CN104498069A - 一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺，其特点是，采用油页岩干馏瓦斯作为气体热载体供热，干馏所需要的热量由干半焦和瓦斯燃烧提供，适用于干馏10-100mm块状油页岩，油页岩中油母热解率在98-98%，干馏收油率90-96%；本工艺核心为干馏炉，干馏炉包括密封防堵加料装置、带恒温干馏段的干馏炉体、带气封的密封防堵干排焦装置。在干馏过程中，防止空气窜入干馏炉内发生烧油现象，保证干馏供热充足油页岩热解完全，在干排焦的同时，防止油气从炉底泄漏污染环境和损失油气，从而保证了油页岩干馏完全，克服了烧油、油气损失等问题的发生，同时解决了湿排焦引起的半焦难以利用问题。

Description

一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺

技术领域

本发明属于油页岩干馏工艺，是一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺。

背景技术   

油页岩在受热干馏时，油页岩中的油母热解产生页岩油和瓦斯。目前广泛应用的油页岩干馏供热方式有两种，一种是气体热载体供热方式，另一种是固体热载体供热技术。

目前国内外广泛应用的油页岩气体热载体干馏炼油工艺主要有三种。一种是带发生段的抚顺式圆炉干馏工艺，湿排焦，采取含少量煤气的发生段烟气和循环瓦斯供热，处理12-75mm油页岩，收油率60-65%，半焦含油率0.4-0.5%，油页岩热解不完全且存在烧油现象，收油率低，湿半焦难以利用且污染环境。第二种是沈阳成大弘晟能源研究院有限公司的油页岩瓦斯全循环干馏工艺，干馏所需要的热量全部由循环瓦斯提供，湿排焦，适用于处理6-50mm油页岩，收油率75-80%，半焦含油率0.7%左右，油页岩热解不完全。适用于处理较高品位、瓦斯产量比较高的油页岩，否则干馏自产瓦斯不足，需要补充煤气等其它气体燃料补充热量，增加了页岩油的生产成本，湿半焦难以利用。第三种是巴西的佩特洛瑟克斯（Petrosix)炉干馏工艺，采用瓦斯气体热载体全循环供热，处理6-50mm油页岩，收油率为90%，存在的问题是采用湿排焦，半焦中的固定碳没有利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺，以解决现有油页岩气体热载体干馏工艺存在的油页岩热解不完全，中低品位油页岩瓦斯全循环干馏供热不足，需要补充供热和湿排焦半焦难以利用问题，具有油页岩干馏完全，干馏收油率高，干排焦，且环保等优点，干半焦和瓦斯用于循环流化床锅炉燃烧为干馏供热和发电，干馏所需要的热量全部由燃烧干馏瓦斯和干半焦所提供，不需要外供热量。

实现本发明目的采用的技术方案是，一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺，包括以下内容：

1）打开料仓底部的加料缓冲仓进仓口控制插板阀，料仓中的油页岩通过给料机匀速加到加料缓冲仓中，当加料缓冲仓中的油页岩达到设定量时，关闭给料机和加料缓冲仓进仓口控制插板阀，打开加料缓冲仓出仓口插板阀，将油页岩加入到干馏炉内，将加料缓冲仓中的油页岩放净后，关闭加料缓冲仓出仓口插板阀；

2）干馏炉内的油页岩从上向下移动，进入干馏炉内的预热段时，与干馏段上升来的300-350℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩被预热到250-300℃进入干馏段，瓦斯、油气被冷却到80-150℃，从干馏炉顶导出送入瓦斯、油气冷却冷凝回收净化系统中，在瓦斯、油气冷却冷凝回收净化系统中的瓦斯被冷却到20-40℃，分离出页岩油产品，净化后的瓦斯中的一部分作为瓦斯燃料送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统作为气体燃料，净化后的瓦斯中的另一部分作为循环瓦斯送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统作为气体热载体，加热的第一热循环瓦斯和第二热循环瓦斯分别为干馏炉的干馏段、恒温干馏段提供热量，还有一部分送入干馏炉半焦冷却段,作为半焦冷却瓦斯冷却半焦；

3）从干馏炉内的预热段向下移动进入干馏段的油页岩与恒温干馏段上升来的550-650℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩表面温度升至500-550℃，完成大部分干馏反应后继续向下移动进入恒温干馏段，从半焦冷却段上升的冷瓦斯和第二热循环瓦斯混合，混合后的温度为550-600℃，上升进入恒温干馏段和第一热循环瓦斯混合，再与干馏段下来的完成大部分干馏反应的油页岩接触，向油页岩供热，使油页岩内部温度达到500-550℃，使油页岩完全干馏形成半焦；

4）半焦向下移动进入干馏炉内的半焦冷却段，与干馏炉底部通入的冷瓦斯接触，使半焦冷却到300℃，当干馏炉的第一排焦缓冲仓进仓口的第一排焦插板阀为打开状态，第一排焦缓冲仓出仓口的第二排焦插板阀为关闭状态时，在干馏炉底部设置的推焦机推动下，干馏炉内底部的半焦落入第一排焦缓冲仓内，在向第一排焦缓冲仓中排焦过程中，第二排焦缓冲仓出仓口的第三排焦插板阀和入仓口的第二插板阀均为关闭状态，通过第二排焦缓冲仓设置的第二气封装置向第二排焦缓冲仓内通入惰性气体，将干馏炉底部的瓦斯、油气完全封闭在第二排焦插板阀的阀板以上；当第一排焦缓冲仓内的半焦达到设定量时，推焦机停止工作，关闭第一排焦插板阀，打开第二排焦插板阀，将半焦经第一排焦缓冲仓出仓口排入第二排焦缓冲仓内，将第一排焦缓冲仓内的半焦完全排入第二排焦缓冲仓后，关闭第二排焦插板阀，通过第一排焦缓冲仓设置的第一气封装置向第一排焦缓冲仓内通入惰性气体，将干馏炉底部的瓦斯、油气完全封闭在第一排焦插板阀的阀板以上；关闭第二气封装置，打开第三排焦插板阀，将半焦经第二排焦缓冲仓的出仓口排出；重复以上操作，将干半焦排出干馏炉；

5）干馏炉排出的干半焦送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统为干馏循环气体热载体提供热量和电力，半焦燃烧系统排出的灰渣用于生产建材。

本发明的一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺的优点体现在：

1.由于采用给料机、带密封防堵结构的加料缓冲仓进仓口、出仓口控制插板阀与料仓缓冲仓相结合，使干馏炉加料过程平稳，无空气窜入干馏炉内，克服了空气进入干馏炉内产生的烧油现象；

2.由于干馏炉增设了带恒温干馏段的结构，强化了气体热载体向油页岩的传热过程，干馏供热充足，使油页岩热解完全，油页岩中油母热解率在98-99%，干馏收油率90-96%；

3.由于采用推焦机、带密封防堵结构的第一、第二和第三插板阀与第一、第二排焦缓冲仓相结合，且采取第一、第二气封装置通过惰性气体气封技术实现干排焦，干排焦过程中干馏炉内的瓦斯、油气不向外泄漏，不损失油气，不污染环境；

4.由于采用推焦机、带密封防堵结构的第一、第二和第三插板阀与第一、第二排焦缓冲仓相结合，阀板位置无半焦存在，阀板不卡不堵，保证排焦插板阀长期使用；

5.干半焦用于半焦瓦斯燃烧供热发电系统燃烧，为干馏供热、发电，半焦经循环流化床燃烧后的灰渣外排，可以用于生产建筑材料，无环境污染；

6.适用于10-100mm的块状油页岩干馏炼油，干馏所需要的热量由干馏瓦斯气体热载体提供。

附图说明

附图1是一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺示意图。

图中：1料仓，2给料机，3加料缓冲仓进仓口控制插板阀，4加料缓冲仓，5加料缓冲仓出仓口插板阀，6瓦斯、油气冷却冷凝回收净化系统，7干馏炉，8预热段，9干馏段，10恒温干馏段，11半焦冷却段，12第一热循环瓦斯，13第二热循环瓦斯，14冷瓦斯，15推焦机，16第一排焦插板阀，17第二排焦插板阀，18第三排焦插板阀，19第一气封装置，20第二气封装置，21第一排焦缓冲仓，22第二排焦缓冲仓，23半焦瓦斯燃烧供热发电系统，24瓦斯、油气，25页岩油，26循环瓦斯，27燃料瓦斯，28灰渣，29电力，30干半焦。

具体实施方式

参照图1，本发明的一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺，包括以下内容：

1）打开料仓1底部的加料缓冲仓进仓口控制插板阀3，料仓1中的油页岩通过给料机2匀速加到加料缓冲仓4中，当加料缓冲仓4中的油页岩达到设定量时，关闭给料机2和加料缓冲仓进仓口控制插板阀3，打开加料缓冲仓出仓口插板阀5，将油页岩加入到干馏炉7内，将加料缓冲仓4中的油页岩放净后，关闭加料缓冲仓出仓口插板阀5；

2）干馏炉7内的油页岩从上向下移动，进入干馏炉7内的预热段8时，与干馏段9上升来的300-350℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩被预热到250-300℃进入干馏段9，瓦斯、油气24被冷却到80-150℃，从干馏炉7顶导出送入瓦斯、油气冷却冷凝回收净化系统6中，在瓦斯、油气冷却冷凝回收净化系统6中的瓦斯被冷却到20-40℃，分离出页岩油产品25，净化后的瓦斯中的一部分作为瓦斯燃料27送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统23作为气体燃料，净化后的瓦斯中的另一部分作为循环瓦斯26送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统23作为气体热载体，加热的第一热循环瓦斯12和第二热循环瓦斯13分别为干馏炉7的干馏段9、恒温干馏段10提供热量，还有一部分送入干馏炉7半焦冷却段11,作为半焦冷却瓦斯14冷却半焦；

3）从干馏炉7内的预热段8向下移动进入干馏段9的油页岩与恒温干馏段10上升来的550-650℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩表面温度升至500-550℃，完成大部分干馏反应后继续向下移动进入恒温干馏段10，从半焦冷却段11上升的冷瓦斯14和第二热循环瓦斯13混合，混合后的温度为550-600℃，上升进入恒温干馏段10和第一热循环瓦斯12混合，再与干馏段9下来的完成大部分干馏反应的油页岩接触，向油页岩供热，使油页岩内部温度达到500-550℃，使油页岩完全干馏形成半焦；

4）半焦向下移动进入干馏炉7内的半焦冷却段11，与干馏炉7底部通入的冷瓦斯14接触，使半焦冷却到300℃，当干馏炉7的第一排焦缓冲仓21进仓口的第一排焦插板阀16为打开状态，第一排焦缓冲仓21出仓口的第二排焦插板阀17为关闭状态时，在干馏炉7底部设置的推焦机15推动下，干馏炉7内底部的半焦落入第一排焦缓冲仓21内，在向第一排焦缓冲仓21中排焦过程中，通过第二排焦缓冲仓22设置的第二气封装置20向第二排焦缓冲仓22内通入惰性气体，将干馏炉7底部的瓦斯、油气完全封闭在第二排焦插板阀17的阀板以上，当第一排焦缓冲仓21内的半焦达到设定量时，推焦机15停止工作，关闭第一气封装置19、第一排焦插板阀16和第二排焦缓冲仓22出仓口的第三排焦插板阀18，打开第二排焦插板阀17，将半焦经第一排焦缓冲仓21出仓口排入第二排焦缓冲仓22内，将第一排焦缓冲仓21内的半焦完全排入第二排焦缓冲仓22后，关闭第二排焦插板阀17，通过第一排焦缓冲仓21设置的第一气封装置19向第一排焦缓冲仓21内通入惰性气体，将干馏炉7底部的瓦斯、油气完全封闭在第一排焦插板阀16的阀板以上；关闭第二气封装置20，打开第三排焦插板阀18，将半焦经第二排焦缓冲仓22的出仓口排出；重复以上操作，将干半焦排出干馏炉7；

5）干馏炉7排出的干半焦30送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统23为干馏循环气体热载体提供热量和电力29，半焦燃烧系统排出的灰渣28用于生产建材。

本发明不局限于本具体实施方式，对于本领域技术人员来说，不经过创造性劳动的简单复制和改进均属于本发明权利要求所保护的范围。

Claims (1)

1. 一种干排焦气体热载体油页岩干馏工艺，包括以下内容：

1）打开料仓底部的加料缓冲仓进仓口控制插板阀，料仓中的油页岩通过给料机匀速加到加料缓冲仓中，当加料缓冲仓中的油页岩达到设定量时，关闭给料机和加料缓冲仓进仓口控制插板阀，打开加料缓冲仓出仓口插板阀，将油页岩加入到干馏炉内，将加料缓冲仓中的油页岩放净后，关闭加料缓冲仓出仓口插板阀；

2）干馏炉内的油页岩从上向下移动，进入干馏炉内的预热段时，与干馏段上升来的300-350℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩被预热到250-300℃进入干馏段，瓦斯、油气被冷却到80-150℃，从干馏炉顶导出送入瓦斯、油气冷却冷凝回收净化系统中，在瓦斯、油气冷却冷凝回收净化系统中的瓦斯被冷却到20-40℃，分离出页岩油产品，净化后的瓦斯中的一部分作为瓦斯燃料送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统作为气体燃料，净化后的瓦斯中的另一部分作为循环瓦斯送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统作为气体热载体，加热的第一热循环瓦斯和第二热循环瓦斯分别为干馏炉的干馏段、恒温干馏段提供热量，还有一部分送入干馏炉半焦冷却段,作为半焦冷却瓦斯冷却半焦；

3）从干馏炉内的预热段向下移动进入干馏段的油页岩与恒温干馏段上升来的550-650℃的瓦斯、油气接触、传热，使油页岩表面温度升至500-550℃，完成大部分干馏反应后继续向下移动进入恒温干馏段，从半焦冷却段上升的冷瓦斯和第二热循环瓦斯混合，混合后的温度为550-600℃，上升进入恒温干馏段和第一热循环瓦斯混合，再与干馏段下来的完成大部分干馏反应的油页岩接触，向油页岩供热，使油页岩内部温度达到500-550℃，使油页岩完全干馏形成半焦；

4）半焦向下移动进入干馏炉内的半焦冷却段，与干馏炉底部通入的冷瓦斯接触，使半焦冷却到300℃，当干馏炉的第一排焦缓冲仓进仓口的第一排焦插板阀为打开状态，第一排焦缓冲仓出仓口的第二排焦插板阀为关闭状态时，在干馏炉底部设置的推焦机推动下，干馏炉内底部的半焦落入第一排焦缓冲仓内，在向第一排焦缓冲仓中排焦过程中，第二排焦缓冲仓出仓口的第三排焦插板阀和入仓口的第二插板阀均为关闭状态，通过第二排焦缓冲仓设置的第二气封装置向第二排焦缓冲仓内通入惰性气体，将干馏炉底部的瓦斯、油气完全封闭在第二排焦插板阀的阀板以上；当第一排焦缓冲仓内的半焦达到设定量时，推焦机停止工作，关闭第一排焦插板阀，打开第二排焦插板阀，将半焦经第一排焦缓冲仓出仓口排入第二排焦缓冲仓内，将第一排焦缓冲仓内的半焦完全排入第二排焦缓冲仓后，关闭第二排焦插板阀，通过第一排焦缓冲仓设置的第一气封装置向第一排焦缓冲仓内通入惰性气体，将干馏炉底部的瓦斯、油气完全封闭在第一排焦插板阀的阀板以上；关闭第二气封装置，打开第三排焦插板阀，将半焦经第二排焦缓冲仓的出仓口排出；重复以上操作，将干半焦排出干馏炉；

5）干馏炉排出的干半焦送入半焦瓦斯燃烧供热发电系统为干馏循环气体热载体提供热量和电力，半焦燃烧系统排出的灰渣用于生产建材。