热源，脱水塔塔底的部分脱水焦油在第二底油抽出泵的抽吸下依次经脱水塔的第二焦油出口和第一换热器的焦油入口输入第一换热器，在脱水塔重沸器内被冷却的沥青依次经脱水塔重沸器的沥青出口和第一换热器的沥青入口输入第一换热器，在第一换热器内，从脱水塔重沸器输入的脱水焦油和从脱水塔重沸器输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热，沥青被冷却；
③ꢀ
第三次热交换：在第一换热器内被加热的脱水焦油依次经第一换热器的焦油出口和焦油管式炉的焦油入口输入焦油管式炉，煤气通过焦油管式炉的煤气入口输入焦油管式炉，煤气在焦油管式炉内燃烧以加热焦油管式炉内的脱水焦油，在焦油管式炉内被加热的脱水焦油依次经焦油管式炉的焦油出口和主塔的焦油入口输入主塔，煤气燃烧后生成的烟气经焦油管式炉的烟气出口排入外界大气，原料焦油从原料焦油槽经第二换热器的焦油入口输入第二换热器，在第一换热器内被冷却的沥青依次经第一换热器的沥青出口和第二换热器的沥青入口输入第二换热器，在第二换热器内，从原料焦油槽输入的原料焦油和从第一换热器输入的沥青发生热交换，原料焦油被加热，沥青被冷却，在第二换热器内被加热的原料焦油经第二换热器的焦油出口输入脱水塔的焦油入口实施脱水，在第二换热器内被冷却的沥青经第二换热器的沥青出口输入成品沥青槽。
12.所述的用于焦油加工的脱水塔串联加热装置的使用方法，其特征是：步骤
②
时，在第一换热器内脱水焦油被加热至200℃～240℃；步骤
③
时，在第二换热器内沥青被冷却至150℃～200℃。
13.本发明具有如下有益效果：1. 利用主塔塔底软沥青的热量，无需额外消耗燃料气，减少能耗及碳排放量；2. 利用换热器为脱水塔提供热量，无需再额外配置一台加热炉，减少设备投资。
附图说明
14.图1是本发明的结构示意图，
图2是带有焦油管式炉的本发明的结构示意图。
具体实施方式
15.以下通过具体实施例进一步说明本发明。
16.实施例1一种用于焦油加工的脱水塔串联加热装置，包括主塔1、脱水塔2、脱水塔重沸器3、第一换热器41、第二换热器42、第一底油抽出泵51、第二底油抽出泵52和循环泵53，如图1所示，具体结构是：主塔1的底部设有沥青出口和焦油入口，脱水塔2的侧面设有焦油入口，脱水塔2的底部设有第一焦油出口和第二焦油出口，脱水塔重沸器3设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口，第一换热器41设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口，第二换热器42设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口；主塔1的沥青出口通过串联了第一底油抽出泵51的管道连接脱水塔重沸器3的沥青入口，脱水塔2的第一焦油出口通过串联了循环泵53的管道连接脱水塔重沸器3的焦油入口，脱水塔2的第二焦油出口通过串联了第二底油抽出泵52的管道连接第一换热器41的焦油入口，脱水塔重沸器3的沥青出口通过管道连接第一换热器41的沥青入口，脱水塔重沸器3的焦油出口通过管道连接脱水塔2的焦油入口；第一换热器41的沥青出口通过管道连接第二换热器42的沥青入口，第一换热器41的焦油出口通过管道连接主塔1的焦油入口；第二换热器42的沥青出口通过管道连接成品沥青槽101，第二换热器42的焦油入口通过管道连接原料焦油槽102，第二换热器42的焦油出口通过管道连接脱水塔2的焦油入口。
17.本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
①ꢀ
第一次热交换：主塔1塔底的沥青在第一底油抽出泵51的抽吸下依次经主塔1的沥青出口和脱水塔重沸器3的沥青入口输入脱水塔重沸器3，脱水塔2塔底的部分脱水焦油在循环泵53的抽吸下依次经脱水塔2的第一焦油出口和脱水塔重沸器3的焦油入口输入脱水塔重沸器3，在脱水塔重沸器3内，从脱水塔2输入的脱水焦油和从主塔1输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热，沥青被冷却；
②ꢀ
第二次热交换：在脱水塔重沸器3内被加热的脱水焦油依次经脱水塔重沸器3的焦油出口和脱水塔2的焦油入口输入脱水塔2作为脱水塔2的热源，脱水塔2塔底的部分脱水焦油在第二底油抽出泵52的抽吸下依次经脱水塔2的第二焦油出口和第一换热器41的焦油入口输入第一换热器41，在脱水塔重沸器3内被冷却的沥青依次经脱水塔重沸器3的沥青出口和第一换热
器41的沥青入口输入第一换热器41，在第一换热器41内，从脱水塔重沸器3输入的脱水焦油和从脱水塔重沸器3输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热至200℃～240℃，本实施例取210℃，沥青被冷却；
③ꢀ
第三次热交换：在第一换热器41内被加热的脱水焦油依次经第一换热器41的焦油出口和主塔1的焦油入口输入主塔1，原料焦油从原料焦油槽102经第二换热器42的焦油入口输入第二换热器42，在第一换热器41内被冷却的沥青依次经第一换热器41的沥青出口和第二换热器42的沥青入口输入第二换热器42，在第二换热器42内，从原料焦油槽102输入的原料焦油和从第一换热器41输入的沥青发生热交换，原料焦油被加热，沥青被冷却至150℃～200℃，本实施例取180℃，在第二换热器42内被加热的原料焦油经第二换热器42的焦油出口输入脱水塔2的焦油入口实施脱水，在第二换热器42内被冷却的沥青经第二换热器42的沥青出口输入成品沥青槽101。
18.实施例2一种用于焦油加工的脱水塔串联加热装置，包括主塔1、脱水塔2、脱水塔重沸器3、第一换热器41、第二换热器42、第一底油抽出泵51、第二底油抽出泵52、循环泵53和焦油管式炉6，如图2所示，具体结构是：主塔1的底部设有沥青出口和焦油入口，脱水塔2的侧面设有焦油入口，脱水塔2的底部设有第一焦油出口和第二焦油出口，脱水塔重沸器3设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口，第一换热器41设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口，第二换热器42设有沥青入口、沥青出口、焦油入口和焦油出口，焦油管式炉6设有焦油入口、焦油出口、煤气入口和烟气出口；主塔1的沥青出口通过串联了第一底油抽出泵51的管道连接脱水塔重沸器3的沥青入口，脱水塔2的第一焦油出口通过串联了循环泵53的管道连接脱水塔重沸器3的焦油入口，脱水塔2的第二焦油出口通过串联了第二底油抽出泵52的管道连接第一换热器41的焦油入口，脱水塔重沸器3的沥青出口通过管道连接第一换热器41的沥青入口，脱水塔重沸器3的焦油出口通过管道连接脱水塔2的焦油入口；第一换热器41的焦油出口通过管道连接焦油管式炉6的焦油入口，焦油管式炉4的焦油出口通过管道连接主塔1的焦油入口，焦油管式炉4的煤气入口通过管道连接煤气源103，焦油管式炉4的烟气出口通过管道连接外界大气；第二换热器42的沥青出口通过管道连接成品沥青槽101，第二换热器42的焦油入口通过管道连接原料焦油槽102，第二换热器42的焦油出口通过管道连接脱水塔2的焦油入口。
19.本实施例中的焦油管式炉6起紧急情况下的补充作用，一旦系统运行有异常，即焦
油的加热状况不理想，可启动焦油管式炉6，通过焦油管式炉6的加热维持系统运行。
20.本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
①ꢀ
第一次热交换：主塔1塔底的沥青在第一底油抽出泵51的抽吸下依次经主塔1的沥青出口和脱水塔重沸器3的沥青入口输入脱水塔重沸器3，脱水塔2塔底的部分脱水焦油在循环泵53的抽吸下依次经脱水塔2的第一焦油出口和脱水塔重沸器3的焦油入口输入脱水塔重沸器3，在脱水塔重沸器3内，从脱水塔2输入的脱水焦油和从主塔1输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热，沥青被冷却；
②ꢀ
第二次热交换：在脱水塔重沸器3内被加热的脱水焦油依次经脱水塔重沸器3的焦油出口和脱水塔2的焦油入口输入脱水塔2作为脱水塔2的热源，脱水塔2塔底的部分脱水焦油在第二底油抽出泵52的抽吸下依次经脱水塔2的第二焦油出口和第一换热器41的焦油入口输入第一换热器41，在脱水塔重沸器3内被冷却的沥青依次经脱水塔重沸器3的沥青出口和第一换热器41的沥青入口输入第一换热器41，在第一换热器41内，从脱水塔重沸器3输入的脱水焦油和从脱水塔重沸器3输入的沥青发生热交换，脱水焦油被加热至200℃～240℃，本实施例取210℃，沥青被冷却；
③ꢀ
第三次热交换：在第一换热器41内被加热的脱水焦油依次经第一换热器41的焦油出口和焦油管式炉6的焦油入口输入焦油管式炉6，煤气通过焦油管式炉6的煤气入口输入焦油管式炉6，煤气在焦油管式炉6内燃烧以加热焦油管式炉6内的脱水焦油，在焦油管式炉6内被加热的脱水焦油依次经焦油管式炉6的焦油出口和主塔1的焦油入口输入主塔1，煤气燃烧后生成的烟气经焦油管式炉6的烟气出口排入外界大气，原料焦油从原料焦油槽102经第二换热器42的焦油入口输入第二换热器42，在第一换热器41内被冷却的沥青依次经第一换热器41的沥青出口和第二换热器42的沥青入口输入第二换热器42，在第二换热器42内，从原料焦油槽102输入的原料焦油和从第一换热器41输入的沥青发生热交换，原料焦油被加热，沥青被冷却至150℃～200℃，本实施例取180℃，在第二换热器42内被加热的原料焦油经第二换热器42的焦油出口输入脱水塔2的焦油入口实施脱水，在第二换热器42内被冷却的沥青经第二换热器42的沥青出口输入成品沥青槽101。