一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统及方法与流程

本发明涉及焦化，尤其涉及一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统及方法。

背景技术：

1、目前焦化行业中，煤焦油蒸馏最终脱水常用的处理方式有三种：

2、第一种，原料焦油在油库(单独静止分离或采用超级离心机进行离心分离)初步脱水，初步脱水后的焦油送间歇釜完成最终脱水，间歇釜用蒸汽或导热油加热，最终脱水后的焦油送焦油馏分塔蒸馏，主要用于间歇焦油加工；

3、第二种，原料焦油在油库(单独静止分离或采用超级离心机离心分离)初步脱水，初步脱水后的焦油送管式炉的对流段加热完成最终脱水，最终脱水后的焦油送焦油馏分塔蒸馏，主要用于小规模连续焦油加工；

4、第三种，原料焦油在油库(单独静止分离或采用超级离心机离心分离)初步脱水，初步脱水后的焦油经焦油预热器(采用蒸汽或导热油作为热源)换热，加热后的焦油先后送至预脱水塔和脱水塔完成最终脱水，最终脱水后的焦油送焦油馏分塔蒸馏，主要用于中、大规模连续焦油加工。

5、在焦化行业中，由于建设规模基本都为中型或大型，所以上述第三种最终脱水方式的应用比较广泛。常见的脱水塔塔顶油水冷凝冷却系统如图1所示，脱水塔1-1塔顶的油气首先进入空冷器1-2冷凝，然后进入冷却器1-3与循环水换热冷却，冷却下来的油水混合物自流到油水分离器1-4，在油水分离器1-4中静止分离，由于轻油的密度小于水，轻油在上层经隔板流入油水分离器1-4的轻油室，下层的水外送。油水分离器1-4的轻油自流入回流槽1-5，然后用回流泵1-6抽出，一部分轻油作为回流打入脱水塔1-1塔顶，另一部分轻油外送。

6、上述工艺流程中，物料从空冷器1-2到冷却器1-3、从冷却器1-3到油水分离器1-4、从油水分离器1-4到回流槽1-5都是通过自流进入下一级设备，因此这些设备需要布置在不同高度的土建框架上，不仅需要设置多个不同高度的土建框架，而且占地较大，最终油水分离的效果也不是特别理想。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统及方法，将冷凝装置、冷却装置、油水分离装置、轻油中间槽、分离水中间槽等多种设备集成在一个塔体内，极大地减少了占地面积，降低了成本，设备布局及操作更加方便，油水分离效果更好。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，包括冷凝冷却分离一体化塔、分离水输送泵及轻油回流泵；所述冷凝冷却分离一体化塔的塔体内自上而下依次设有冷凝冷却段、油水分离段、轻油中间槽及分离水中间槽；所述冷凝冷却段设冷凝冷却器，冷凝冷却段上部一侧设油气混合物入口连接脱水塔塔顶的油气混合物出口，冷凝冷却段下部一侧设油水混合物出口；油水分离段中部的塔体内设进料分布器，冷凝冷却段的油水混合物出口通过外部的油水混合物管道连接进料分布器的油水混合物入口，进料分布器沿塔体横断面均匀分布多个进料孔；油水分离段上部一侧设轻油出口通过外部的轻油管道连接轻油中间槽一侧的轻油入口；轻油中间槽底部设轻油出口通过轻油回流管道连接脱水塔上部一侧的回流轻油入口，轻油回流管道上设轻油回流泵；油水分离段下部一侧设分离水出口，通过外部的分离水管道连接分离水中间槽一侧的分离水入口；分离水中间槽的底部设分离水出口连接外部的外送分离水管道，外送分离水管道上设分离水输送泵。

4、进一步的，所述冷凝冷却器为管壳式换热器，油气混合物入口为壳程入口，油水混合物出口为壳程出口；冷凝冷却器的顶部设管程入口及管程出口，管程入口及管程出口分别连接循环水系统；与管程出口相连的循环水管道上设安全阀。

5、进一步的，所述冷凝冷却段的油水混合物出口通过多条不同高度的出口管道连接油水混合物管道；每条出口管道上均设有阀组及视镜。

6、进一步的，所述冷凝冷却段设有液位计。

7、进一步的，所述油水分离段的外部设液面调节器及界面计。

8、进一步的，所述进料分布器由螺旋盘绕的多圈管道组成，管道上间隔均匀地开设进料孔，并且在同一横截面上，管道的上部、下部各分布2个直径为的进料孔。

9、进一步的，所述油水分离段的上部一侧、轻油中间槽的顶部、分离水中间槽的顶部分别设放散气出口，通过放散气管道连接放散气处理系统。

10、进一步的，所述轻油中间槽底部的轻油出口处设防涡流件。

11、进一步的，所述分离水中间槽底部的分离水出口处设防涡流件。

12、一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的方法，包括如下步骤：

13、1)从脱水塔塔顶出来的90～110℃的油气混合物通过油气混合物管道进入冷凝冷却分离一体化塔，先在冷凝冷却段经冷却水冷凝冷却为40℃以下的油水混合物，再经油水混合物管道自流入油水分离段；通过开启不同高度出口管道上的阀组调整冷凝冷却器的冷却速度，通过视镜观察油水混合物的流动状态，通过液位计监控冷凝冷却器内的液位高度；

14、2)油水混合物自流入油水分离段后，由进料分布器和液面调节器配合完成油水分离；油水混合物通过进料分布器上的多个进料孔进入油水分离段的中部；通过液面调节器调节油水分离段内的液面高度，同时调整油水界面的高度，油水界面高度由界面计监测；分离出的轻油通过轻油管道自流进入轻油中间槽，分离出的分离水通过分离水管道自流进入分离水中间槽；

15、3)轻油中间槽底部的轻油通过轻油回流泵抽出，一部分送至脱水塔回流，另一部分外送；

16、4)分离水中间槽底部的分离水通过分离水输送泵抽出并外送；

17、5)油水分离段、轻油中间槽、分离水中间槽的放散气统一收集后，送放散气处理系统。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1)将冷凝装置、冷却装置、油水分离装置、轻油中间槽、分离水中间槽等多种设备集成在一个塔体内，减少了分散设备的数量，极大地减少了占地面积；

20、2)油水混合物、轻油及分离水均可通过自流进入下一级设备，减少了土建框架的搭设，降低了成本；

21、3)冷凝冷却分离一体化塔可靠近脱水塔布置，设备布局更加合理，操作更加方便；

22、4)冷凝冷却段的油水混合物出口处设多个高度不同的出口管道，通过开启不同高度的阀组保证冷凝冷却器的有效冷却面积，通过液位计随时监控冷凝冷却器内的液体高度，也可以很好的保证冷凝冷却面积，通过对冷凝冷却面积进行合理分配，使冷凝冷却在一台设备内一次完成；

23、5)油水分离段设有进料分布器，有效减少进料扰动，增强油水分离效果；根据轻油和水的密度差不同，用液面调节器调整油水混合物的界面，进一步提高油水的分离效果；通过调节油水分离段内的油水界面以及通过进料分布器合理分布进液，双效控制油水分离效果，使油水分离效果更佳；

24、6)冷凝冷却分离一体化设备的油水分离设备部分外壁配有液面调节器，分布器加液位调节器双效调控，分离效果更佳。

技术特征：

1.一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，包括冷凝冷却分离一体化塔、分离水输送泵及轻油回流泵；所述冷凝冷却分离一体化塔的塔体内自上而下依次设有冷凝冷却段、油水分离段、轻油中间槽及分离水中间槽；所述冷凝冷却段设冷凝冷却器，冷凝冷却段上部一侧设油气混合物入口连接脱水塔塔顶的油气混合物出口，冷凝冷却段下部一侧设油水混合物出口；油水分离段中部的塔体内设进料分布器，冷凝冷却段的油水混合物出口通过外部的油水混合物管道连接进料分布器的油水混合物入口，进料分布器沿塔体横断面均匀分布多个进料孔；油水分离段上部一侧设轻油出口通过外部的轻油管道连接轻油中间槽一侧的轻油入口；轻油中间槽底部设轻油出口通过轻油回流管道连接脱水塔上部一侧的回流轻油入口，轻油回流管道上设轻油回流泵；油水分离段下部一侧设分离水出口，通过外部的分离水管道连接分离水中间槽一侧的分离水入口；分离水中间槽的底部设分离水出口连接外部的外送分离水管道，外送分离水管道上设分离水输送泵。

2.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述冷凝冷却器为管壳式换热器，油气混合物入口为壳程入口，油水混合物出口为壳程出口；冷凝冷却器的顶部设管程入口及管程出口，管程入口及管程出口分别连接循环水系统；与管程出口相连的循环水管道上设安全阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述冷凝冷却段的油水混合物出口通过多条不同高度的出口管道连接油水混合物管道；每条出口管道上均设有阀组及视镜。

4.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述冷凝冷却段设有液位计。

5.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述油水分离段的外部设液面调节器及界面计。

6.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述进料分布器由螺旋盘绕的多圈管道组成，管道上间隔均匀地开设进料孔，并且在同一横截面上，管道的上部、下部各分布2个直径为的进料孔。

7.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述油水分离段的上部一侧、轻油中间槽的顶部、分离水中间槽的顶部分别设放散气出口，通过放散气管道连接放散气处理系统。

8.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述轻油中间槽底部的轻油出口处设防涡流件。

9.根据权利要求1所述的一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统，其特征在于，所述分离水中间槽底部的分离水出口处设防涡流件。

10.基于权利要求1～9任意一种所述系统的用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明涉及一种用于焦油脱水塔塔顶油水冷却及分离的系统及方法，所述系统包括冷凝冷却分离一体化塔、分离水输送泵及轻油回流泵；所述冷凝冷却分离一体化塔的塔体内自上而下依次设有冷凝冷却段、油水分离段、轻油中间槽及分离水中间槽。本发明将冷凝装置、冷却装置、油水分离装置、轻油中间槽、分离水中间槽等多种设备集成在一个塔体内，极大地减少了占地面积，降低了成本，设备布局及操作更加方便，油水分离效果更好。技术研发人员：张树福,王世豪受保护的技术使用者：中冶焦耐（大连）工程技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26