提高石油焦的干磨效率的方法
【專利摘要】在提高石油焦的干磨效率的方法中,包括將添加劑添加至石油焦中,并將石油焦連同添加劑一起干磨,至少一種有機(jī)添加劑和至少一種無(wú)機(jī)添加劑的組合被用作所述添加劑。
【專利說(shuō)明】提高石油焦的干磨效率的方法
[0001 ]本發(fā)明涉及一種提高石油焦的干磨效率的方法,包括將添加劑添加至石油焦中并 將石油焦連同添加劑一起干磨。
[0002] 石油焦炭(石油焦)是來(lái)自煉油廠焦化裝置單元或其它裂化工藝的含碳固體。其是 來(lái)自煉油廠的副產(chǎn)物并且主要由碳構(gòu)成。燃料級(jí)的石油焦還包含高水平的硫。多年來(lái)對(duì)對(duì) 石油焦有相當(dāng)多的關(guān)注,因?yàn)槠渫ǔ1让罕阋瞬⑶揖哂蟹浅8叩臒嶂?。存在三種類型的石 油焦,其取決于生產(chǎn)工藝而被生產(chǎn)。存在延遲、流化和靈活焦化,延遲焦化構(gòu)成超過(guò)總產(chǎn)量 的90%。所有這三種類型的石油焦具有比煤更高的熱值并包含更少的揮發(fā)性物質(zhì)和灰分。
[0003] 石油焦的主要用途是作為水泥生產(chǎn)、發(fā)電和鋼鐵生產(chǎn)的能量來(lái)源。在水泥工業(yè)中 對(duì)于有效利用石油焦作為燃料有許多限制。這些限制之一是石油焦的硬度,其硬度大于煤 并因此增加了研磨系統(tǒng)的能量消耗。由于其低含量的揮發(fā)性物質(zhì),石油焦具有差的點(diǎn)燃和 燃盡特性。因此,必須將石油焦研磨至比常規(guī)燃料高得多的細(xì)度以使其可用作水泥窯或煅 燒爐中的燃料。然而,石油焦難以研磨,這主要是由于其高碳含量,該高碳含量具有潤(rùn)滑作 用,使得石油焦顯示出更小的通過(guò)研磨系統(tǒng)中的摩擦和磨損而粉碎的趨勢(shì)。
[0004]與在水泥窯或煅燒爐中燃燒石油焦相關(guān)的進(jìn)一步問(wèn)題是其高硫含量。由于石油焦 燃燒所需的高水平的過(guò)量空氣,S02排放相對(duì)高。在熔渣工藝的過(guò)程中,S02被吸收到水泥熟 料中作為硫酸鹽。由于高硫含量,在水泥窯中燃燒石油焦期間還可出現(xiàn)操作問(wèn)題,例如窯入 口處和預(yù)熱器以及預(yù)分解爐旋風(fēng)分離器中的堵塞。
[0005] US4162044公開(kāi)了一種使用研磨助劑在液體介質(zhì)中研磨煤或礦石以增加研磨效率 的方法,所述研磨助劑包括來(lái)源于聚丙烯酸的陰離子聚合電解質(zhì)。
[0006] US4136830公開(kāi)了 一種研磨煤或包含有價(jià)金屬的礦石的方法,包括在液體介質(zhì)中 并采用研磨助劑進(jìn)行所述研磨,以增加研磨效率,所述研磨助劑包括苯乙烯與馬來(lái)酸酐的 共聚物或共聚物的鹽。
[0007] 因此,本發(fā)明的一個(gè)目的是提高石油焦的干磨效率。特別地,本發(fā)明目的在于減少 將石油焦研磨至給定細(xì)度的能量消耗和/或采用相同的能量消耗而提高研磨細(xì)度。
[0008] 為了解決此目標(biāo),本發(fā)明的方法包括將添加劑添加至石油焦中并將石油焦連同添 加劑一起干磨,其中至少一種有機(jī)添加劑和至少一種無(wú)機(jī)添加劑的組合被用作所述添加 劑。因此,本發(fā)明使用有機(jī)研磨助劑和無(wú)機(jī)添加劑的組合和協(xié)同效應(yīng)。有機(jī)研磨助劑用于防 止在研磨過(guò)程期間或之后經(jīng)研磨的石油焦顆粒再附聚。大多數(shù)有機(jī)研磨助劑,例如鏈烷醇 胺,由極性有機(jī)化合物組成,所述極性有機(jī)化合物排列其偶極,以使新形成的顆粒表面上的 電荷飽和,減少再附聚。
[0009] 優(yōu)選地,至少一種有機(jī)添加劑選自鏈烷醇胺如三丙醇胺、多元醇如二乙二醇、聚酰 胺、聚酯、聚醚、聚羧酸酯、聚羧酸醚、聚氧化烯烷基碳酸鈉、胺的鹽、多元醇的鹽及其組合。
[0010] 優(yōu)選地,至少一種無(wú)機(jī)添加劑選自石灰?guī)r、白云質(zhì)石灰?guī)r、粉煤灰、爐渣、粘土、紅 土、鋁土、鐵礦石、砂巖及其組合。無(wú)機(jī)添加劑為研磨方法提供了磨損效應(yīng),從而提高研磨效 率。
[0011 ]在本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施方案中,無(wú)機(jī)添加劑包括石灰?guī)r。石灰?guī)r具有結(jié)合 石油焦在燃燒期間(火焰原位)的硫含量的效果,使得防止s〇2被吸收入水泥熟料中。
[0012]優(yōu)選地,無(wú)機(jī)添加劑包含選自石灰?guī)r、白云質(zhì)石灰?guī)r及其組合的第一組分,以及選 自石灰?guī)r、粉煤灰、爐渣、粘土、紅土、鋁土、鐵礦石、砂巖及其組合的第二組分。
[0013] 優(yōu)選地,將添加劑以石油焦的0.5H0wt-%的量添加至石油焦中。因此,添加的有 機(jī)和無(wú)機(jī)添加劑的總重量是〇. 51-10wt-%。
[0014] 添加的添加劑的最大部分由無(wú)機(jī)添加劑組成。優(yōu)選地,將一種或多種無(wú)機(jī)添加劑 以石油焦的〇. 5 % -9.99wt-%,特別地6-8wt-%的量添加至石油焦中。
[0015] 優(yōu)選將一種或多種有機(jī)添加劑以石油焦的0.01 %_0. lwt-%的量添加至石油焦 中。
[0016] 本發(fā)明可用于研磨單獨(dú)的石油焦或研磨與煤組合的石油焦。
[0017] 原則上,任何類型的磨機(jī)設(shè)計(jì)可用于本發(fā)明的上下文中用于研磨方法。最優(yōu)選地, 可使用立式輥磨機(jī),其有利于石油焦研磨,因?yàn)槠淠茉谳^低的能量需求下將石油焦研磨至 更細(xì)的尺寸。然而,也可使用球磨機(jī)和E-磨機(jī)系統(tǒng)。
[0018] 當(dāng)使用具有以下組成的石油焦時(shí),可實(shí)現(xiàn)最好的研磨效率: 揮發(fā)性物質(zhì) 7.5-10.5 wt-% 灰分 1-5 wt-% 固定碳 83-93 wt-%
[0019] 7JC 分 0.3-1.5 wt-% 硫 5.0-6.5wt-% 熱值(GOD) 8150-8250 cal/gm 哈德格羅夫可磨度指數(shù) 45-55
[0020] 下面,將通過(guò)在附圖中示意性圖示說(shuō)明的示例性實(shí)施方案來(lái)更詳細(xì)地解釋本發(fā) 明。參考實(shí)施例1-4表示采用只與有機(jī)添加劑組合的石油焦進(jìn)行的研磨測(cè)試。參考實(shí)施例5-8表示采用只與無(wú)機(jī)添加劑組合的石油焦進(jìn)行的研磨測(cè)試。實(shí)施例9-12表示采用與無(wú)機(jī)和 有機(jī)添加劑組合的石油焦根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的研磨測(cè)試。
[0021] 實(shí)施例1-4
[0022]使用具有以下組成的石油焦: 揮發(fā)性物質(zhì) 8.1wt-% 灰分 1.5wt-%
[0023] 固定碳 90.4wt-% 水分 0.3wt-% 硫 5.3wt-%哈德格羅夫可磨度指數(shù) 48.3
[0024] 將石油焦與以下物質(zhì)混合:
[0025] -無(wú)添加劑(實(shí)施例1)
[0026] -0 ? 06wt_%多元醇(乙二醇)(實(shí)施例2)
[0027] -0.04wt-%胺(三乙醇胺)(實(shí)施例3)
[0028] -O.lwt-%聚醚(聚-羧酸(丙烯酸或草酸)醚)(實(shí)施例4)。
[0029] 在立式球磨機(jī)中研磨混合物。在磨機(jī)軸處的能量被測(cè)量為研磨細(xì)度的函數(shù)。相應(yīng) 的圖描述于圖1中。將目標(biāo)細(xì)度限定為在90微米篩上4%的殘留,由此圖1顯示了相應(yīng)的水平 線。采用0.1%聚醚的摻和物已經(jīng)獲得最好的結(jié)果。
[0030] 實(shí)施例5-10
[0031] 使用與實(shí)施例1-4中相同類型的石油焦。將石油焦與以下物質(zhì)混合:
[0032]-無(wú)添加劑(實(shí)施例5)
[0033] -5wt_%砂巖(實(shí)施例6)
[0034] -7.5wt_% 鋁土 (實(shí)施例 7)
[0035] -10wt-%高爐爐渣(實(shí)施例8)
[0036] -7.5wt_%石灰?guī)r(實(shí)施例9)
[0037] -10wt-%粉煤灰(實(shí)施例10)
[0038] 在立式球磨機(jī)中研磨混合物。在磨機(jī)軸處的能量被測(cè)量為研磨細(xì)度的函數(shù)。相應(yīng) 的圖描述于圖2中。將目標(biāo)細(xì)度再次限定為在90微米篩上4%的殘留,由此圖2顯示了相應(yīng)的 水平線。采用5%砂巖的摻和物已經(jīng)獲得最好的結(jié)果。
[0039] 實(shí)施例11-16
[0040] 使用與實(shí)施例5-10中相同類型的石油焦和無(wú)機(jī)添加劑。將石油焦額外地與以下物 質(zhì)混合:
[0041 ]-無(wú)添加劑(實(shí)施例11)
[0042 ] -0 ? 06wt_ %多元醇(乙二醇)和5wt_ %砂巖(實(shí)施例12)
[0043] -0.06wt_%多元醇(乙二醇)和7.5wt_%鋁土 (實(shí)施例13)
[0044] -0.06wt_%多元醇(乙二醇)和10wt-%高爐爐渣(實(shí)施例14)
[0045] -0.06wt_ %多元醇(乙二醇)和7.5wt_ %石灰?guī)r(實(shí)施例15)
[0046] -0.06wt_%多元醇(乙二醇)和10wt-%粉煤灰(實(shí)施例16)
[0047] 在立式球磨機(jī)中研磨混合物。在磨機(jī)軸處的能量被測(cè)量為研磨細(xì)度的函數(shù)。相應(yīng) 的圖描述于圖3中。將目標(biāo)細(xì)度限定為在90微米篩上4%的殘留,由此圖3顯示了相應(yīng)的水平 線。采用〇. 〇6wt_ %多元醇(乙二醇)和5wt_ %砂巖的摻和物已經(jīng)獲得最好的結(jié)果,其中當(dāng)與 只有無(wú)機(jī)添加劑的摻和物對(duì)比時(shí),獲得了顯著改進(jìn)。
[0048] 實(shí)施例17-22
[0049] 使用與實(shí)施例5-10中相同類型的石油焦和無(wú)機(jī)添加劑。將石油焦額外地與以下物 質(zhì)混合:
[0050] -無(wú)添加劑(實(shí)施例17)
[0051] -0.04wt_%胺(多胺)和5wt_%砂巖(實(shí)施例18)
[0052] _0.04¥卜%胺(多胺)和7.5¥卜%鋁土(實(shí)施例19)
[0053] -0.04wt_%胺(多胺)和10wt-%高爐爐渣(實(shí)施例20)
[0054] -0.04wt_%胺(多胺)和7.5wt_%石灰?guī)r(實(shí)施例21)
[0055] -0.04wt_%胺(多胺)和10wt-%粉煤灰(實(shí)施例22)
[0056]在立式球磨機(jī)中研磨混合物。在磨機(jī)軸處的能量被測(cè)量為研磨細(xì)度的函數(shù)。相應(yīng) 的圖描述于圖4中。將目標(biāo)細(xì)度限定為在90微米篩上4%的殘留,由此圖4顯示了相應(yīng)的水平 線。采用0.04wt- %胺(多胺)和1 Owt- %高爐爐渣的摻和物已經(jīng)獲得最好的結(jié)果,其中當(dāng)與 只有無(wú)機(jī)添加劑的摻和物對(duì)比時(shí),獲得了顯著改進(jìn)。
[0057] 實(shí)施例23-28
[0058] 使用與實(shí)施例5-10中相同類型的石油焦和無(wú)機(jī)添加劑。將石油焦額外地與以下物 質(zhì)混合:
[0059]-無(wú)添加劑(實(shí)施例23)
[0060] -O.lwt-%聚醚[聚-羧酸(丙烯酸或草酸)醚]和5wt_%砂巖(實(shí)施例24)
[0061 ] -O.lwt-%聚醚[聚-羧酸(丙烯酸或草酸)醚]和7.5wt_%鋁土(實(shí)施例25)
[0062] -O.lwt-%聚醚[聚-羧酸(丙烯酸或草酸)醚]和10wt-%高爐爐渣(實(shí)施例26)
[0063] -O.lwt-%聚醚[聚-羧酸(丙烯酸或草酸)醚]和7.5wt_%石灰?guī)r(實(shí)施例27)
[0064] -O.lwt-%聚醚[聚-羧酸(丙烯酸或草酸)醚]和10wt-%粉煤灰(實(shí)施例28)
[0065]在立式球磨機(jī)中研磨混合物。在磨機(jī)軸處的能量被測(cè)量為研磨細(xì)度的函數(shù)。相應(yīng) 的圖描述于圖5中。將目標(biāo)細(xì)度限定為在90微米篩上4%的殘留,由此圖5顯示了相應(yīng)的水平 線。采用O.lwt-%聚醚[聚-羧酸(丙烯酸或草酸)醚]和7.5wt_%石灰?guī)r的摻和物已經(jīng)獲得 最好的結(jié)果,其中當(dāng)與只有無(wú)機(jī)添加劑的摻和物對(duì)比時(shí),獲得了顯著改進(jìn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 提高石油焦的干磨效率的方法,其包括將添加劑添加至石油焦中,并將石油焦連同 添加劑一起干磨,其特征在于至少一種有機(jī)添加劑和至少一種無(wú)機(jī)添加劑的組合被用作所 述添加劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述至少一種有機(jī)添加劑選自鏈烷醇胺如三丙醇 胺、多元醇如二乙二醇、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚羧酸酯、聚羧酸醚、聚氧化烯烷基碳酸鈉、胺 的鹽、多元醇的鹽及其組合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法,其中所述至少一種無(wú)機(jī)添加劑選自石灰?guī)r、白云質(zhì) 石灰?guī)r、粉煤灰、爐渣、粘土、紅土、鋁土、鐵礦石、砂巖及其組合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法,其中所述無(wú)機(jī)添加劑包含選自石灰?guī)r、白云質(zhì)石 灰?guī)r及其組合的第一組分,以及選自石灰?guī)r、粉煤灰、爐渣、粘土、紅土、鋁土、鐵礦石、砂巖 及其組合的第二組分。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法,其中將所述添加劑以石油焦的0.51-lOwt-% 的量添加至石油焦中。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中將所述一種或多種無(wú)機(jī)添加劑以石油焦的0.5-9.99wt-%,特別地6-8wt-%的量添加至石油焦中。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法,其中將所述一種或多種有機(jī)添加劑以石油焦的 0.01-0. lwt-%的量添加至石油焦中。
【文檔編號(hào)】C10L9/10GK106029849SQ201580004678
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月13日
【發(fā)明人】S·A·克哈迪卡, M·V·卡蘭迪卡, P·G·勒勒, D·D·庫(kù)卡尼
【申請(qǐng)人】霍爾辛姆科技有限公司