CN102942949A - 油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺 - Google Patents

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田原宇
乔英云
山红红
杨朝合
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Abstract

本发明提供油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，油页岩经烟气提升管干燥和提升，油页岩颗粒气固分离，烟气外排，油页岩颗粒进入下行热解反应器顶端与通过料阀下落的高温循环热灰迅速实现自混合、升温、热解，在反应器立管下部油气、热灰与半焦快速分离；热解油气经冷凝器获得液体产品和干气，热灰和半焦进入烧焦提升管和辅助煤燃料一起燃烧加热；加热后的高温热灰经两级气固分离器与烟气分离后，烟气预热空气后被引到烟气提升管底部提升和干燥油页岩粉，大中颗粒进入下行热解反应器顶部作为高温循环热灰，细灰进入冷却料仓后外排综合利用，既从源头上解决了流化床热解热解的油中带灰难题，又合理利用了热能，还得到了高附加值的焦油和干气。

Description

油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺
1．技术领域
本发明提供油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，属于石油加工领域。
2．背景技术
油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。我国油页岩资源丰富，技术可采资源量约2400亿吨，理论上可回收干馏油约100亿吨；中国油砂油地质资源量为59.7亿吨，可采资源量22.58亿吨，理论上可回收干馏油约10亿吨，产业化潜力巨大。
目前，世界上许多国家都对油页岩/油砂干馏方法进行了研究，有的已形成工业化生产规模。油页岩干馏工艺按加热方式可分为外热式和内热式两类：外热式热效率低，油页岩加热不均，挥发产物的二次分解严重，焦油产量低，装置难以大型化，因此这类技术一般只用于实验室，大型工业化油页岩热解过程很难实现；内热式工艺利用气体热载体或固体热载体把热量直接传递给油页岩，使油页岩发生热解反应，克服了外热式的缺点，具有热质传递速度快、加热均匀、挥发份二次分解少，焦油产量高，装置易于大型化等优势。
内热式工艺包括气体热载体热解工艺和固体热载体热解工艺，其中：气体热载体热解工艺通常是将燃料燃烧的烟气引入热解室，代表性的有美国的COED工艺、ENCOAL工艺和波兰的双沸腾床工艺等。固体热载体热解工艺则利用高温半焦或其他的高温固体物料与油页岩在热解室内混合，利用热载体的显热将油页岩热解。与气体热载体热解工艺相比，固体热载体热解避免了油页岩热解析出的挥发产物被烟气稀释，同时降低了冷却系统的负荷，工艺优势明显。但现有油页岩固体热载体快速热解技术存在油中带灰、机械运动部件高温磨损、装置放大效应以及设备长周期稳定运行等难题，成为制约油页岩快速热解的技术瓶颈，急需依据油页岩热解反应特性开发能够消除油中带灰、热传递好、能量利用合理的油页岩热解液化技术和设备。
3．发明内容
本发明的目的就是为了克服现有油页岩/油砂热解液化技术存在的不足而提出的一种油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，既解决了油页岩/油砂流化床热解提质的油中带灰难题，又合理利用了热能，还得到了高附加值的焦油和燃气。
本发明的技术方案：
本发明的目的是通过将热灰分级分离，大中颗粒热灰通过下行热解反应器热解、微小颗粒热灰外排，从源头上消除油中带灰的难题。其特征是将大量小于6mm的油页岩/油砂经烟气提升管干燥和提升，油页岩/油砂颗粒被气固分离器分离，烟气外排，油页岩/油砂颗粒进入上部料仓经旋转进料器在下行热解反应器顶端与通过料阀下落的高温循环热灰迅速实现自混合、升温、热解，在反应器立管下部油气、热灰与半焦在气固分离器作用下快速分离；热解油气经冷凝器获得液体产品和干气，热灰和半焦通过空气输送的返料阀进入烧焦提升管和辅助煤燃料一起燃烧加热；加热后的高温热灰经两级气固分离器与烟气分离后，烟气预热空气后被引到烟气提升管底部提升和干燥小于6mm的油页岩/油砂粉，大中颗粒进入下行热解反应器顶部作为高温循环热灰，实现热灰循环供热，细灰进入冷却料仓后外排综合利用，既从源头上解决了流化床热解热解的油中带灰难题，又合理利用了热能，还得到了高附加值的焦油和干气。
烧焦提升管反应温度为850℃-1200℃。
高温热灰与油页岩/油砂粉的混合比例为4-10：1。
下行热解反应器出口反应温度为450℃-600℃。
本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。
4．附图说明
附图为本发明的工艺示意图。
附图的图面说明如下：
1、烧焦提升管  2、气体分布器  3、进气管  4、热灰一级气固分离器  5、热载体料仓6、热灰二级气固分离器  7、冷却料仓  8、下行热解反应器  9、油气气固分离器  10、油气出口  11、返料器  12、辅助煤燃料入口  13、油页岩/油砂粉入口  14、引风机  15、烟气提升管  16、油页岩气固分离器  17、上部料仓  18、旋转进料器  19、烟气出口。
下面结合附图和实施例来详述本发明的工艺特点。
5.具体实施方式
实施例1，将大量小于6mm的油页岩/油砂经油页岩/油砂粉入口（13）进入烟气提升管（150干燥和提升，油页岩/油砂颗粒被油页岩气固分离器（16）分离，烟气从烟气出口（19）外排，油页岩/油砂颗粒进入上部料仓（17）经旋转进料器（18）在下行热解反应器（8）顶端与通过料阀下落的高温循环热灰迅速实现自混合、升温、热解，在下行反应器（8）立管下部油气、热灰与半焦在油气气固分离器（9）作用下快速分离；热解油气从油气出口（10）排出经冷凝器获得液体产品和干气，热灰和半焦通过空气输送的返料阀（11）进入烧焦提升管（1）和从辅助煤燃料入口（12）来的煤一起与进气管（3）和气体分布器（2）来的空气混合、燃烧加热；加热后的高温热灰经热灰一级气固分离器（4）和热灰二级气固分离器（6）与烟气分离后，烟气被引风机（14）引到烟气提升管（15）底部提升和干燥从从油页岩粉入口（13）小于6mm的油页岩/油砂粉，大中颗粒热灰进入热载体料仓（5）流入下行热解反应器（8）顶部作为高温循环热灰，实现热灰循环供热，细灰进入冷却料仓（7）后外排综合利用，既从源头上解决了流化床热解热解的油中带灰难题，又合理利用了热能，还得到了高附加值的焦油和干气。
烧焦提升管（1）反应温度为850℃-1200℃。
高温热灰与油页岩/油砂粉的混合比例为4-10：1。
下行热解反应器（8）出口反应温度为450℃-600℃。
本发明所提供的油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，通过将热灰分级分离，大中颗粒热灰通过下行热解反应器热解、微小颗粒热灰外排，达到快速混合、传热、热解和分离，从源头上消除油中带灰，焦油收率为理论出油率的95%-120%，油中杂质含量小于0.5%，热量利用合理。

Claims (4)

1.油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，其特征是将大量小于6mm的油页岩/油砂经烟气提升管干燥和提升，油页岩/油砂颗粒被气固分离器分离，烟气外排，油页岩/油砂颗粒进入上部料仓经旋转进料器在下行热解反应器顶端与通过料阀下落的高温循环热灰迅速实现自混合、升温、热解，在反应器立管下部油气、热灰与半焦在气固分离器作用下快速分离；热解油气经冷凝器获得液体产品和干气，热灰和半焦通过空气输送的返料阀进入烧焦提升管和辅助煤燃料一起燃烧加热；加热后的高温热灰经两级气固分离器与烟气分离后，烟气预热空气后被引到烟气提升管底部提升和干燥小于6mm的油页岩/油砂粉，大中颗粒进入下行热解反应器顶部作为高温循环热灰，实现热灰循环供热，细灰进入冷却料仓后外排综合利用。
2.根据权利要求1所提述的油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，其特征在于烧焦提升管反应温度为850℃-1200℃。
3.根据权利要求1所提述的油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，其特征在于高温热灰与油页岩/油砂粉的混合比例为4-10：1。
4.根据权利要求1所提述的油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，其特征在于下行热解反应器出口反应温度为450℃-600℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101440293A (zh) * 2008-12-11 2009-05-27 上海交通大学 油页岩流化床干馏系统

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