CN101270292B - 油母页岩炼油尾气循环利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了油母页岩炼油尾气循环利用方法及装置，它包括利用炼油尾气和通过蓄热、换热预热至300～350℃的助燃空气在燃烧装置中点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1100～1200℃的高温烟气；高温烟气被送至多行程管式换热器，使冷工艺干馏煤气加热至650～700℃，最终送至干馏炉中加热油母页岩；将经多行程管式换热器中换热后的温度为500～550℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，使烟气温度下降到150℃，然后排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中形成300～350℃的助燃空气。该系统包括：燃烧装置、燃烧室、多行程管式换热器、一个蓄热式回收装置。采用本发明的方法和装置可以实现尾气的循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种尾气循环利用方法及装置，尤其涉及一种油母页岩炼油尾气循环利用方法及装置。
背景技术
通常油母页岩含油率为6％～14％，从油母页岩提炼页岩油需进行干馏工艺。这一工艺通常是在立式干馏炉及其系统中完成，约10t油母页岩生产1t页岩油。目前我国油母页岩已探明储量为315.67亿吨，仅次于美国、巴西、俄罗斯，居世界第四位。在石油供应紧张，石油价格猛涨的今天，世界各国对从油母页岩提炼页岩油重新引起高度重视。页岩原油其性质与天然石油相近，价格较低，成本主要取决于提炼工艺及技术设备。在干馏炉中油母页岩受热(炉温～600℃)后产生含油干馏气，干馏气经过复杂的冷却、分离回收系统，得到页岩油与炼油尾气。炼油尾气为低热值可燃气体，主要可燃成分为H2、CH4和CO，热值范围(600～1000)×4.18kJ/Nm3。大部分炼油尾气需从起始温度(～30℃)加热至～650℃，形成工艺干馏煤气，并送到干馏加热炉作为热源间接加热油母页岩，使之裂解；以往的页岩炼油工艺中，其炼油尾气的重新加热均采用附加燃料在尾气加热炉中完成。同时还有小部分剩余炼油尾气被放散掉。由于尾气热值实际仅为(600～1000)×4.18kJ/Nm3，且随着炼油技术水平的提高，尾气热值有进一步下降的趋势，这就增加全部使用尾气作为热源对工艺干馏煤气隔离加热的难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种完全利用低热值炼油尾气实现对工艺干馏煤气加热的油母页岩炼油尾气循环利用方法及装置。
本发明的油母页岩炼油尾气循环利用方法，它包括以下步骤：
(1)利用剩余的炼油尾气和通过蓄热、换热预热至300～350℃的助燃空气在燃烧装置中混合、点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1100～1200℃的高温烟气；
(2)所述的高温烟气被送至多行程管式换热器，在多行程管式换热器中与冷工艺干馏煤气隔离换热，使冷工艺干馏煤气加热至650～700℃，达到油母页岩干馏的温度要求，最终送至干馏炉中加热油母页岩，使之裂解；
(3)将经所述的多行程管式换热器中换热后的温度为500～550℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，在所述的蓄热式回收装置一侧的蓄热室中换热，所述的500～550℃烟气的大部分热量被蓄热室的蓄热体所吸收，烟气温度下降到150℃，然后被排出所述的蓄热式回收装置并经烟囱排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中，由助燃风机鼓入的室温空气进行换热，所述的空气吸收了换热室中蓄热体的热量，形成300～350℃的助燃空气；
在下一个循环周期，通过蓄热式回收装置的中间换向阀和低温换向阀分别自动换向，蓄热式回收装置中进行上述的相反过程，前一周期的蓄热室变为换热室，换热室则变为蓄热室；
(4)将预热至300～350℃的助燃空气送至所述的步骤(1)中，重复步骤(1)-(3)。
本发明的油母页岩尾气循环利用装置，它包括：
(1)其上设置有剩余炼油尾气入口、预热助燃空气入口及补充燃料气入口的燃烧装置；
(2)一个燃烧室，该燃烧室的入口与所述的燃烧装置的出口相连；
(3)一个多行程管式换热器，该换热器的底部入口与所述的燃烧室的出口相连；
(4)一个蓄热式回收装置，它包括中间换向阀、左右分装的两个蓄热室、低温换向阀，所述的蓄热室内设置有蓄热体、在所述的蓄热体周围包有隔热层，所述的中间换向阀一个入口通过第一管道与所述的多行程管式换热器顶部出口相连，其一个出口通过第二管道与一侧的蓄热室的入口相连，所述的蓄热室的出口经第三管道与低温换向阀的入口相连，所述的低温换向阀的一个出口通过第八管道与设置有引风机的烟囱相连、其另一个出口经第四管道与另一侧的第二蓄热室的入口相连，所述的第二蓄热室的出口经第五管道与中间换向阀的另一个入口相连，所述的中间换向阀一个出口通过第六管道与所述的燃烧装置的预热助燃空气入口相连；
(5)一个助燃风机，该风机的出口通过第七管道与所述的低温换向阀的一个入口相连。
采用本发明的方法和装置具有以下优点：
1.本方法回收利用剩余放散的页岩炼油尾气，实现尾气的循环利用，即利用剩余部分炼油尾气加热工艺干馏煤气，符合循环经济的要求。
2.节约能源，一般情况下勿需外加燃料。
3.减少烟气排放，尾气零排放。
4.本方法和装置可在油母页岩炼油工艺中广泛采用，也可用于其他化工过程低热值尾气的回收及循环利用。
附图说明
图1为本发明的油母页岩炼油尾气循环利用方法的工艺流程图；
图2为本发明的油母页岩炼油尾气循环利用装置的主视图；
图3是图2所示的装置的俯视图；
图4为图2所示的装置的蓄热式回收装置的蓄热(换热)室结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。
如图1所示本发明的油母页岩炼油尾气循环利用方法，它包括以下步骤：利用剩余的炼油尾气和通过蓄热、换热预热至300～350℃的助燃空气在燃烧装置中混合、点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1100～1200℃的高温烟气；所述的高温烟气被送至多行程管式换热器，在多行程管式换热器中与冷工艺干馏煤气隔离换热，使冷工艺干馏煤气加热至650～700℃，达到油母页岩干馏的温度要求，最终送至干馏炉中加热油母页岩，使之裂解；将经所述的多行程管式换热器中换热后的温度为500～550℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，在所述的蓄热式回收装置一侧的蓄热室中换热，所述的500～550℃烟气的大部分热量被蓄热室的蓄热体所吸收，烟气温度下降到150℃，然后被排出所述的蓄热式回收装置并经烟囱排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中，蓄热体与由助燃风机鼓入的室温空气进行换热，所 述的空气吸收了换热室中蓄热体的热量，形成300～350℃的助燃空气；在下一个循环周期，通过蓄热式回收装置的中间换向阀和低温换向阀分别自动换向，蓄热式回收装置中进行上述的相反过程，前一周期的蓄热室变为换热室，换热室则变为蓄热室；将预热至300～350℃的助燃空气送至燃烧装置中混合、点燃，重复上述步骤。本方法还为燃烧装置特殊配备了补充燃料功能，只有在剩余炼油尾气供应异常时(供应量不足、热值过低)才使用少量的补充燃料，以确保工艺干馏煤气的加热温度，补充燃料可以是除炼油尾气外的任何气体燃料或液体燃料如液化气、天然气、柴油。
如图2-4所示的油母页岩尾气循环利用装置，它包括：其上设置有剩余炼油尾气10入口、预热助燃空气11入口及补充燃料气12入口的燃烧装置1，所述的燃烧装置1可以为多层同心管组成；一个燃烧室2，该燃烧室2由一个具有异型耐热衬里的壳体构成，其入口与所述的燃烧装置1的出口相连；一个多行程管式换热器3，在该换热器的管程中通入30℃的工艺干馏煤气23，该干馏煤气经换热后送至干馏炉，该换热器3的底部入口与所述的燃烧室2的出口相连；一个蓄热式回收装置，它包括中间换向阀4、左右分装的两个蓄热(换热)室5、低温换向阀6，所述的蓄热室内设置有蓄热体21，所述的蓄热体可以为按蓄热量要求确定的若干蓄热单元组成，单元体材质为堇青石、氧化铝，在所述的蓄热体周围包有隔热层22，所述的中间换向阀4的一个入口通过第一管道13与所述的多行程管式换热器3顶部出口相连，其一个出(入)口通过第二管道14与一侧的蓄热(换热)室5的入(出)口相连，其另一个出口通过第六管道18与所述的燃烧装置1的预热助燃空气12入口相连；所述的蓄热(换热)室的出(入)口经第三管道15与低温换向阀6的入(出)口相连；所述的低温换向阀6的一个出(入)口经第四管道16与另一侧的第二蓄热(换热)室5的入(出)口相连，所述的第二蓄热(换热)室5的出(入)口经第五管道17与所述的中间换向阀4的另一个入(出)口相连，所述的低温换向阀6的一个出口通过第八管道20与设置有引风机8的烟囱9相连；一个助燃风机7，该风机的出口通过第七管道19与所述的低温换向阀的一个入口相连。为了便于设备布置，所述的蓄热式回收装置可以设置在燃烧装置和燃烧室之上的位置。
实施例1
在燃烧装置中分别以100Nm3/h流量通入温度为30℃的剩余的炼油尾气和以80Nm3/h流量通入通过蓄热、换热预热至300℃的助燃空气并在燃烧装置中混合、点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1100℃的高温烟气；所述的高温烟气被送至多行程管式换热器，在多行程管式换热器中与冷工艺干馏煤气隔离换热，使冷工艺干馏煤气加热至670℃，达到油母页岩干馏的温度要求，最终送至干馏炉中加热油母页岩，使之裂解；将经所述的多行程管式换热器中换热后的温度为520℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，在所述的蓄热式回收装置一侧的蓄热室中换热，所述的520℃烟气的大部分热量被蓄热室的蓄热体所吸收，烟气温度下降到150℃，然后被排出所述的蓄热式回收装置并经烟囱排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中，由助燃风机鼓入的室温空气在换热室中换热，所述的空气吸收了换热室中蓄热体的热量，形成300℃的助燃空气；在下一个循环周期，通过蓄热式回收装置的中间换向阀和低温换向阀分别自动换向，蓄热式回收装置中进行上述的相反过程，前一周期的蓄热室变为换热室，换热室则变为蓄热室；将预热至300℃的助燃空气送至燃烧装置中混合、点燃，重复上述步骤。
实施例2
在燃烧装置中分别以2500Nm3/h流量通入温度为30℃的剩余的炼油尾气和以2000Nm3/h流量通入通过蓄热、换热预热至350℃的助燃空气并在燃烧装置中混合、点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1200℃的高温烟气；所述的高温烟气被送至多行程管式换热器，在多行程管式换热器中与冷工艺干馏煤气隔离换热，使冷工艺干馏煤气加热至700℃，达到油母页岩干馏的温度要求，最终送至干馏炉中加热油母页岩，使之裂解；将经所述的多行程管式换热器中换热后的温度为550℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，在所述的蓄热式回收装置一侧的蓄热室中换热，所述的550℃烟气的大部分热量被蓄热室的蓄热体所吸收，烟气温度下降到150℃，然后被排出所述的蓄热式回收装置并经烟囱排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中，由助燃风机鼓入的室温空气在换热室中换热，所述的空气吸收了换热室中蓄热体的热量，形成350℃的助燃空气；在下一个循环周期，通过蓄热式回收装置的中间换 向阀和低温换向阀分别自动换向，蓄热式回收装置中进行上述的相反过程，前一周期的蓄热室变为换热室，换热室则变为蓄热室；将预热至350℃的助燃空气送至燃烧装置中混合、点燃，重复上述步骤。
实施例3
在燃烧装置中分别以10000Nm3/h流量通入温度为30℃的剩余的炼油尾气和以8000Nm3/h流量通入通过蓄热、换热预热至320℃的助燃空气并在燃烧装置中混合、点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1150℃的高温烟气；所述的高温烟气被送至多行程管式换热器，在多行程管式换热器中与冷工艺干馏煤气隔离换热，使冷工艺干馏煤气加热至650℃，达到油母页岩干馏的温度要求，最终送至干馏炉中加热油母页岩，使之裂解；将经所述的多行程管式换热器中换热后的温度为500℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，在所述的蓄热式回收装置一侧的蓄热室中换热，所述的500℃烟气的大部分热量被蓄热室的蓄热体所吸收，烟气温度下降到150℃，然后被排出所述的蓄热式回收装置并经烟囱排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中，由助燃风机鼓入的室温空气在换热室中换热，所述的空气吸收了换热室中蓄热体的热量，形成320℃的助燃空气；在下一个循环周期，通过蓄热式回收装置的中间换向阀和低温换向阀分别自动换向，蓄热式回收装置中进行上述的相反过程，前一周期的蓄热室变为换热室，换热室则变为蓄热室；将预热至320℃的助燃空气送至燃烧装置中混合、点燃，重复上述步骤。
实施例4
在燃烧装置中分别以25000Nm3/h流量通入温度为30℃的剩余的炼油尾气和以20000Nm3 /h流量通入通过蓄热、换热预热至330℃的助燃空气以及以2500Nm3/h流量通入液化气并在燃烧装置中混合、点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1150℃的高温烟气；所述的高温烟气被送至多行程管式换热器，在多行程管式换热器中与冷工艺干馏煤气隔离换热，使冷工艺干馏煤气加热至650℃，达到油母页岩干馏的温度要求，最终送至干馏炉中加热油母页岩，使之裂解；将经所述的多行程管式换热器中换热后的温度为500℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，在所述的蓄热式回收装置一侧的蓄热室中换热，所述的500℃烟气的大部分热量被 蓄热室的蓄热体所吸收，烟气温度下降到150℃，然后被排出所述的蓄热式回收装置并经烟囱排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中，由助燃风机鼓入的室温空气在换热室中换热，所述的空气吸收了换热室中蓄热体的热量，形成330℃的助燃空气；在下一个循环周期，通过蓄热式回收装置的中间换向阀和低温换向阀分别自动换向，蓄热式回收装置中进行上述的相反过程，前一周期的蓄热室变为换热室，换热室则变为蓄热室；将预热至320℃的助燃空气送至燃烧装置中混合、点燃，重复上述步骤。
Claims (2)
1.油母页岩炼油尾气循环利用方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)利用剩余的炼油尾气和通过蓄热、换热预热至300～350℃的助燃空气在燃烧装置中混合、点燃，然后在燃烧室充分燃烧，产生1100～1200℃的高温烟气；
(2)所述的高温烟气被送至多行程管式换热器，在多行程管式换热器中与冷工艺干馏煤气隔离换热，使冷工艺干馏煤气加热至650～700℃，达到油母页岩干馏的温度要求，最终送至干馏炉中加热油母页岩，使之裂解；
(3)将经所述的多行程管式换热器中换热后的温度为500～550℃的烟气送入一个蓄热式回收装置，在所述的蓄热式回收装置一侧的蓄热室中换热，所述的500～550℃烟气的大部分热量被蓄热室的蓄热体所吸收，烟气温度下降到150℃，然后被排出所述的蓄热式回收装置并经烟囱排空；同时，在蓄热式回收装置的另一侧的换热室中，由助燃风机鼓入的室温空气进行换热，所述的空气吸收了换热室中蓄热体的热量，形成300～350℃的助燃空气；
在下一个循环周期，通过蓄热式回收装置的中间换向阀和低温换向阀分别自动换向，蓄热式回收装置中进行上述的相反过程，前一周期的蓄热室变为换热室，换热室则变为蓄热室；
(4)将预热至300～350℃的助燃空气送至所述的步骤(1)中，重复步骤(1)-(3)。
2.根据权利要求1所述的油母页岩尾气循环利用方法，其特征在于：所述的步骤(1)中包括补充燃料，所述的补充燃料与炼油尾气和通过蓄热、换热预热至300～350℃的助燃空气在燃烧装置中混合、点燃。
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2008
- 2008-05-14 CN CN2008100531217A patent/CN101270292B/zh not_active Expired - Fee Related
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| 张秋民 等.几种典型的油页岩干馏技术.《吉林大学学报（地球科学版）》.2006,第36卷(第6期),1019－1026. |
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| Publication number | Publication date |
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