CN102161900B - 一种高效块状油页岩提油的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效块状油页岩提油新工艺及装置，该装置包括干馏炉、旋风夹套、水冷电捕焦器、储油罐和金属蜂巢换热器组成，该装置在油页岩干馏炉的干馏段采用恒温干馏技术，保证油页岩干馏完全；在气化段充分利用油页岩半焦潜热，实现能量自给自足；为了提高干馏气热值在气化段采用气燃除氧技术，减少干馏油气的烧损。这种块状油页岩提油新工艺采用内热法，即气体与油页岩直接加热的方式加热油页岩，油页岩受热分解产生干馏油气，然后冷凝收集得到高质量原油及气体瓦斯。此新工艺具有处理量大，稳定安全，简单可靠等特点。此技术可大幅度降低块状油页岩提油的生产成本，显著提高出油率，从而使我国大规模开发块状油页岩提油成为可能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高效块状油页岩提油新工艺及装置，其特点是为了提高油收率，在油页岩干馏炉的干馏段采用恒温干馏技术，保证油页岩干馏完全；在气化段充分利用油页岩半焦潜热，实现能量自给自足；为了提高干馏气热值在气化段采用气燃除氧技术，减少干馏油气的烧损。。
背景技术
世界油页岩资源丰富，其储量折算成页岩油高达4000多亿t，远较世界探明原油储量1700多亿t为大，也较世界原油资源3000亿t为大。当前高油价的时代，不少国家油页岩矿藏的开发和干馏制取已经变得必要而且可行，在一些有条件生产岩页油的国家其油价仅约20～40美元/桶，因此油页岩可以成为石油的补充能源。由于有经济效益以及对液体燃料的日益增长的需求，油页岩工业的发展有着良好的前景。
油页岩是重要的油气替代化石燃料资源，在我国一些地区，一方面充分利用油页岩直接燃烧发电，解决了我国局部地区电力供给问题；另一方面利用油页岩干馏技术制取页岩油，在一定程度上也缓解了我国石油短缺的问题。但现阶段国内油页岩提油生产尚未形成规模，并且在实际生产中存在传热效率低、出油率不高、处理量较小等缺陷，严重制约了油页岩提油工业的发展。因此发明一种高效的块状油页岩提油装置有着巨大的经济潜力。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种直接换热，换热充分，热效率高，使块状油页岩提油生产规模化的高效块状油页岩提油的装置及其方法。
本发明的技术方案是：一种高效块状油页岩提油的装置，一种高效块状油页岩提油的装置，该系统由干馏炉、旋风夹套、水冷电捕焦器、储油罐和金属蜂巢换热器组成；其中，所述干馏炉包括干燥段、恒温干馏段和气化段；所述恒温干馏段上端的干馏出气口通过管道与旋风夹套管接，所述旋风夹套通过管路分别与所述水冷电捕焦器和所述储油罐管接，所述水冷电捕焦器通过管路分别与所述储油罐和所述金属蜂巢换热器管接,其特征在于，所述恒温干馏段的内部设置
中心筒，所述中心筒与金属蜂巢换热器管接，所述中心筒由多根钢条焊接而成，侧壁上设有环形风道，所述环形风道与金属蜂巢换热器管接，所述环形风道上均匀分布进气孔；所述气化段的侧壁上设置所述环形风道。
本发明的另一目的是提供上述高效块状油页岩提油的装置的方法，具体步骤如下：
首先，原料块状油页岩从进料斗进入干馏炉内，经过干燥段进行干燥后，在恒温干馏段内，温度为550~650℃的热气体瓦斯均匀的从中心筒的钢条之间的空隙流出向四周扩散，以及通过环形风道内侧均匀的布有进气孔进入，使恒温干馏段内里外同时供风进行换热，将原料块状油页岩加热至450~500℃，干馏分解产生油气；
然后，分解出来的油气，从干馏炉顶部的干馏气出口经过管道进入旋风夹套中，通过进入水冷电捕焦器进行冷却，冷却到液态页岩油进入储油罐，干馏炉内被干馏完全的油页岩形成半焦，在自身重力作用下进入干馏炉下部的气化段，半焦在气化段燃烧，燃烧后生成页岩灰从底部排出；
最后，未被冷凝的气体瓦斯一部分通入燃烧器燃烧，另一部分进入金属蜂巢换热器；经燃烧器燃烧的热烟气通入金属蜂巢换热器与冷瓦斯换热，被加热的瓦斯通入干馏炉恒温干馏段和气化段以此实现循环。
本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明的工艺的主要优点有以下几点：
1. 块状油页岩和瓦斯气直接换热，换热充分，热效率高。
2. 设置了恒温干馏段，采用中心筒和环形风道的均匀布风组合，保证完全干馏，并在气化段采用了气燃除氧技术，减少油气烧损。
3. 充分利用油页岩半焦的潜热，整个系统不需要额外的能源供给，可以实现能量的自给自足。
4. 结构简单，安全可靠，可以稳定运行。
附图说明
图1本发明高效块状油页岩提油干馏炉结构图。
图2本发明高效块状油页岩提油系统流程示意图。
图3本发明的环形风道结构示意图。
图中：
| 1. 干馏炉 | 5. 金属蜂巢换热器 |
| 11.干燥段 | 6.中心筒 |
| 12.恒温干馏段 | 7.环形风道 |
| 13. 气化段 | 8.钢条 |
| 14. 干馏出气口 | 9.出气孔 |
| 2. 旋风夹套 | 10.进料斗 |
| 3. 水冷电捕焦器 | |
| 4. 储油罐 |
具体实施方式：
下面结合附图具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1-图3所示为发明高效块状油页岩提油装置的结构示意图。该系统由干馏炉1、旋风夹套2、水冷电捕焦器3、储油罐4、金属蜂巢换热器5、中心筒6和环形风道7组成。
干馏炉1包括干燥段11、恒温干馏段12、气化段13和进料斗10；中心筒6由多根钢条8焊接组成，环形风道7上设有出气孔9；中心筒6设置在恒温干馏段12的内部，环形风道7设置在恒温干馏段12和气化段13的侧壁上；干馏炉1上端的干馏出气口14通过管道与旋风夹套2管接，旋风夹套2通过管路分别与水冷电捕焦器3和储油罐4管接，水冷电捕焦器3通过管路分别与储油罐4和金属蜂巢换热器5管接，金属蜂巢换热器5通过管路与和恒温干馏段12的中心筒6和环形风道7，以及气化段13的环形风道7管接；加热后的瓦斯气可以均匀的从钢条8之间的空隙流出；通过环形风道7内侧均匀的布有进气孔9进入，使恒温干馏段13内里外同时供风，保证油页岩完全干馏。
本发明高效块状油页岩提油的装置的方法，具体步骤如下：
首先，原料块状油页岩从进料斗10进入干馏炉1内，经过干燥段11进行干燥后，在恒温干馏段12内，温度为550~650℃的热气体瓦斯均匀的从中心筒6的钢条8之间的空隙流出向四周扩散，以及通过环形风道7内侧均匀的布有进气孔9进入，使恒温干馏段13内里外同时供风进行换热，将原料块状油页岩加热至450~500℃，干馏分解产生油气；
然后，分解出来的油气，从干馏炉1顶部的干馏气出口经过管道进入旋风夹套2中，通过进入水冷电捕焦器3进行冷却，冷却到液态页岩油进入储油罐4，干馏炉1内被干馏完全的油页岩形成半焦，在自身重力作用下进入干馏炉1下部的气化段13，半焦在气化段13燃烧，燃烧后生成页岩灰从底部排出；
最后，未被冷凝的气体瓦斯一部分通入燃烧器燃烧，另一部分进入金属蜂巢换热器5；经燃烧器3燃烧的热烟气通入金属蜂巢换热器5与冷瓦斯换热，被加热的瓦斯通入干馏炉1的恒温干馏段12和气化段13以此实现循环。
实施例1
一种高效块状油页岩提油工艺。首先，原料块状油页岩从进料斗进入干馏炉内，经过干燥段后与恒温干馏段内的550℃的热瓦斯气进行直接换热，将原料块状油页岩加热至450℃，干馏后分解产生油气；干馏炉内被干馏完的油页岩形成半焦则在自身重力作用下进入干馏炉下部的气化段，半焦在气化段燃烧，燃烧后油页岩灰从底部排出。分解出来的油气，从炉体顶部经过油气收集装置进入冷凝系统冷凝，冷却到液态石油流入储油罐，一部分干馏气通入燃烧器，另一部分进入金属蜂巢换热器；经燃烧器燃烧的热烟气通入金属蜂巢换热器与冷瓦斯换热，被加热的瓦斯通入干馏炉恒温干馏段和气化段以此实现循环。
实施例2：
一种高效块状油页岩提油工艺。首先，原料块状油页岩从进料装置进入干馏炉内，经过干燥段后与恒温干馏段内的600℃的热瓦斯气进行直接换热，将原料块状油页岩加热至475℃，干馏后分解产生油气；干馏炉内被干馏完的油页岩形成半焦则在自身重力作用下进入干馏炉下部的气化段，半焦在气化段燃烧，燃烧后圣城油页岩灰从底部排出。分解出来的油气，从炉体顶部经过油气收集装置进入冷凝系统冷凝，冷却到液态石油流入储油罐，一部分干馏气通入燃烧器，另一部分进入金属蜂巢换热器；经燃烧器燃烧的热烟气通入金属蜂巢换热器与冷瓦斯换热，被加热的瓦斯通入干馏炉恒温干馏段和气化段以此实现循环。
实施例3
一种高效块状油页岩提油工艺。首先，原料块状油页岩从进料装置进入干馏炉内，经过干燥段后与恒温干馏段内的650℃的热瓦斯气进行直接换热，将原料块状油页岩加热至500℃，干馏后分解产生油气；干馏炉内被干馏完的油页岩形成半焦则在自身重力作用下进入干馏炉下部的气化段，半焦在气化段燃烧，燃烧后圣城油页岩灰从底部排出。分解出来的油气，从炉体顶部经过油气收集装置进入冷凝系统冷凝，冷却到液态石油流入储油罐，一部分干馏气通入燃烧器，另一部分进入金属蜂巢换热器；经燃烧器燃烧的热烟气通入金属蜂巢换热器与冷瓦斯换热，被加热的瓦斯通入干馏炉恒温干馏段和气化段以此实现循环。
Claims (2)
1.一种高效块状油页岩提油的装置，该装置由干馏炉（1）、旋风夹套（2）、水冷电捕焦器（3）、储油罐（4）和金属蜂巢换热器（5）组成；其中，所述干馏炉（1）包括干燥段（11）、恒温干馏段（12）和气化段（13）；所述恒温干馏段（12）上端的干馏出气口（14）通过管道与旋风夹套（2）管接，所述旋风夹套（2）通过管路分别与所述水冷电捕焦器（3）和所述储油罐（4）管接，所述水冷电捕焦器（3）通过管路分别与所述储油罐（4）和所述金属蜂巢换热器(5)管接,其特征在于，所述恒温干馏段（12）的内部设置中心筒（6），所述中心筒（6）与金属蜂巢换热器(5)管接，所述中心筒（6）由多根钢条（8）焊接而成，钢条（8）之间设有空隙，恒温干馏段（12）和气化段（13）侧壁上设有环形风道，环形风道与金属蜂巢换热器(5)管接，环形风道上均匀分布进气孔（9）。
2.一种使用如权利要求1所述的高效块状油页岩提油的装置进行提油的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
首先，原料块状油页岩从进料斗（10）进入干馏炉（1）内，经过干燥段（11）进行干燥后，在恒温干馏段（12）内，温度为550~650℃的热气体瓦斯均匀的从中心筒（6）的钢条（8）之间的空隙流出向四周扩散，以及通过环形风道内侧均匀的布有进气孔（9）进入，使恒温干馏段（12）内里外同时供风进行换热，将原料块状油页岩加热至450~500℃，干馏分解产生油气；
然后，分解出来的油气，从干馏炉（1）顶部的干馏出气口（14）经过管道进入旋风夹套（2）中，通过进入水冷电捕焦器（3）进行冷却，冷却到液态页岩油进入储油罐（4），干馏炉（1）内被干馏完全的油页岩形成半焦，在自身重力作用下进入干馏炉（1）下部的气化段（13），半焦在气化段（13）燃烧，燃烧后生成页岩灰从底部排出；
最后，未被冷凝的气体瓦斯一部分通入燃烧器燃烧，另一部分进入金属蜂巢换热器（5）；经燃烧器燃烧的热烟气通入金属蜂巢换热器（5）与冷瓦斯换热，被加热的瓦斯通入干馏炉（1）的恒温干馏段（12）和气化段（13）以此实现循环。
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