CN112708432A - 一种新型固体热载体提升管油回收方法 - Google Patents

一种新型固体热载体提升管油回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型固体热载体提升管油回收方法，包括下述步骤：原料由上料装置加入干燥器中，干燥后的原料进入旋风分离器I；分离后烟气从旋风分离器I的顶部排出，含油固体通过进料装置进入提升管；循环载气和干燥后原料在加热器蓄热后的固体热载体进入提升管进行反应，反应得到高温油气和固体物，高温油气由反应器上部的内置式旋风分离器进气固分离后，进入余热装置II；然后气体进入洗涤塔、冷凝系统、分离器和静电捕焦油器，分离净化后的煤气，部分循环至提升管作为载气，部分至固体热载体加热器作为系统热源，其余外排作为产品。本发明可实现最大程度的回收油及热量，产品油中含尘量低，完全可以满足下游加工需求，且整个系统能耗低。

Description

一种新型固体热载体提升管油回收方法
技术领域
本发明涉及含油固体加工处理技术领域，特别涉及一种新型固体热载体提升管油回收装置。
背景技术
我国能源结构属于少油、少气、多煤的情况，石油资源远远不够满足其需求量的快速增长，发展清洁高效的化工原料成为共识，特别是含油固体资源的开发尤其重要。
油砂是指已露出或近地表的重质残余石油浸染的砂岩，是沥青基原油在运移过程中失掉轻质组分后的产物，有时也指浸渍轻馏分部分逸出后的一种天然石油的砂或者砂岩，可用来提取重油或者沥青。油砂是很好的非常规的石油资源，我国油砂储量丰富，油砂地质储量约为59.7亿吨，其中可开采量为22.58亿吨。此外油页岩也属于非常规石油资源，我国油页岩资源丰富，技术可采资源量约为2400亿吨，产业化潜力巨大。另外我国煤炭资源丰富，开发和推广洁净煤技术，实现煤炭资源的分级转化、合理有效利用也是研究的热点，从煤中提取高附加值化学品和油品是提高煤利用价值的一种重要技术。
以块状油页岩提取岩油技术已经成熟并得到广泛应用，但是小颗粒状油砂或者油页岩的提油处理技术，尚在研发中。我国相关技术总体水平低，目前还没有油砂处理工艺化装置。而从煤中提取油的热解技术，主要分为块煤热解和粉煤热解，其中块煤热解技术相对成熟，如采用立式炭化炉，但要求原料煤的块度较大；然而随着煤炭开采机械化程度的提高，开采煤过程中粉煤所占比例高达40％以上，粉煤产量逐年增加，价格较低，但粉煤运输困难，尚无较好的利用途径，因而粉煤热解应运而生，工业上的煤热解提油装置，对于大颗粒(>6mm)其工艺相对已经比较成熟，针对6mm以下的粉煤尚未有成熟的工艺，限制其工艺技术的主要问题为系统含尘量高，装置无法稳定运行，且油品中含尘量大，无法满足下游深加工的需求，且系统能耗高，能源利用率低。
发明内容
本发明提供一种新型固体热载体提升管油回收方法，解决现有的针对6mm以下的提取岩油工艺中含尘量高、装置无法稳定运行、油品中含尘量大、系统能耗高和能源利用率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)原料由上料装置加入干燥器中，干燥器采用气流干燥或流化干燥，烟气入口温度为100-150℃，将原料干燥至含水量为0.5-5wt％，干燥后的原料进入旋风分离器I；分离后烟气从旋风分离器I的顶部排出，含油固体通过进料装置的锁斗和进料罐加压至0～0.85MPaG进入提升管；
(2)循环载气和干燥后原料在加热器蓄热后的固体热载体进入提升管进行反应，反应主要在提升管内进行，反应得到高温油气和固体物，提升管通入反应器内，固体物落入反应器下部高温震动筛，筛分后的固体热载体进入固体热载体加热系统，加热再生，加热至550～850℃循环利用；高温油气由反应器上部的内置式旋风分离器进气固分离后，进入余热装置II；
(3)从余热装置II出来的气体温度在180～300℃，进入洗涤塔，洗涤温度为10～70℃，由洗涤塔上段出来的气体进入冷凝系统，冷凝系统采用水冷加低温冷却形式，冷却至温度10～50℃，冷却下的油水进入分离器，分离后的油品一部分至洗涤塔作为洗涤介质，一部分进入产品油储罐；冷却气体进入静电捕焦油器，分离净化后的煤气，部分循环至提升管作为载气，部分至固体热载体加热器作为系统热源，其余外排作为产品。
其中，优选地，所述原料为含油固体，原料粒度范围为0～6mm，粒径分布无要求，自然态；所述含油固体为油页岩、油砂或煤；所述固体热载体为多孔或无孔瓷球或其他比热容大的多孔或无孔固体，固体热载体在粒度范围4～10mm，粒径分布无要求。
其中，优选地，所述步骤(1)干燥器内压力为0～0.8MPaG，所述旋风分离器I的烟气排出温度为75～100℃。
其中，优选地，所述步骤(2)中循环载气500～650Nm3/t，固体热载体与原料混合，两者质量比为(2～12)：1；循环载气与固体物料比为100～1500Nm3：1t；所述固体物料包括固体热载体和原料；所述步骤(2)中反应温度为450～650℃，反应压力在0～0.8MPaG，反应时间为0.5～10s。
其中，优选地，所述提升管的末端和与所述内置式旋风分离器之间设有挡板，所述挡板呈锥形，所述挡板纵剖面的顶角为120°-150°，所述挡板与所述反应器内壁之间留有缝隙。
其中，优选地，所述反应器与所述余热装置II之间设有高温旋风分离器，进行气固分离。
其中，优选地，所述反应器的底部连接余热装置III，经所述高温震动筛筛下的固体产品回收余热后排出；
其中，优选地，所述固体热载体加热系统包括依次连接的固体热载体加热器、旋风分离器II和余热装置I，所述固体热载体加热器的侧部通过管道与所述高温振动筛连接，所述固体热载体加热器的底部分别连接有空气进管和固体热载体排出管，所述固体热载体排出管通入所述提升管中，所述余热装置I与所述干燥器连接；所述固体热载体加热器的加热温度为550～850℃，压力在0～0.8MPaG，蓄热后的固体热载体温度为550～850℃，进入提升管。
其中，优选地，所述固体热载体加热器加热源为系统自产煤气，加压后压力0.02～0.85MPaG，进入固体热载体加热器，产生的烟气温度为550～850℃，进入旋风分离器II除尘，后进入余热回收装置I后至干燥系统，烟气温度为120～150℃
其中，优选地，所述洗涤塔的洗涤剂为水或分离器分离后的油品。
3.有益效果
本发明提供的一种新型固体热载体提升管油回收装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明原料不需磨粉装置，所采用的新型固体热载体比热容高，热载体循环量小，且无粉化，有效降低系统的粉尘量，系统所需热量由自产气体(煤气)提供，固体产品回收热量后直接外排，无额外的粉尘进入系统，整个系统粉尘量低，不易堵塞，且副产蒸汽，能源利用率高，该技术可实现最大程度的回收油及热量，产品油的尘含量在0～0.5wt％，产品油含尘量低，完全可以满足下游加工需求，且整个系统能耗低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明的新型固体热载体提升管油回收方法的工艺流程示意图。
图中：1.上料装置，2.干燥器，3.旋风分离器I，4.进料装置，5.固体热载体加热器，6.旋风分离器II，7.余热装置I，8.固体热载体排出管，9.空气进管，10.提升管，11.反应器，12.高温振动筛，13.高温旋风分离器，14.余热装置III，15.余热装置II，16.洗涤塔，17.冷凝系统，18.分离器，19.静电捕焦油器，20.内置式旋风分离器，21.挡板
具体实施方式
下面将结合附图并通过本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种新型固体热载体提升管10油回收方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)本实施例原料为粉煤，粒度范围为0～6mm，粒径分布自然态，含水量为10％；采用的固体热载体为专用多孔瓷球，固体热载体在粒度为7.5mm，固体热载体与原料质量比为7；
(2)原料由上料装置1加入干燥器2中，干燥器2采用气流干燥或流化干燥，烟气入口温度为130℃，干燥器2内压力为0.5MPaG，将原料干燥至含水量为3％，干燥后的原料进入旋风分离器I3；分离后烟气从旋风分离器I3的顶部排出，旋风分离器I3的烟气排出温度为90℃，含油固体通过进料装置4的锁斗和进料罐加压至0.1MPaG进入提升管10；
(3)循环载气和干燥后原料在加热器蓄热后的固体热载体进入提升管10进行反应，反应主要在提升管10内进行，循环载气600Nm3/t，固体热载体与原料混合，两者质量比为7:1；循环载气与固体物料比为800Nm3：1t；所述固体物料包括固体热载体和原料；反应温度为550℃，反应压力在0.1MPaG，反应时间为5s；反应得到高温油气和固体物，提升管10通入反应器11内，固体物落入反应器11下部高温震动筛，筛分后的固体热载体进入固体热载体加热系统，加热再生，加热至550℃循环利用；高温油气由反应器11上部的内置式旋风分离器20进气固分离后，进入高温旋风分离器13，进行气固分离，然后进入余热装置II15；提升管10的末端和与所述内置式旋风分离器20之间设有挡板21，所述挡板21呈锥形，所述挡板21纵剖面的顶角为135°，所述挡板21与所述反应器11内壁之间留有缝隙。
(4)从余热装置II15出来的气体温度在200℃，进入洗涤塔16，洗涤塔16的洗涤剂为水或分离器分离后的油品洗涤温度为20～40℃，洗涤塔16连接有第一产品排出管，由洗涤塔16上段出来的气体进入冷凝系统17，冷凝系统17采用水冷加低温冷却形式，冷却至温度20℃，冷却下的油水进入分离器18，分离后的油品一部分至洗涤塔16作为洗涤介质，一部分进入产品油储罐；冷却气体进入静电捕焦油器，分离净化后的煤气，部分循环至提升管10作为载气，部分至固体热载体加热器5作为系统热源，其余外排作为产品。
其中，所述反应器11的底部连接余热装置III14，经所述高温震动筛筛下的固体产品回收余热后排出；
其中，所述固体热载体加热系统包括依次连接的固体热载体加热器5、旋风分离器II6和余热装置I7，所述固体热载体加热器5的侧部通过管道与所述高温振动筛12连接，所述固体热载体加热器5的底部分别连接有空气进管9和固体热载体排出管8，所述固体热载体排出管8通入所述提升管10中，所述余热装置I7与所述干燥器2连接；所述固体热载体加热器5的加热温度为650～750℃，压力在0.5MPaG，蓄热后的固体热载体温度为650℃，进入提升管10。
所述固体热载体加热器5加热源为系统自产煤气，加压后压力0.55MPaG，进入固体热载体加热器5，产生的烟气温度为600℃，进入旋风分离器II6除尘，后进入余热回收装置I后至干燥系统，烟气温度为140℃
本实施例，粉煤提油后，煤焦油收率为16.5％，含尘量为0.4wt％，煤气约92Nm3/t粉煤，热值约6800kcal/Nm3，粉焦产率约为69％，副产蒸汽约3t/t粉煤。
实施例2
本实施例提供一种新型固体热载体提升管10油回收方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)本实施例原料为油页岩，粒度范围为0～3mm，粒径分布自然态，含水量为3.9％；；所述固体热载体为无孔瓷球固体热载体在粒度范围4mm，粒径分布无要求；
(2)原料由上料装置1加入干燥器2中，干燥器2采用气流干燥或流化干燥，烟气入口温度为100℃，干燥器2内压力为0.85MPaG，将原料干燥至含水量为0.5wt％，干燥后的原料进入旋风分离器I；分离后烟气从旋风分离器I的顶部排出，旋风分离器I的烟气排出温度为100℃，含油固体通过进料装置4的锁斗和进料罐加压至0.1MPaG进入提升管10；
(3)循环载气和干燥后原料在加热器蓄热后的固体热载体进入提升管10进行反应，反应主要在提升管10内进行，循环载气500Nm3/t，固体热载体与原料混合，两者质量比为12:1；循环载气与固体物料比为100Nm3：1t；所述固体物料包括固体热载体和原料；反应温度为650℃，反应压力在0MPaG，反应时间为10s；反应得到高温油气和固体物，提升管10通入反应器11内，固体物落入反应器11下部高温震动筛，筛分后的固体热载体进入固体热载体加热系统，加热再生，加热至850℃循环利用；高温油气由反应器11上部的内置式旋风分离器20进气固分离后，进入高温旋风分离器13，进行气固分离，然后进入余热装置II15；提升管10的末端和与所述内置式旋风分离器20之间设有挡板21，所述挡板21呈锥形，所述挡板21纵剖面的顶角为150°，所述挡板21与所述反应器11内壁之间留有缝隙。
(3)从余热装置II15出来的气体温度在180℃，进入洗涤塔16，洗涤塔16的洗涤剂为水或分离器18分离后的油品洗涤温度为70℃，由洗涤塔16上段出来的气体进入冷凝系统17，冷凝系统17采用水冷加低温冷却形式，冷却至温度10℃，冷却下的油水进入分离器18，分离后的油品一部分至洗涤塔16作为洗涤介质，一部分进入产品油储罐；冷却气体进入静电捕焦油器，分离净化后的煤气，部分循环至提升管10作为载气，部分至固体热载体加热器5作为系统热源，其余外排作为产品。
其中，所述反应器11的底部连接余热装置III14，经所述高温震动筛筛下的固体产品回收余热后排出；
其中，所述固体热载体加热系统包括依次连接的固体热载体加热器5、旋风分离器II6和余热装置I7，所述固体热载体加热器5的侧部通过管道与所述高温振动筛12连接，所述固体热载体加热器5的底部分别连接有空气进管9和固体热载体排出管8，所述固体热载体排出管8通入所述提升管10中，所述余热装置I7与所述干燥器2连接；所述固体热载体加热器5的加热温度为550℃，压力在0.8MPaG，蓄热后的固体热载体温度为550℃，进入提升管10。
所述固体热载体加热器5加热源为系统自产煤气，加压后压力0.02MPaG，进入固体热载体加热器5，产生的烟气温度为850℃，进入旋风分离器II6除尘，后进入余热回收装置I后至干燥系统，烟气温度为120℃
本实施例，油页岩提油后，油收率为铝甄分析的油含量的95％，产品油的含尘量为1.0wt％，干馏气约2.5％左右，页岩灰产率约为83％。
实施例3
本实施例提供一种新型固体热载体提升管10油回收方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)本实施例原料为粉煤，粒度范围为0～6mm，粒径分布自然态，含水量为10％；所述固体热载体为多孔瓷球，固体热载体在粒度范10mm，粒径分布无要求；
(2)原料由上料装置1加入干燥器2中，干燥器2采用气流干燥或流化干燥，烟气入口温度为150℃，干燥器2内压力为0MPaG，将原料干燥至含水量为5％，干燥后的原料进入旋风分离器I；分离后烟气从旋风分离器I的顶部排出，旋风分离器I的烟气排出温度为75℃，含油固体通过进料装置4的锁斗和进料罐加压至0.1MPaG进入提升管10；
(3)循环载气和干燥后原料在加热器蓄热后的固体热载体进入提升管10进行反应，反应主要在提升管10内进行，循环载气650Nm3/t，固体热载体与原料混合，两者质量比为2:1；循环载气与固体物料比为1500Nm3：1t；所述固体物料包括固体热载体和原料；反应温度为450℃，反应压力在0.8MPaG，反应时间为0.5s；反应得到高温油气和固体物，提升管10通入反应器11内，固体物落入反应器11下部高温震动筛，筛分后的固体热载体进入固体热载体加热系统，加热再生，加热至750℃循环利用；高温油气由反应器11上部的内置式旋风分离器20进气固分离后，进入高温旋风分离器13，进行气固分离，然后进入余热装置II15；提升管10的末端和与所述内置式旋风分离器20之间设有挡板21，所述挡板21呈锥形，所述挡板21纵剖面的顶角为120°，所述挡板21与所述反应器11内壁之间留有缝隙。
(3)从余热装置II15出来的气体温度在300℃，进入洗涤塔16，洗涤塔16的洗涤剂为水或分离器分离后的油品洗涤温度为10℃，由洗涤塔16上段出来的气体进入冷凝系统17，冷凝系统17采用水冷加低温冷却形式，冷却至温度50℃，冷却下的油水进入分离器，分离后的油品一部分至洗涤塔16作为洗涤介质，一部分进入产品油储罐；冷却气体进入静电捕焦油器，分离净化后的煤气，部分循环至提升管10作为载气，部分至固体热载体加热器作为系统热源，其余外排作为产品。
其中，所述反应器11的底部连接余热装置III14，经所述高温震动筛筛下的固体产品回收余热后排出；
其中，所述固体热载体加热系统包括依次连接的固体热载体加热器5、旋风分离器II6和余热装置I7，所述固体热载体加热器5的侧部通过管道与所述高温振动筛12连接，所述固体热载体加热器5的底部分别连接有空气进管9和固体热载体排出管8，所述固体热载体排出管8通入所述提升管10中，所述余热装置I7与所述干燥器2连接；所述固体热载体加热器5的加热温度为850℃，压力在0MPaG，蓄热后的固体热载体温度为850℃，进入提升管10。
所述固体热载体加热器5加热源为系统自产煤气，加压后压力0.85MPaG，进入固体热载体加热器5，产生的烟气温度为550℃，进入旋风分离器II6除尘，后进入余热回收装置I后至干燥系统，烟气温度为150℃
本实施例，粉煤提油后，煤焦油收率为17.2％，含尘量为0.3wt％，煤气约90Nm3/t粉煤，热值约6900kcal/Nm3，粉焦产率约为71％，副产蒸汽约4t/t粉煤。
本实施例提供以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)原料由上料装置加入干燥器中，干燥器采用气流干燥或流化干燥，烟气入口温度为100-150℃，将原料干燥至含水量为0.5-5wt％，干燥后的原料进入旋风分离器I；分离后烟气从旋风分离器I的顶部排出，含油固体通过进料装置的锁斗和进料罐加压至0～0.85MPaG进入提升管；
(2)循环载气和干燥后原料在加热器蓄热后的固体热载体进入提升管进行反应，反应主要在提升管内进行，反应得到高温油气和固体物，提升管通入反应器内，固体物落入反应器下部高温震动筛，筛分后的固体热载体进入固体热载体加热系统，加热再生，加热至550～850℃循环利用；高温油气由反应器上部的内置式旋风分离器进气固分离后，进入余热装置II；
(3)从余热装置II出来的气体温度在180～300℃，进入洗涤塔，洗涤温度为10～70℃，由洗涤塔上段出来的气体进入冷凝系统，冷凝系统采用水冷加低温冷却形式，冷却至温度10～50℃，冷却下的油水进入分离器，分离后的油品一部分至洗涤塔作为洗涤介质，一部分进入产品油储罐；冷却气体进入静电捕焦油器，分离净化后的煤气，部分循环至提升管作为载气，部分至固体热载体加热器作为系统热源，其余外排作为产品。
2.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述原料为含油固体，原料粒度范围为0～6mm，粒径分布无要求，自然态；所述含油固体为油页岩、油砂或煤；所述固体热载体为多孔或无孔瓷球或其他比热容大的多孔或无孔固体，固体热载体在粒度范围4～10mm，粒径分布无要求。
3.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述步骤(1)干燥器内压力为0～0.8MPaG，所述旋风分离器I的烟气排出温度为75～100℃。
4.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述步骤(2)中循环载气500～650Nm3/t，固体热载体与原料混合，两者质量比为(2～12):1；循环载气与固体物料比为100～1500Nm3：1t；所述固体物料包括固体热载体和原料；所述步骤(2)中反应温度为450～650℃，反应压力在0～0.8MPaG，反应时间为0.5～10s。
5.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述提升管的末端和与所述内置式旋风分离器之间设有挡板，所述挡板呈锥形，所述挡板纵剖面的顶角为120°-150°，所述挡板与所述反应器内壁之间留有缝隙。
6.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述反应器与所述余热装置II之间设有高温旋风分离器，进行气固分离。
7.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述反应器的底部连接余热装置III，经所述高温震动筛筛下的固体产品回收余热后排出。
8.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述固体热载体加热系统包括依次连接的固体热载体加热器、旋风分离器II和余热装置I，所述固体热载体加热器的侧部通过管道与所述高温振动筛连接，所述固体热载体加热器的底部分别连接有空气进管和固体热载体排出管，所述固体热载体排出管通入所述提升管中，所述余热装置I与所述干燥器连接；所述固体热载体加热器的加热温度为550～850℃，压力在0～0.8MPaG，蓄热后的固体热载体温度为550～850℃，进入提升管。
9.根据权利要求8所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述固体热载体加热器加热源为系统自产煤气，加压后压力0.02～0.85MPaG，进入固体热载体加热器，产生的烟气温度为550～850℃，进入旋风分离器II除尘，后进入余热回收装置I后至干燥系统，烟气温度为120～150℃。
10.根据权利要求1所述的一种新型固体热载体提升管油回收方法，其特征在于：所述洗涤塔的洗涤剂为水或分离器分离后的油品。
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