一种侧进料满流出料的改质沥青反应釜
技术领域
本发明涉及冶金焦化技术领域，尤其涉及一种侧进料满流出料的改质沥青反应釜。
背景技术
煤焦油加工过程中一般产生约50％～60％的沥青，属于焦油加工的大宗产品，加工规模越大，沥青产量越多。改质沥青是目前沥青的主要下游产品，主要用于电解铝行业生产预焙阳极、制备电池棒或电极粘结剂。
目前国内改质沥青的生产工艺大多采用热缩聚法，热缩聚法按加热方式可分为釜式加热法和管式炉加热法，主要是采用管式炉加热法。
采用管式炉加热法的改质沥青生产工艺，有从法国引进的加压双炉双釜汽提闪蒸工艺，也有国内的常压或减压的双炉双釜汽提闪蒸工艺，以及单炉单釜汽提闪蒸工艺等；其中双釜双炉汽提闪蒸工艺是以中温沥青为原料，在管式加热炉内进行沥青加热，然后在反应釜内进行改质反应；反应分两步进行，根据产品的要求不同，可以是常压、加压或减压反应，反应后经汽提塔闪蒸汽提，得到改质沥青产品。该工艺的优点是采用两步反应，可有效控制α-组分和β-组分生成量，产品质量可控；另外，采用汽提法分离沥青和油品，有利于软化点调整。单炉单釜汽提闪蒸工艺也是以中温沥青为原料，在管式加热炉内进行沥青加热，然后在反应釜内进行反应，一步完成反应，反应后在汽提塔中闪蒸汽提，只是产品质量控制没有双炉双釜汽提闪蒸工艺的灵活。
管式炉加热法的改质沥青生产工艺，由于设计能力大，反应控制灵活，已经成为目前改质沥青生产工艺的主流。但是有一个问题不好解决，就是改质沥青反应釜的液位测量问题。因为改质沥青反应釜是靠控制反应物停留时间和反应温度来达到沥青改质的目的，而停留时间是靠控制反应釜液位高度来实现的，所以液位测量是其工艺过程的关键。
沥青反应釜传统的液位远传测量方法一般采用压差测量方式，通过液体的密度核算转化为液位高度，但由于沥青液体的特殊性，如釜内温度高达380℃以上，液体含有聚合物等固体悬浮物，且液体粘度大易凝固，沥青烟挥发量大且易冷凝，因此仪表液体测压接口容易因沥青凝固堵塞而失灵。如果采用浮筒液面计，浮筒与导流筒或导引钢丝容易粘连在一起而无法随液面上下浮动，导致液位测量无法实现。如采用浮球液位计，由于浮球液位计需要设置与液面高度同等高度的液面指示器，而沥青反应釜的液位高达10m以上，导致浮球液位计升降杆太长，液面指示器在釜顶部太高而很难实现，同时也存在浮球与导流筒或导引钢丝容易粘连在一起而不易上下浮动的问题；另外，沥青烟也容易沿着液面指示器升降杆进入液面指示器产生凝结，造成液面指示器堵塞。如采用雷达液位计，短时间还是可以的，但由于沥青烟在雷达液面计上产生的凝结，导致雷达电磁波接收失灵，检修频繁，因此不适合用于自动调节过程。
现在的实际情况是，即使是法国引进的加压双炉双釜汽提闪蒸工艺中，反应釜液位高度控制也没有采用液位测量来控制反应釜的液位高度，而是采用称重模块对液位高度进行换算，通过控制反应釜的整体重量来控制液位高度。而称重模块的测量点数是测量重量准确与否的关键，一般2个测量点比较准确，而大型反应釜的支耳通常是6个或8个，容易测量不准；而且经常由于受到风载荷、称重模块误差的影响，使重量测量不稳定，波动很大。导致最终估算的液位不稳定，改质沥青流出量波动很大，对改质沥青的质量控制产生影响。另外，由于反应釜通常外形巨大，使称重模块的检修和更换非常困难，检修的时间长。
公开号为CN110240918A的中国专利申请公开了“一种双炉双釜气提闪蒸生产改质沥青的系统及工艺”，很好地解决了因反应釜液位高度难以控制给工艺稳定操作所带来的困扰，改质沥青反应釜采用侧部进料满流出料方式，根据事先设计需要的停留时间，设置多个满流口，通过满流高度来确定改质沥青的反应停留时间，这样就可以解决由于液位测量困难或重量测量不稳定所带来的影响，使得反应釜的操作能够顺畅的无障碍的运行。该技术方案中，为了能够通过满流高度来控制改质沥青的停留时间，反应釜的中间设置了一块挡板，把反应釜分成两部分，两部分之间通过反应釜下部的空隙联通，进料在挡板的一侧，满流出料在挡板的另一侧，使得最新进料能够实现最后出料。挡板同时还能起到换热的作用，并产生搅拌的效果，使得整个反应釜物料温度均衡，从而提高反应效率。
以上的技术方案提供了一个创新的思路，但通过实践证明，其还有需要改进的地方。一是挡板的焊接操作有些困难，会影响反应釜整体的力学性能，另外挡板在垂直方向上也有膨胀的问题；其次也是最主要的，挡板使得反应釜内部空间变窄，影响了反应釜内部定期除焦的操作。
发明内容
本发明提供了一种侧进料满流出料的改质沥青反应釜，通过在反应釜中心设置一个立式的圆筒，将反应釜分成圆筒内部、圆筒外部两部分，两部分之间通过反应釜底部的空隙联通；沥青直接进入圆筒内部空间，通过圆筒外部空间满流出料，能够实现最新进料最后出料的工艺要求；圆筒本身能够起到换热的作用，而且圆筒通过圆筒固定板固定，方便拆卸，不会影响反应釜内部定期除焦的操作。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种侧进料满流出料的改质沥青反应釜，包括由反应釜本体、上封头及下封头组成的反应釜，反应釜本体为圆筒状；所述反应釜本体内设圆筒，圆筒与反应釜本体同轴设置，圆筒与反应釜本体之间留有环形通道，圆筒的顶端与反应釜的顶部空间连通，圆筒的底端与反应釜的底部空间连通；上封头与反应釜本体的上端通过法兰一和法兰二固定连接，圆筒的上端与圆筒固定板固定连接，圆筒固定板夹在法兰一与法兰二之间实现固定；所述上封头设沥青入口管，沥青入口管的一端与沥青输送管道相连，沥青入口管的另一端伸入上封头后延伸到圆筒的上方；反应釜本体的上部一侧设沥青满流管，反应釜本体的下部一侧设沥青放空管一，沥青放空管一的一端延伸到下封头的底部，沥青放空管一的另一端伸出反应釜外；下封头的底部设沥青放空管二。
所述圆筒的顶端高于反应釜本体的顶面，圆筒的底端高于反应釜本体的底面。
所述圆筒的内径为反应釜本体内径的2/5～3/5。
所述圆筒固定板在圆筒外侧沿周向均匀开设多个通气孔，通气孔的直径为反应釜本体内径的1/9～1/7。
所述圆筒与圆筒固定板采用焊接固定。
所述上封头还设有温度计接管、压力计接管、反应气出口管、雷达液位计接管、安全阀接管及氮气入口管。
所述沥青满流管沿高向至少设置2个，反应釜本体的上部还设有备用接管。
所述反应釜的底部通过裙座支撑，裙座固定在地面基础上；裙座上设有管道连接预留孔及检测孔，裙座内侧设有爬梯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)通过在反应釜中心设置一个立式的圆筒，将反应釜分成圆筒内部、圆筒外部两部分，两部分之间通过反应釜底部的空隙联通；沥青直接进入圆筒内部空间，通过圆筒外部空间满流出料，能够实现最新进料最后出料的工艺要求；
2)圆筒通过圆筒固定板固定，与反应釜本体不进行焊接，可以方便地拆卸，不会影响反应釜内部定期除焦的操作；
3)由于不需要采用称重模块来测量液位，因此沥青反应釜可以采用底部设置裙座的支撑方式，节省了支撑框架的投资费用。
附图说明
图1是本发明所述一种侧进料满流出料的改质沥青反应釜的主视剖面图。
图2是图1中的A向视图。
图中：1.反应釜 2.沥青入口管 3.沥青满流管一 4.沥青满流管二 5.沥青放空管一 6.沥青放空管二 7.温度计接管 8.压力计接管 9.反应气出口管 10.雷达液位计接管11.安全阀接管 12.备用接管 13.氮气入口管 14.圆筒固定板 15.圆筒 16.通气孔 17.管道连接预留孔 18.检测孔 19.爬梯
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述一种侧进料满流出料的改质沥青反应釜，包括由反应釜本体、上封头及下封头组成的反应釜1，反应釜本体为圆筒状；所述反应釜本体内设圆筒15，圆筒15与反应釜本体同轴设置，圆筒15与反应釜本体之间留有环形通道，圆筒15的顶端与反应釜1的顶部空间连通，圆筒15的底端与反应釜1的底部空间连通；上封头与反应釜本体的上端通过法兰一和法兰二固定连接，圆筒15的上端与圆筒固定板14固定连接，圆筒固定板14夹在法兰一与法兰二之间实现固定；所述上封头设沥青入口管2，沥青入口管2的一端与沥青输送管道相连，沥青入口管2的另一端伸入上封头后延伸到圆筒15的上方；反应釜本体的上部一侧设沥青满流管3、4，反应釜本体的下部一侧设沥青放空管一5，沥青放空管一5的一端延伸到下封头的底部，沥青放空管一5的另一端伸出反应釜外；下封头的底部设沥青放空管二6。
所述圆筒15的顶端高于反应釜本体的顶面，圆筒15的底端高于反应釜本体的底面。
所述圆筒15的内径为反应釜本体内径的2/5～3/5。
如图2所示，所述圆筒固定板14在圆筒15外侧沿周向均匀开设多个通气孔16，通气孔16的直径为反应釜本体内径的1/9～1/7。
所述圆筒15与圆筒固定板14采用焊接固定。
所述上封头还设有温度计接管7、压力计接管8、反应气出口管9、雷达液位计接管10、安全阀接管11及氮气入口管13。
所述沥青满流管沿高向至少设置2个，反应釜本体的上部还设有备用接管12。
所述反应釜的底部通过裙座支撑，裙座固定在地面基础上；裙座上设有管道连接预留孔17及检测孔18，裙座内侧设有爬梯19。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
本实施例中，一种侧进料满流出料的改质沥青反应釜的具体结构形式如下：
改质沥青反应釜由反应釜本体、上封头、下封头与裙座组成；反应釜本体上端与上封头通过一对法兰固定连接，在2个法兰之间设置一个圆筒固定板14，用于固定设置在反应釜本体内的圆筒15，圆筒15和圆筒固定板14之间采用焊接固定。在必要的时候，圆筒15和圆筒固定板14可以同时拆卸下来，由于采用法兰连接，反应釜本体上无需再设置人孔。
本实施例中，圆筒15的内径为反应釜本体内径的二分之一，圆筒15的上端、下端均是敞开结构，上端用于接收新进入的沥青物料，下端用于连通环形通道。
圆筒固定板14除了用于固定圆筒15以外，其上还开设4个通气孔16，通气孔16的直径为八分之一的反应釜本体内径，通气孔16用于圆筒15内部与圆筒15外部两部分的气相连通。
本实施例中，上封头设置有沥青入口管2、温度接管7、压力接管8、反应气出口管9、雷达液位计接管10、安全阀接管11、氮气入口管13。
反应釜本体的上部一侧设置沥青满流管一3、沥青满流管二4，另一侧设备用接管12；沥青满流管一3位于沥青满流管二4的正上方。
反应釜的底部设置沥青放空管一5、沥青放空管二6。反应釜通过裙座支撑，裙座与地面基础固定，裙座上设置有管道连接预留孔17、检测孔18，裙座内部设置检修及安装设备用的爬梯19。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
