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萃取塔、萃取分離系統(tǒng)和煤焦油萃取工藝的制作方法

文檔序號:11240662閱讀:1028來源:國知局
萃取塔、萃取分離系統(tǒng)和煤焦油萃取工藝的制造方法與工藝

本發(fā)明屬于萃取裝置及工藝領(lǐng)域,特別地,涉及一種萃取塔裝置及應(yīng)用該萃取塔用于煤焦油的萃取分離工藝。



背景技術(shù):

煤焦油是煤在受熱干餾或氣化過程中得到的褐色或者黑色粘稠的液體產(chǎn)物,同時(shí)具有刺激性氣味。煤焦油本身性質(zhì)不穩(wěn)定,成分比較復(fù)雜,其主要由水、烷烴、芳烴和一些含雜原子(硫、氮和氧)化合物組成,而且成分和含量隨工況條件(溫度、壓力、停留時(shí)間、加熱速率、有無催化劑)變化很大。目前煤焦油主要有3種利用方式:一是直接燃燒或者經(jīng)過加氫處理作為汽柴油的調(diào)和油;二是精細(xì)加工成為各類化學(xué)品或者染料和醫(yī)藥的中間產(chǎn)品;三是獲得瀝青產(chǎn)品及衍生品。

上述煤焦油的利用大多建立在先以蒸餾工藝(包括常壓蒸餾和減壓蒸餾兩種方式)對煤焦油進(jìn)行不同餾分的切割,依次得到輕油餾分(<170℃)、酚油餾分(170~230℃)、洗油餾分(230~300℃)、蒽油餾分(270~360℃)和瀝青,不同油品餾分段分別通過加氫精制、加氫裂化獲得燃料油或者是汽柴油的調(diào)和油,而瀝青組分除了用于道理建設(shè),還可以通過改性或者采用延遲焦化工業(yè)生產(chǎn)低硫的瀝青焦。但是,蒸餾工藝所需要的最高溫度達(dá)到了450℃以上,有時(shí)還要考慮減壓蒸餾,因此,蒸餾工藝對設(shè)備要求高,投資額度大,而且能耗也很大,此外,煤焦油同時(shí)還具有高灰分、高黏度、高含水量等特點(diǎn),在蒸餾之前必須經(jīng)過一定的處理,使固體含量降低滿足蒸餾工藝要求,降低黏度減輕泵的負(fù)荷和后續(xù)的處理費(fèi)用,降低水含量減少蒸餾的能耗。

因此,亟需開發(fā)一種非蒸餾的方法將焦油等稠物進(jìn)行分級分離,到達(dá)脫除焦油中的固廢、對焦油進(jìn)行分離的目的。已知的分離技術(shù)中,萃取分離方式已廣泛利用在現(xiàn)有的工業(yè)過程中,但在煤焦油的實(shí)際萃取分離的過程中,焦油中粘稠的瀝青質(zhì)與顆粒大小不均的灰渣的存在,經(jīng)常引起設(shè)備的堵塞問題,導(dǎo)致萃取工藝無法穩(wěn)定運(yùn)行,因而萃取裝置的結(jié)構(gòu)與萃取溶劑的選擇是實(shí)現(xiàn)萃取工藝可靠運(yùn)行的關(guān)鍵所在。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足,本發(fā)明提供了一種萃取塔、萃取分離系統(tǒng)和煤焦油萃取工藝,該萃取塔能夠避免堵塞、便于維護(hù),有利于煤焦油中各成分的快速萃取、分離,且萃取工藝高效、耗能低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供了一種萃取塔,包括攪拌裝置、過濾篩板以及嵌套設(shè)置的外筒和內(nèi)筒,萃取塔的頂蓋上連接有萃取液進(jìn)入管和溶劑進(jìn)入管,萃取塔的底部連接有萃取相外排管,攪拌裝置伸入內(nèi)筒中進(jìn)行攪拌,過濾篩板可拆卸地安裝在內(nèi)筒的底端以作為該內(nèi)筒的底蓋,使得內(nèi)筒中的液體經(jīng)由過濾篩板的過濾后而進(jìn)入外筒中。

優(yōu)選地,過濾篩板包括層疊且間隔設(shè)置的多層網(wǎng)篩,該多層網(wǎng)篩的篩孔孔徑從上至下依次減小。

優(yōu)選地,過濾篩板還包括作為夾層的過濾膜,該過濾膜固定設(shè)置在相鄰的兩層網(wǎng)篩之間。

優(yōu)選地,該萃取塔還包括設(shè)置在頂蓋上方的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu),該電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過升降桿與過濾篩板相連,在電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的升降驅(qū)動下,過濾篩板能夠向上抵靠在內(nèi)筒的底端,或向下移動以與內(nèi)筒脫離連接。

優(yōu)選地,攪拌裝置包括葉片和轉(zhuǎn)動桿,葉片安裝在轉(zhuǎn)動桿的底端并伸入內(nèi)筒中,轉(zhuǎn)動桿的頂端與電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連以能夠被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地,轉(zhuǎn)動桿為空心桿,升降桿同軸設(shè)置在轉(zhuǎn)動桿內(nèi)。

優(yōu)選地,內(nèi)筒整體伸入外筒內(nèi),且頂蓋同時(shí)封蓋內(nèi)筒和外筒的頂端。

優(yōu)選地,內(nèi)筒的至少一部分向上伸出于外筒,該外筒的頂端周向連接于內(nèi)筒的外筒壁,頂蓋封蓋在內(nèi)筒的頂端。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種萃取分離系統(tǒng),包括分離單元和上述的萃取塔,分離單元包括萃取相儲罐、分離器、溶劑儲罐和萃取物儲罐,萃取相外排管、萃取相儲罐和分離器依次連接,萃取塔排出的萃取相通過分離器分離成萃取物和溶劑,分離后的萃取物存儲于萃取物儲罐中,分離后的溶劑存儲于溶劑儲罐中并能夠通過溶劑進(jìn)入管返流至內(nèi)筒中。

優(yōu)選地,該萃取分離系統(tǒng)包括多個(gè)分離單元,萃取相外排管安裝有多通閥,以通過多通閥分別連接多個(gè)分離單元。

本發(fā)明還相應(yīng)提供了一種煤焦油萃取工藝,采用上述的萃取分離系統(tǒng),煤焦油萃取工藝包括萃取步驟:將預(yù)加熱和攪拌后的煤焦油通入萃取塔,并且通入預(yù)定質(zhì)量比率的溶劑進(jìn)行攪拌萃取,在萃取塔萃取后通過分離單元獲得萃取物并回收溶劑。

優(yōu)選地,萃取步驟中,對通入萃取塔的溶劑進(jìn)行預(yù)熱,且通入萃取塔的煤焦油的預(yù)加熱溫度不大于120℃。

優(yōu)選地,萃取步驟包括對煤焦油的多級萃取,每級萃取中向萃取塔內(nèi)通入不同的溶劑,并通過與萃取塔相連的不同的分離單元獲得相應(yīng)的萃取物并回收相應(yīng)的溶劑。

優(yōu)選地,在多級萃取中,后級萃取使用的溶劑的溶解性高于前級萃取使用的溶劑的溶解性。

更優(yōu)選地,萃取步驟包括一級萃取和二級萃取,一級萃取中采用的溶劑為石油醚、輕油或洗油,二級萃取中采用的溶劑為芳烴類化合物、丙酮或四氫呋喃。

優(yōu)選地,萃取步驟包括通過分離單元將回收的溶劑返流回萃取塔。

特別地,煤焦油萃取工藝還包括過濾排渣步驟:過濾篩板堵塞時(shí),下降過濾篩板以與內(nèi)筒分離,停止通入煤焦油并增大溶劑的通入量,在攪拌裝置的攪拌作用下,將堵塞的雜質(zhì)隨溶劑流入外筒中。

特別地,煤焦油萃取工藝還包括過濾篩板清潔步驟:將萃取塔內(nèi)的液體排空,將過濾篩板與內(nèi)筒分離、內(nèi)筒與外筒分離,取出過濾篩板進(jìn)行清潔。

根據(jù)上述技術(shù)方案,本發(fā)明的萃取塔中采用了開拆卸的雙筒結(jié)構(gòu)和過濾篩板,因而在萃取過程中,過濾篩板中堵塞的雜質(zhì)可被溶劑沖洗,以避免堵塞,而在需要時(shí)也可拆除內(nèi)外筒和過濾篩板以達(dá)到外部清潔的目的,擺脫了在萃取過程中由于瀝青含量過高并與雜質(zhì)形成稠物而導(dǎo)致過濾網(wǎng)堵塞的現(xiàn)象,減緩堵塞發(fā)生的周期,緩解了堵塞帶來的檢修時(shí)間。雙筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可有效減緩萃取分離過程中的返混現(xiàn)象。在萃取分離系統(tǒng)和工藝中,可實(shí)現(xiàn)溫和條件下對煤焦油中輕質(zhì)組分、重質(zhì)組分和雜質(zhì)的快速、高效分離,降低殘余的瀝青中富含原有煤焦油中的焦粉、煤粉和無機(jī)礦物質(zhì)成分,獲得的瀝青通過簡便的方法加工作為重要的碳材料原料來使用。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,并且構(gòu)成說明書的一部分,與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明,但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式的萃取塔的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式的萃取塔的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為圖1所示的萃取塔中的過濾篩板下放排渣時(shí)的示意圖;

圖4a~圖4e為圖1所示的萃取塔中的過濾篩板更換時(shí)的過程示意圖;

圖5為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的萃取分離系統(tǒng)的原理圖。

附圖標(biāo)記說明

1電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)2溶劑進(jìn)入管

3萃取液進(jìn)入管4內(nèi)筒

5外筒6頂蓋

7升降桿8過濾篩板

9轉(zhuǎn)動桿10葉片

11萃取相外排管41外筒壁

21第一萃取相儲罐22第二萃取相儲罐

31第一分離器32第二分離器

41第一溶劑儲罐42第二溶劑儲罐

51第一萃取物儲罐52第二萃取物儲罐

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明,并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)明中,在未作相反說明的情況下,使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對附圖所示的方向而言的或者是針對豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關(guān)系描述用詞;“豎直方向”指的是圖示的紙面上下方向;“內(nèi)、外”通常指的是相對于腔室而言的腔室內(nèi)外。

如圖1和圖2所示,本發(fā)明提供了一種萃取塔,該萃取塔包括攪拌裝置、過濾篩板8以及嵌套的外筒5和內(nèi)筒4,萃取塔的頂蓋6上連接有萃取液進(jìn)入管3和溶劑進(jìn)入管2,萃取塔的底部連接有萃取相外排管11,攪拌裝置伸入內(nèi)筒4中進(jìn)行攪拌,過濾篩板8可拆卸地安裝在內(nèi)筒4的底端以作為該內(nèi)筒4的底蓋覆蓋內(nèi)筒4的底端開口,使得內(nèi)筒4中的液體經(jīng)由過濾篩板8的過濾后而進(jìn)入外筒5中。本發(fā)明的萃取裝置中增設(shè)了可升降拆除的過濾篩板8,以針對煤焦油的成分特性,有效濾除其中的瀝青質(zhì)與顆粒大小不均的灰渣等,避免各種雜質(zhì)產(chǎn)生堵塞。此外,本發(fā)明的萃取裝置中采用了雙筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可有效減緩萃取分離過程中的返混現(xiàn)象。因此,本發(fā)明的萃取塔尤其適合于煤焦油等雜質(zhì)含量高的萃取溶液,擺脫了在萃取過程中由于瀝青含量過高并與雜質(zhì)形成稠物而導(dǎo)致過濾網(wǎng)堵塞的現(xiàn)象,便于維護(hù),且設(shè)備造價(jià)低、投入少、回收期短,效益顯著。

過濾篩板8至的篩孔孔徑可根據(jù)萃取液體的雜質(zhì)成分的粒徑大小而確定。過濾篩板8可以是單層結(jié)構(gòu),但在本實(shí)施方式中,優(yōu)選地采用多層結(jié)構(gòu),即過濾篩板8包括層疊且間隔設(shè)置的多層網(wǎng)篩(如圖4e所示),該多層網(wǎng)篩的篩孔孔徑從上至下依次減小,以依次過濾不同大小的雜質(zhì)。進(jìn)一步地,過濾篩板8還可包括作為夾層的過濾膜(圖中未顯示),該過濾膜固定設(shè)置在相鄰的兩層網(wǎng)篩之間。通過設(shè)置過濾膜,可除去更為微小的雜質(zhì)。

在本實(shí)施方式中,為便于對過濾篩板8的操作控制,將過濾篩板8與攪拌裝置一體安裝。參見圖1或圖2,萃取塔包括設(shè)置在頂蓋6上方的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1,電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1通過升降桿7與過濾篩板8相連。因此,在電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1的升降驅(qū)動下,過濾篩板8能夠如圖1和圖2所示地向上抵靠在內(nèi)筒4的底端,也可如圖3所示地向下移動以與內(nèi)筒4脫離連接。

除電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1,攪拌裝置還包括葉片10和轉(zhuǎn)動桿9,葉片10安裝在轉(zhuǎn)動桿9的底端并伸入內(nèi)筒4中,轉(zhuǎn)動桿9的頂端與電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1相連以能夠被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地,轉(zhuǎn)動桿9為空心桿,升降桿7同軸設(shè)置在轉(zhuǎn)動桿9內(nèi)。因此,電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1能夠同時(shí)驅(qū)動升降桿7帶動過濾篩板8和轉(zhuǎn)動桿9升降運(yùn)動,轉(zhuǎn)動桿9也可獨(dú)立地帶動葉片10旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以進(jìn)行攪拌作業(yè),兩桿之間避免產(chǎn)生任何機(jī)械干涉。其中,這種具備旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和線性驅(qū)動的電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1在組成上通常可包括電機(jī)、減速箱、齒輪箱等,齒輪箱可包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪、絲桿螺母傳動機(jī)構(gòu)等。轉(zhuǎn)動桿9的頂端可固定安裝有與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪配合的周向齒輪,以沿轉(zhuǎn)動桿9的橫截面的周向相互嚙合,從而驅(qū)動轉(zhuǎn)動桿9旋轉(zhuǎn)。電機(jī)驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn),升降桿7的頂端固定安裝于在絲桿螺母上,從而構(gòu)成絲桿螺母傳動機(jī)構(gòu),帶動升降桿7升降移動。這種電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動和線性驅(qū)動的結(jié)構(gòu)組成是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的,并非本發(fā)明的結(jié)構(gòu)重點(diǎn),因而不再細(xì)述。

此外,在萃取塔的雙筒結(jié)構(gòu)中,在內(nèi)筒4中進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,攪拌后的質(zhì)量較重的液體下沉至外筒5的內(nèi)腔中,由于筒徑不同以及間隔壁的存在,可有效減緩萃取分離過程中的返混現(xiàn)象,提高萃取效率。其中,作為一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式,圖2所示的萃取塔中,內(nèi)筒4整體伸入外筒5內(nèi),且頂蓋6同時(shí)封蓋內(nèi)筒4和外筒5的頂端。而在圖1所示的萃取塔中,內(nèi)筒4的一部分向上伸出于外筒5外,該外筒5的頂端周向連接于內(nèi)筒4的外筒壁41,頂蓋6封蓋在內(nèi)筒4的頂端。內(nèi)筒4與外筒5之間可通過螺栓、螺釘或榫卯等方式連接或承座式卡接配合,實(shí)現(xiàn)可拆卸式安裝,必要時(shí)還可設(shè)置密封圈以在連接處進(jìn)行環(huán)向密封。

如圖3所示,在使用圖1所示的萃取塔對煤焦油進(jìn)行萃取時(shí),若固體顆粒或者焦油組分中的瀝青質(zhì)堵塞過濾篩板8時(shí),可通過電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1控制轉(zhuǎn)動桿9下降,使過濾篩板8與內(nèi)筒4分離,然后關(guān)閉萃取液進(jìn)入管3停止通入煤焦油,并進(jìn)一步加大溶劑流量。同時(shí),再通過電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1驅(qū)動葉片10旋轉(zhuǎn),從而在旋轉(zhuǎn)流體的作用下,使堵塞濾篩板8的雜質(zhì)隨溶劑從過濾篩板8與內(nèi)筒4之間的周向縫隙中流出至外筒5,進(jìn)而經(jīng)萃取相外排管11排出。

如圖4a~4e所示,當(dāng)堵塞嚴(yán)重,需要對過濾篩板8進(jìn)行維護(hù)、更換時(shí),可依次通過拆除螺栓等緊固件,以使外筒5與內(nèi)筒4分離;而后通過電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1使升降桿7帶動過濾篩板8、轉(zhuǎn)動桿9、葉片10下降,過濾篩板8與內(nèi)筒4脫離連接;再將過濾篩板8與轉(zhuǎn)動桿9、升降桿7分離,取下過濾篩板8;最后將取下的過濾篩板8的不同孔徑的多層網(wǎng)篩剝離,利用沖洗或者焚燒的方式除去粘附在篩網(wǎng)上的雜質(zhì)。若有過濾膜,則需要先取下過濾膜,以免造成膜體損壞。

在上述萃取塔的基礎(chǔ)上,本發(fā)明還提供了一種萃取分離系統(tǒng),該系統(tǒng)可包括與萃取塔連接的分離單元,分離單元包括萃取相儲罐、分離器、溶劑儲罐和萃取物儲罐,萃取相外排管11、萃取相儲罐和分離器依次連接,萃取塔排出的萃取相通過分離器分離成萃取物和溶劑,分離后的萃取物存儲于萃取物儲罐中,分離后的溶劑存儲于溶劑儲罐中并能夠通過溶劑進(jìn)入管2返流至內(nèi)筒4中。

在該萃取分離系統(tǒng)中,萃取塔萃取后的底層液體(即萃取相)通過萃取相外排管11排出至分離單元,進(jìn)一步通過分離器可分離出萃取物和溶劑,分離后的萃取物被提取至萃取物儲罐中,分離后的溶劑可通過溶劑進(jìn)入管2返流至內(nèi)筒4中,重復(fù)利用,反復(fù)參與萃取過程。

其中,該萃取分離系統(tǒng)可包括多個(gè)分離單元,萃取相外排管11安裝有多通閥,以通過多通閥分別連接多個(gè)分離單元,從而可實(shí)現(xiàn)不同溶劑對萃取液的連續(xù)分級萃取。例如圖5所示的萃取分離系統(tǒng)中包括了相互獨(dú)立的兩個(gè)分離單元,可實(shí)現(xiàn)兩級萃取分離。

最后,根據(jù)上述萃取塔和萃取分離系統(tǒng),本發(fā)明還提供了一種煤焦油萃取工藝,該工藝至少包括萃取步驟:將預(yù)加熱和攪拌后的煤焦油通過萃取液進(jìn)入管3通入萃取塔,并且通過溶劑進(jìn)入管2通入預(yù)定質(zhì)量比率的溶劑進(jìn)行攪拌萃取,在萃取塔進(jìn)行反復(fù)攪拌、靜置的萃取后,底層的萃取相再通過分離單元分離,獲得萃取物并回收溶劑。其中,通過分離單元還可將回收的溶劑從溶劑儲罐通過溶劑進(jìn)入管2返流回萃取塔,以提高溶劑的利用率。

需要特別指出的是,在上述萃取步驟中,對通入萃取塔的溶劑也優(yōu)選地進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度上限為該溶劑的沸點(diǎn)。通入萃取塔的煤焦油的預(yù)加熱溫度可不大于120℃,相對于需要更高的預(yù)加熱溫度(<450℃)的蒸餾萃取工藝而言,可實(shí)現(xiàn)在溫和條件下對煤焦油中輕質(zhì)組分、重質(zhì)組分和雜質(zhì)的快速、高效分離,進(jìn)而為煤焦油的高附加值利用提供可靠的原料。

當(dāng)存在多個(gè)獨(dú)立的分離單元時(shí),上述萃取步驟可包括對煤焦油的多級萃取,每級萃取中向萃取塔內(nèi)通入不同的溶劑,并通過與萃取塔相連的不同的分離單元獲得相應(yīng)的萃取物并回收相應(yīng)的溶劑。在多級萃取中,后級萃取使用的溶劑的溶解性應(yīng)高于前級萃取使用的溶劑的溶解性,以萃取分離而獲得更多的有效組分,且去除更多雜質(zhì)。

對于煤焦油而言,可分為輕質(zhì)組分、重質(zhì)組分和殘?jiān)?,因而上述萃取步驟可分為一級萃取和二級萃取。當(dāng)然,也可根據(jù)需要進(jìn)行多級萃取,分離得到更多的組分。當(dāng)進(jìn)行圖5所示的兩級萃取時(shí),依照溶解性強(qiáng)弱,溶劑的選擇一般以烷烴類、芳烴類和溶解性極強(qiáng)的丙酮、四氫呋喃或吡啶的順序開展萃取。因此一級萃取中采用的溶劑優(yōu)選為石油醚、輕油或洗油等,二級萃取中采用的溶劑選為融解性更強(qiáng)的甲苯等芳烴類化合物、丙酮或四氫呋喃等。

一級萃取時(shí)要求煤焦油在充分?jǐn)嚢韬图訜岬念A(yù)處理?xiàng)l件下,溫度小于120℃,煤焦油與溶劑1按照1:1~3的質(zhì)量比例混合,萃取10-30分鐘,經(jīng)由過濾篩板8獲得萃取相,萃取相暫存于第一萃取相儲罐21中,萃余物為焦油輕質(zhì)成分,萃取相通過第一分離器31分離出含有焦粉、煤粉、無機(jī)礦物質(zhì)的焦油重質(zhì)瀝青,保存于第一萃取物儲罐51中,同時(shí)對萃取相進(jìn)行蒸餾后可回收一級溶劑,并循環(huán)利用。

二級萃取時(shí)要求焦油在充分?jǐn)嚢?、加熱的預(yù)處理?xiàng)l件下,溫度小于120℃,向一級萃取完成后的萃余物中加入二級溶劑,萃余物和二級溶劑按照1:1~3的質(zhì)量比例混合,萃取10-30分鐘,經(jīng)由篩板過濾8的萃取相暫存于第二萃取相儲罐22中,通過第二分離器32分離獲得二級溶劑和二級萃取物;此處的萃取物一般為煤焦油中的精制成分,保存于第二萃取物儲罐52中;篩板上的萃余物幾乎為焦油中所有的雜質(zhì);對萃取物進(jìn)行蒸餾、回收二級溶劑循環(huán)使用。

可見,由于煤焦油的不溶于溶劑的雜質(zhì)成分的存在,上述煤焦油萃取工藝還包括過濾排渣步驟:當(dāng)過濾篩板8產(chǎn)生堵塞時(shí),下降過濾篩板8以與內(nèi)筒4分離,停止通入煤焦油并增大溶劑的通入量,在攪拌裝置的攪拌作用下,將堵塞的雜質(zhì)隨溶劑流入外筒5中,如圖3所示。此外,還可包括如圖4a~4e所示的過濾篩板清潔步驟:將萃取塔內(nèi)的液體排空,將過濾篩板8與內(nèi)筒4分離、內(nèi)筒4與外筒5分離,取出過濾篩板8進(jìn)行清潔。通過這種過濾排渣步驟和過濾篩板清潔步驟,避免了堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生,方便萃取過程的順利進(jìn)行,方便了裝置維護(hù)。

因此,在完成上述二級萃取后,通過提取過濾篩板8可獲得萃余物,即焦油中所有的煤粉、焦粉、無機(jī)礦物和少量喹啉不溶物等雜質(zhì)。具體地,通過打開過濾篩板8,利用少量輕油或者蒽油對篩板進(jìn)行洗滌,使雜質(zhì)經(jīng)篩板和萃取筒內(nèi)壁的開縫處排出,以免堵塞篩板影響過濾效果。

通過本發(fā)明的萃取塔、萃取分離系統(tǒng)和工藝,可在溫和條件下(最高萃取溫度<120℃)及常壓條件下完成對煤焦油的萃取分離,降低了殘余的瀝青中富含原有煤焦油中的焦粉、煤煤和無機(jī)礦物質(zhì)成分,獲得的萃取物經(jīng)加氫可獲得輕質(zhì)油,獲得的瀝青通過簡便的方法加工作為重要的碳材料原料來使用。

實(shí)施例1:將80℃左右的煤焦油經(jīng)萃取液進(jìn)入管3輸送至萃取塔的內(nèi)筒4,以等流量的正庚烷為溶劑,使萃取塔的內(nèi)筒4中的煤焦油與溶劑的質(zhì)量比1:1,電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1帶動轉(zhuǎn)動桿9和葉片10一直處于攪拌過程中,打開萃取塔的位于萃取相外排管11中的出口閥,使萃取相進(jìn)入第一萃取相儲罐21中,萃取相經(jīng)第一分離器31(例如蒸餾分離器)分為正庚烷進(jìn)入第一溶劑儲罐41中,萃取物在第一萃取物儲罐51中存儲,第一溶劑儲罐41中的正庚烷循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取,正庚烷循環(huán)使用3次后,第一萃取物儲罐51中獲得的正庚烷萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為35.2;

將溶劑更換為甲苯,甲苯經(jīng)溶劑進(jìn)入管2進(jìn)入萃取塔的內(nèi)筒4,使內(nèi)筒4中的焦油和溶劑質(zhì)量比1:1,電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1帶動轉(zhuǎn)動桿9和葉片10一直處于攪拌狀態(tài),打開萃取塔的萃取相外排管11中的出口閥,使萃取相進(jìn)入第二萃取相儲罐22中,萃取相經(jīng)第二分離器22(蒸餾分離器)分為甲苯進(jìn)入第二溶劑儲罐42中,萃取物在第二萃取物儲罐52中存儲,第二溶劑儲罐42中的甲苯循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取,甲苯循環(huán)3次后,第二萃取物儲罐52中獲得甲苯萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為57.1;

打開電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1使過濾篩板8與內(nèi)筒4的底端分離,加入輕油對過濾篩板8進(jìn)行清洗,分離得到甲苯不容物(主要為瀝青質(zhì)、焦渣、礦物質(zhì)等)占原焦油質(zhì)量百分比為7.7。

實(shí)施例2:將50℃左右的煤焦油經(jīng)萃取液進(jìn)入管3輸送至萃取塔的內(nèi)筒4,以等流量的正庚烷為溶劑,在內(nèi)筒4使焦油和溶劑質(zhì)量比1:1,通過電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動桿9和葉片10一直處于攪拌狀態(tài),打開萃取塔出口閥,萃取相進(jìn)入第一萃取相儲罐21中,萃取相經(jīng)第一分離器31分為正庚烷進(jìn)入第一溶劑儲罐41中,萃取物在第一萃取物儲罐51中存儲,第一溶劑儲罐41中的正庚烷循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取,正庚烷循環(huán)3次后,第一萃取物儲罐51中獲得正庚烷萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為84.2;

將溶劑更換為甲苯,甲苯經(jīng)溶劑進(jìn)入管2進(jìn)入內(nèi)筒4,在內(nèi)筒4中使焦油和溶劑質(zhì)量比1:1,電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動桿9和葉片10一直處于攪拌過程中,打開萃取塔出口閥,萃取相進(jìn)入第二萃取相儲罐22中,萃取相經(jīng)第二分離器22分為甲苯進(jìn)入第二溶劑儲罐42中,萃取物在第二萃取物儲罐52中存儲,第二溶劑儲罐42中的甲苯循環(huán)進(jìn)入萃取塔中進(jìn)行萃取,甲苯循環(huán)3次后,第二萃取物儲罐52中獲得甲苯萃取物占原焦油質(zhì)量百分比為13.9;

打開電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)1使過濾篩板8與內(nèi)筒4的底端分離,加入輕油對過濾篩板8進(jìn)行清洗,分離得到甲苯不容物(主要為瀝青質(zhì)、焦渣、礦物質(zhì)等)占原焦油質(zhì)量百分比為1.9。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種簡單變型,例如過濾篩板8并不限于與攪拌裝置一并安裝及被同一電機(jī)驅(qū)動,過濾篩板8也可獨(dú)立設(shè)置,以實(shí)現(xiàn)方便的可拆卸安裝;這些簡單變型均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合,為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外,本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。

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