连续生产中间相沥青的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及中间相沥青的生产领域，具体涉及连续生产中间相沥青的系统和方法。该系统包括依次连接的进料装置和反应装置，其中所述进料装置用于将原料融化并加热到反应温度，所述反应装置用于将来自于进料装置的物料在无搅动的条件下，以自由向下流动的方式进行反应转变成中间相沥青；其中，所述反应装置为高径比大于3的筒状容器；所述反应装置包括位于所述反应装置的上部的液体物料入口，液体物料出口位于底部；所述反应装置的内部不设置搅拌部件和填料。本发明专利技术的系统和方法能够在保证所得中间相沥青产品的综合性能较好的前提下，进一步提高所得中间相沥青产品的均一性和中间相沥青的含量。

【技术实现步骤摘要】
连续生产中间相沥青的系统和方法
本专利技术涉及中间相沥青的生产领域，具体涉及一种连续生产中间相沥青的系统，以及使用该系统连续生产中间相沥青的方法。
技术介绍
沥青中间相是一种由相对分子质量为370～2000的多种扁盘状稠环芳烃组成的混合物，又叫液晶相沥青。一般物质若以晶体状态存在则呈现光学各向异性，以液体状态存在则呈现光学各向同性；但是，有一类物质在从晶体转变为液体过程(或逆过程)的中间阶段，呈现出一种光学各向异性的混浊流体状态，既是液体形态同时又具有晶体光学各向异性特征，结晶学中称之为液晶，物相学中则称之为中间相。CN108219813A公开了中间相沥青及其连续生产方法与系统，系统包括：连续加热进料系统和其下游的沥青聚合反应系统，连续加热进料系统出料口与沥青聚合反应系统进料口相连；连续加热进料系统包括沥青融化单元和沥青加热单元，沥青聚合反应系统包括串联的2-8级反应釜及至少1级备用反应釜；沥青加热单元包括分别装填沥青和熔盐的空间。然而，该专利的反应装置过于复杂，所得产品中中间相含量不够高，并且不能完全保证产品的均一性。因此，研究一种装置更加简单、操作更加简单、产品更加均一、中间相含量更高的中间相沥青的装置和方法是非常重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的中间相沥青含量不够高和/或产品均一性不够好的问题，提供一种连续生产中间相沥青的系统，以及使用该系统连续生产中间相沥青的方法。本专利技术的系统和方法能够在保证所得中间相沥青产品的综合性能较好的前提下，进一步提高所得中间相沥青产品的均一性和中间相沥青的含量。本专利技术的专利技术人发现，现有的中间相沥青的生产工艺，通常以串联反应釜的方式进行，这种方式虽然能够保证每个反应釜内物料的均一性，但是对于不同的反应釜不同的批次的产品之间的均一性无法保证，这使得对于大批量生产时，无法保证最终所有产品都是相同的；另外，现有的生产工艺通常在反应釜内采用强力搅拌的方式进行物料混合，这种混合方式使得先进入反应釜的和后进入反应釜的物料混合在一起，物料的停留时间无法实现相同。由此，本专利技术的专利技术人发现，通过简化反应器模式，取消串联的多个反应釜，而是采用高径比较大的长筒状反应器进行，物料均在重力作用下自上而下运动，没有其他的外力干扰物料的运动方式，由此每一份物料的运行轨迹和停留时间都是相同的，在不变的系统运行参数下，每一份物料的反应条件也都是相同的，能够保证物料经历相同的反应过程生成了相同的产品，从而保证了大批量生产的稳定性。进一步地，通过优选控制系统的条件参数，能够使得所得产品的中间相沥青的含量几乎达到100重量％。本专利技术第一方面提供了一种连续生产中间相沥青的系统，该系统包括依次连接的进料装置和反应装置，其中所述进料装置用于将原料融化并加热到反应温度，所述反应装置用于将来自于进料装置的物料在无搅动的条件下，以自由向下流动的方式进行反应转变成中间相沥青；其中，所述反应装置为高径比大于3的筒状容器；所述反应装置包括位于所述反应装置的上部的液体物料入口，液体物料出口位于底部；所述反应装置的内部不设置搅拌部件和填料。本专利技术第二方面提供了一种连续生产中间相沥青的方法，该方法在本专利技术所述的连续生产中间相沥青的系统中进行，包括将沥青原料在进料装置中融化并加热至反应温度，得到反应沥青；将所述反应沥青送入反应装置中，所述反应沥青在重力的作用下和无搅动条件下，以自由向下运动的方式进行反应，在反应装置底部的液体物料出口得到中间相沥青，其中，所述反应沥青在反应装置中的停留时间为7-15h。本专利技术的系统和方法至少具有以下优势：(1)所得产品的中间相沥青的含量高；(2)所得产品具有较高的软化点、较高的残炭含量和较低的灰分含量等较好的综合性能；(3)所得产品具有很好的均一性；(4)流程简单，反应装置简单，可控性强；(5)有利于生产的连续性，能够保证大批量生产，提高生产效率；(6)结焦程度显著降低，减轻了清理负担，延长了运行周期；(7)清洗、维护方便。本专利技术的其他特征和优势将在以下具体实施方式中详细说明。附图说明图1是根据本专利技术一种具体实施方式的中间相沥青的连续生产系统。附图标记说明1-干燥粉碎装置；2-提升计量装置；3-进料装置；4-反应装置；5-产物接收装置；6-出料包装装置；7-惰性气体提供装置；8-冷凝回收装置；9-液位传感器。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术第一方面提供了一种连续生产中间相沥青的系统，如图1所示，该系统包括依次连接的进料装置3和反应装置4，其中所述进料装置3用于将原料融化并加热到反应温度，所述反应装置4用于将来自于进料装置3的物料在无搅动的条件下，以自由向下流动的方式进行反应转变成中间相沥青；其中，所述反应装置4为高径比大于3的筒状容器；所述反应装置4包括位于所述反应装置4的上部的液体物料入口，液体物料出口位于底部；所述反应装置4的内部不设置搅拌部件和填料。根据本专利技术的系统，通过将本专利技术的反应装置4设置为高径比较大的筒状容器，能够使得其中的物料在反应装置4中均匀地进行反应并保持足够的停留时间。在本专利技术中，所述“来自于进料装置3的物料”即为融化并加热到反应温度的原料。在优选的情况下，所述反应装置4的高径比为3.5-30，更优选为4.5-20，进一步优选为6-14。所述高径比指的是高度与横截面直径的比。根据本专利技术的系统，为了使反应物料有足够的停留时间，在满足上述高径比的前提下，优选地，所述反应装置4的高度不小于5m，更优选地，所述反应装置4的高度为5-15m，进一步优选地，所述反应装置4的高度为7-10m。根据本专利技术的系统，为了使反应物料在所述反应装置4中横截面上各处的温度和反应更加均匀，因此所述反应装置4的直径不易太大，优选地，所述反应装置4的横截面的直径优选不大于1.5m，更优选地，所述反应装置4的横截面的直径为0.5-1.5m。根据本专利技术的系统，为了尽可能少的干扰物料的运动并且尽可能地减少结焦，本专利技术的反应装置4的内部优选尽量少地设置部件，为了防止变形，所述反应装置4的内部可以仅设置必要的支撑部件；或者也可以在反应装置4的外部设置支撑部件，而内部不设置任何部件。通过这种设置，本专利技术的专利技术人摒弃了现有的反应釜中常规设置的强力搅拌装置，从而避免了强力搅拌所带来的先进入的物料和后进入的物料被强力搅拌在一起从而导致含量较低和易于结焦的缺点，从而大大地提高了本专利技术的产品中中间相沥青的含量，降低了结焦率。根据本专利技术的系统，物料在所述反应装置4中自上而下地在重力的作用下自由向下运动，因此物料从所述反应装置4的上部位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续生产中间相沥青的系统，该系统包括依次连接的进料装置(3)和反应装置(4)，其中所述进料装置(3)用于将原料融化并加热到反应温度，所述反应装置(4)用于将来自于进料装置(3)的物料在无搅动的条件下，以自由向下流动的方式进行反应转变成中间相沥青；/n其中，所述反应装置(4)为高径比大于3的筒状容器；所述反应装置(4)包括位于所述反应装置(4)的上部的液体物料入口，液体物料出口位于底部；所述反应装置(4)的内部不设置搅拌部件和填料。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续生产中间相沥青的系统，该系统包括依次连接的进料装置(3)和反应装置(4)，其中所述进料装置(3)用于将原料融化并加热到反应温度，所述反应装置(4)用于将来自于进料装置(3)的物料在无搅动的条件下，以自由向下流动的方式进行反应转变成中间相沥青；
其中，所述反应装置(4)为高径比大于3的筒状容器；所述反应装置(4)包括位于所述反应装置(4)的上部的液体物料入口，液体物料出口位于底部；所述反应装置(4)的内部不设置搅拌部件和填料。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述反应装置(4)的高径比为3.5-30，优选为4.5-20。


3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述反应装置(4)的内部仅设置支撑部件。


4.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述反应装置(4)的高度为h，所述液体物料入口的位置与所述反应装置(4)的顶部之间的距离为(0-0.5)h。


5.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述进料装置(3)为双螺杆挤出机或单螺杆挤出机。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的系统，其中，所述系统还包括位于所述进料装置(3)之前的干燥粉碎装置(1)和提升计量装置(2)。


7.根据权利要求1-6中任意一项所述的系统，其中，所述系统还包括：与所述反应装置(4)的液体物料出口相连通的产物接收装置(5)，所述产物接收装置(5)用于将来自所述反应装置(4)的物料进行冷却成型；
优选地，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建明，张胜振，朱豫飞，刘均庆，王珂，梁文斌，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11