改质沥青生产工艺的改进
随着炭化工业对煤沥青质量要求的提高,中温沥青已不能适应高强度和高密度的高档碳材料产品的生产,改质沥青以其高软化点(100~115℃)、甲苯不溶物含量高(28%~34%)、喹啉不溶物含量高(8%~14%)和结焦值高(< 54%)等优良性能替代了中温沥青,被广泛应用于炭素制品中作为粘结剂。
查看该栏目其他文章:开发研究我厂2005年建成了1套15万t/a焦油加工装置及配套的5万t/a改质沥青生产装置。在设计和建设期间,考察了国内多家改质沥青生产装置的运行情况,通过对比,对传统改质沥青生产工艺进行了改进,经过3年多的生产运行,效果良好。
1 传统工艺存在的问题
目前国内改质沥青大多采用2个或3个反应釜串联的常压连续热聚工艺。根据考察,该工艺在生产过程中存在以下缺点。
1) 3号反应釜后沥青П形管的放散不畅通,易造成虹吸现象,导致釜内物料被抽空。
2) 沥青П形管易堵,检修频繁。
3) 改质后的高温沥青(约400℃)为泵后冷却,沥青液下泵在高温下运行,轴套易磨损变形,使用周期短。并且高温运行对泵的性能等级要求较高,大部分厂家采用价格昂贵的进口泵。
2 改进措施
我厂改质沥青生产装置设计时采用高温热聚法,在保持工艺流程不变的前提下,对传统的3釜串联工艺进行了改进,见图1。
图1 改进后的改质沥青生产工艺流程
1) 取消了3号反应釜后的П形管,将3号反应釜由侧线进料、底部出料改为底部进料、侧线出料,在3号釜内侧线出口处增设了200mm高的T型放散管,这样保证了3号釜内液面高于侧线出口,使改质沥青可从侧线连续满管流出。
2) 将高温改质沥青冷却由传统的泵后冷却改为泵前冷却,从3号反应釜出来的改质沥青先自流入沥青冷却器冷却后再进入沥青中间地罐,然后由液下泵送入沥青高位槽。
3) 由于高温沥青自流入沥青冷却器,我们将沥青冷却器设计成5组蛇管并联,单独运行,根据生产量的大小调节蛇管的使用数量,避免了因沥青量小、流速慢而导致冷却器蛇管的结焦。
3 改进后工艺特点
1) 改进后的工艺,由于取消了3号反应釜后的П形管,改为2、3号反应釜之间底部连通,沥青从3号反应釜侧线溢流,避免了釜被抽空的虹吸现象,同时也避免了频繁的拆除清通П形管。
2) 改质后的高温沥青由泵后冷却改为泵前冷却,既消除了沥青中间槽高温下操作的不安全隐患,又使得液下泵由400℃高温下运行改为250℃下运行,降低了泵的检修频率和延长了泵的使用寿命,且价格较低的国产泵即可满足要求。
3) 改质沥青泵前冷却采用浸没式冷却器,根据投产以来的生产实践,在冬季可不加水直接空冷将沥青温度降到250℃左右,减少了水分蒸发,节约了水资源。
4 问题与讨论
3年多的运行证明,改进后的改质沥青生产装置降低了劳动强度,减少了生产成本,产品质量符合改质沥青质量指标要求。但仍存在反应釜及沥青管线结焦的问题,生产1个月就需倒换反应釜进行检查。今后还需对改质沥青生产工艺进行完善。