[发明专利]用于闪蒸处理热解残留液的装置及操作方法

说明书

本发明涉及用于闪蒸处理热解残留液的装置(1)以及实施该装置的方法，所述装置由如下组成：大致圆柱形闪蒸罐(2)，至少一个入口(3)，上出口(5)，下出口(4)；其特征在于圆柱形壁(21)置于罐(2)内，面向入口(3)，所述壁具有内表面(21i)、外表面(21e)、下自由边缘(21a)和上自由边缘(21b)，具有与所述罐相同的旋转轴并具有较小的直径；在圆柱形壁(21)的外表面(21e)和罐(2)的内表面之间限定环形空间(210)；圆柱形壁(21)装配有至少一个通孔(211)；以及其中所述入口(3)相对于圆柱形壁(21)的下自由边缘(21a)和上自由边缘(21b)一定距离地设置在罐(2)上。

技术领域

本发明涉及用于闪蒸处理热解残留液以分离可蒸发馏分和液体馏分的装置，所述装置没有因为处理的流体粘度的巨大变化而导致的结垢或堵塞设备的危险。

背景技术

处理包含焦油和软焦油沥青的炭质热解残留液以便将可蒸发馏分(油品)与大气压下在超过350-400℃温度保持液态的重馏分(硬沥青或改性沥青)分离。

炭质热解残留液，具体地是煤焦油和煤焦油沥青，生物质焦油和生物质焦油沥青，以及分别从煤、生物质、馏分油或残渣油的处理之后烃的汽化或裂化得到的焦油和焦油沥青。

沥青是由多分子构成的复杂混合物，所述分子包括一般在大气压下在360℃以上温度沸腾的多环芳香烃化合物、灰、焦炭颗粒、石墨前体等等。所有这些元素总体上被称为树脂。沥青含有各种树脂(以分子量增加的顺序排序分别为，γ、β和α树脂)，这些树脂在所述沥青的各种用途中发挥特定的作用。由于沥青的复杂性，因此不能对沥青进行分析。另一方面，沥青可以通过一些全局测量方法来表征描述其化学基质的平均性能。最常见的测量为甲苯不溶物、喹啉不溶物和软化点。焦油和焦油沥青根据其是否为煤的热解残留物，石油馏分或生物质的热解残留物而可具有不同性质。比如，生物质热解焦油比其他沥青具有更多的可以赋予其一定低温反应性能的杂“氧”原子，从而促进其聚合为低温热固型树脂；煤焦油沥青比石油沥青具有更高的碳/氢比，从而拥有更多芳烃和多环芳烃的性质。例如，这意味着煤焦油沥青相比于石油沥青有更高的低温(比如350-380℃)焦化的倾向。

用户将根据预期的应用(粘合剂、焦化单元的原料、碳纤维前体等等)寻求对沥青特性，尤其是软化点的调整。后者是测量沥青从碳玻璃态转变为可流动液态胶体的温度。沥青的软化点性质可调节，特别是通过在炭质热解残留物处理过程中通过在一定的温度下和/或压力条件下或多或少地从保持液态的馏分(沥青)中分离可蒸发馏分(油品)。尽管有多种气体/液体分离体系(比如在US1,661,685、US2003/005823、US5,622,545、WO2006/042906和US8,070,938中所描述的那些)，焦油和焦油沥青的处理使其本身只适于使用蒸馏和闪蒸技术。通过闪蒸处理沥青以分离重质油和煤焦油沥青的技术在文献中已有记载[S.Takeshita,CEER Chem.Econ.Eng.rev.9(1977)no.2/325-30]。闪蒸技术在于使任选过热和加压的液体经过突然减压，即液体中的过饱和物质的快速蒸发，使其发生部分相变。其他技术，比如通过施加离心/向心力的分离(US5,622,545、WO2006/042906)只适合处理可溶气体过饱和的液体，这并不适于处于平衡状态的热解残留物。事实上，在施加离心/向心力之前，使残留物过热等同于应用闪蒸处理，但其在水力环境下无法弥补由被处理的产品导致的与结垢相关的特定局限。