本发明属于煤化工领域，更具体的说，是涉及一种利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统及方法。
背景技术：
1、煤焦油是煤气化、生产焦炭、生产半焦(兰炭)以及低阶煤加工改质过程中的液体产品。煤焦油原料一般含有较多的水、煤粉、氯化物、硫化物、氧化物、多烯及碱金属等杂质，根据生产方法的不同可得到以下四种焦油：高温煤焦油，简称高温焦油(900℃-1000℃)；中温立式炉煤焦油，简称中温煤焦油(700℃-900℃)；低温、中温发生炉煤焦油，简称中低温煤焦油(600℃-800℃)；低温热解煤焦油，简称低温焦油(450℃-650℃)。
2、中低温煤焦油经蒸馏提取轻组分后的残留物即为沥青，其性质由原料油、蒸馏条件和温度等因素决定，通常，中低温煤焦油沥青密度约1g/cm3，软化点与石油中温沥青相近，有一定黏滞性和润湿性，塑性较小。利用喹啉和甲苯对中低温煤焦油沥青的族组成进行分析，结果表明中低温煤焦油沥青的甲苯可溶物含量在90％以上，而喹啉不溶物含量接近于0。
3、目前关于中低温煤焦油沥青化学结构的共识主要有三点：①以多环稠和芳香烃结构为主；②取代基以链长不一的烷基取代基为主；③富含杂原子。杂原子以o原子为主，n、s原子较少；目前，中低温煤焦油沥青的应用可分两个方面：①与石油沥青混合改性后，获得混合沥青用于铺路；②做工业用黏结剂，包括生产炼钢行业电极原料黏结剂、炼铝行业阳极糊黏结剂、铸造焦和型煤黏结剂、耐火材料黏结剂和增碳剂、炭素材料用黏结剂等。有研究者尝试以中低温煤焦油沥青为原料，在交联剂和催化剂的作用下生产沥青树脂，取得了较好的成果，但该方面应用的研究尚处于实验室阶段。
4、综上，中低温焦油重质组分为原料的沥青由于化学结构及组成与高温焦油重质组分原料的沥青存在较大差异，导致其软化点高，结焦值低，进而影响后续的使用加工难度，影响产品质量。因此，中低温煤焦油沥青加工改质生产改质沥青产品未见报道，其一般被用于调配一定特性的油品出售。
5、正是基于这个原因，国内煤焦油沥青加工企业大多数采用高温沥青生产的中温沥青作改质沥青原料，即通过釜式热缩聚加工工艺或闪蒸工艺，生产改质沥青产品。
6、如发明专利cn114907874a提供了一种改质沥青连续生产系统及其方法，其原料为中温沥青，经中温反应釜，再依次经多台改质反应釜，改质反应釜下部设置出料阀，可得到不同品质的改质沥青。
7、发明专利cn101775304a提供了一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，其原料为高温沥青二段蒸发器经蒸馏形成的中温沥青。
8、发明专利cn113604241b提供了一种改质沥青的生产方法，将中低温煤焦油的360-540℃的馏段依次经有机溶剂萃取、离子液体萃取和组分改质，再经热聚合、煅烧等工序得到针状焦。
9、发明专利cn101289624a提供了一种两段串联连续加压热聚生产中温改质沥青的方法，原料采用中温沥青，可为生产超高功率石墨电极提供优质原料。
10、发明专利cn108315036a提供了一种利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的生产工艺，原料采用中低温沥青，经改质沥青反应釜进行改质后，塔底采出为改质沥青，可作为合格改质沥青产品使用。但截止目前，尚未见工业化大规模应用，亦未见进一步的后续报道。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出了一种生产工艺简单，产品质量可控，同时更为节能环保的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统及方法。
2、本发明的目的可通过以下技术方案实现。
3、本发明利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统，包括通过管路依次串联的原料储存罐、进料泵、蒸汽冷凝器、沥青/原料换热器、缓冲罐、管式炉、改质沥青反应釜、沥青缓冲罐；所述改质沥青反应釜和沥青缓冲罐的顶部蒸汽出口均通过管路连接至蒸汽冷凝器的蒸汽进口，所述蒸汽冷凝器的蒸汽出口通过管路经轻馏分冷却器连接至轻馏分成品库；所述沥青缓冲罐的底部出料口通过管路经改质沥青采出泵连接至沥青/原料换热器的沥青进口，所述沥青/原料换热器的沥青出口通过管路经改质沥青冷却器连接至成品储存罐。
4、进一步地，所述改质沥青反应釜设置为1～10个，彼此间通过进料口和出料口依次串联，每个改质沥青反应釜的顶部蒸汽出口均通过管路连接至蒸汽冷凝器的蒸汽进口，第一个改质沥青反应釜的进料口通过管路连接至管式炉出料口，最后一个改质沥青反应釜的出料口通过管路连接至沥青缓冲罐进料口。
5、进一步地，所述沥青/原料换热器、蒸汽冷凝器、轻馏分冷却器和改质沥青冷却器均采用管壳式结构。
6、进一步地，所述原料储存罐、进料泵、缓冲罐、改质沥青反应釜、沥青缓冲罐、改质沥青采出泵均设有放空口。
7、本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
8、本发明利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的方法，包括以下步骤：
9、步骤s1，将原料储存罐中脱去轻组分的中低温焦油重质组分，通过进料泵先后送入蒸汽冷凝器、沥青/原料换热器，预热后送入缓冲罐；
10、步骤s2，将缓冲罐内的中低温焦油重质组分输送至管式炉中，加热至370～410℃；
11、步骤s3，经管式炉加热后的中低温焦油重质组分输送至改质沥青反应釜中进行聚合反应，发生改质；
12、步骤s4，改质沥青反应釜顶部的蒸汽输送至蒸汽冷凝器，换热降温得到轻馏分，再经轻馏分冷却器冷却后，输送至轻馏分成品库；改质沥青反应釜釜底得到的改质沥青，输送至沥青缓冲罐；
13、步骤s5，沥青缓冲罐顶部蒸汽输送到蒸汽冷凝器冷凝后，再经轻馏分冷却器冷却，输送至轻馏分成品库；沥青缓冲罐底部改质后的沥青油通过改质沥青采出泵输送至沥青/原料换热器换热降温，再经改质沥青冷却器冷却后，输送至成品储存罐。
14、进一步地，步骤s1中所述原料储存罐中脱去轻组分的中低温焦油重质组分，通过进料泵先后送入蒸汽冷凝器、沥青/原料换热器，预热至200～250℃后，送入缓冲罐。
15、进一步地，步骤s3中所述改质沥青反应釜设置为1～10个，彼此间串联，经管式炉加热后的中低温焦油重质组分依次输送至每个改质沥青反应釜中进行聚合反应，每个改质沥青反应釜内的聚合反应的反应压力均为0.5～2mpa，反应温度均为370～410℃，在每个改质沥青反应釜内停留时间均为1～24h。
16、进一步地，步骤s4中所述改质沥青反应釜设置为1～10个，彼此间串联，每个改质沥青反应釜顶部的蒸汽均输送至蒸汽冷凝器，换热降温得到沸点小于370℃的轻馏分，再经轻馏分冷却器冷却后，输送至轻馏分成品库；最后一个改质沥青反应釜釜底得到的改质沥青，输送至沥青缓冲罐。
17、进一步地，步骤s5中所述沥青缓冲罐底部改质后的沥青油通过改质沥青采出泵输送至沥青/原料换热器，换热降温至250～300℃，再经改质沥青冷却器冷却后，输送至成品储存罐。
18、与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
19、本发明通过上述流程，经过高温高压的聚合反应，可利用中低温煤焦油重质组分加工出合格的改质沥青产品，将中低温煤焦油重质组分变废为宝、实现改质沥青化的有效利用，大幅提高其经济价值，且生产工艺简单，通过控制聚变反应的温度、压力可实现产品质量的可控可调，且能力利用集约化。
1.一种利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统，其特征在于，包括通过管路依次串联的原料储存罐(1)、进料泵(2)、蒸汽冷凝器(9)、沥青/原料换热器(3)、缓冲罐(4)、管式炉(5)、改质沥青反应釜(6)、沥青缓冲罐(7)；所述改质沥青反应釜(6)和沥青缓冲罐(7)的顶部蒸汽出口均通过管路连接至蒸汽冷凝器(9)的蒸汽进口，所述蒸汽冷凝器(9)的蒸汽出口通过管路经轻馏分冷却器(10)连接至轻馏分成品库；所述沥青缓冲罐(7)的底部出料口通过管路经改质沥青采出泵(8)连接至沥青/原料换热器(3)的沥青进口，所述沥青/原料换热器(3)的沥青出口通过管路经改质沥青冷却器(11)连接至成品储存罐。
2.根据权利要求1所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统，其特征在于，所述改质沥青反应釜(6)设置为1～10个，彼此间通过进料口和出料口依次串联，每个改质沥青反应釜(6)的顶部蒸汽出口均通过管路连接至蒸汽冷凝器(9)的蒸汽进口，第一个改质沥青反应釜(6)的进料口通过管路连接至管式炉(5)出料口，最后一个改质沥青反应釜(6)的出料口通过管路连接至沥青缓冲罐(7)进料口。
3.根据权利要求1所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统，其特征在于，所述沥青/原料换热器(3)、蒸汽冷凝器(9)、轻馏分冷却器(10)和改质沥青冷却器(11)均采用管壳式结构。
4.根据权利要求1所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统，其特征在于，所述原料储存罐(1)、进料泵(2)、缓冲罐(4)、改质沥青反应釜(6)、沥青缓冲罐(7)、改质沥青采出泵(8)均设有放空口。
5.一种基于上述权利要求1至4中任一项所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的系统的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的方法，其特征在于，步骤s1中所述原料储存罐(1)中脱去轻组分的中低温焦油重质组分，通过进料泵(2)先后送入蒸汽冷凝器(9)、沥青/原料换热器(3)，预热至200～250℃后，送入缓冲罐(4)。
7.根据权利要求5所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的方法，其特征在于，步骤s3中所述改质沥青反应釜(6)设置为1～10个，彼此间串联，经管式炉(5)加热后的中低温焦油重质组分依次输送至每个改质沥青反应釜(6)中进行聚合反应，每个改质沥青反应釜(6)内的聚合反应的反应压力均为0.5～2mpa，反应温度均为370～410℃，在每个改质沥青反应釜(6)内停留时间均为1～24h。
8.根据权利要求5所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的方法，其特征在于，步骤s4中所述改质沥青反应釜(6)设置为1～10个，彼此间串联，每个改质沥青反应釜(6)顶部的蒸汽均输送至蒸汽冷凝器(9)，换热降温得到沸点小于370℃的轻馏分，再经轻馏分冷却器(10)冷却后，输送至轻馏分成品库；最后一个改质沥青反应釜(6)釜底得到的改质沥青，输送至沥青缓冲罐(7)。
9.根据权利要求5所述的利用中低温煤焦油重质组分生产改质沥青的方法，其特征在于，步骤s5中所述沥青缓冲罐(7)底部改质后的沥青油通过改质沥青采出泵(8)输送至沥青/原料换热器(3)，换热降温至250～300℃，再经改质沥青冷却器(11)冷却后，输送至成品储存罐。
