CN116333771B - 一种提高油页岩轻质油产率的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高油页岩轻质油产率的装置及其方法，属于油页岩技术领域，该提高油页岩轻质油产率的装置包括干馏炉、底座、进料组件、产物出管、废料出管、进气组件、显示屏、在线检测仪和主控器；本发明中，主控器、在线检测仪和流量阀的设置，往主控器内导入控制程序，在线检测仪检测干馏炉内部的过剩氧含量，主控器通过流量阀控制进气管输送气体热载体的流量，使过剩氧含量保持在0.11%～0.15%，保证轻质油的产油率达到95%～97%；油页岩的输送系统输送的油页岩经过研磨机处理，使油页岩的粒径为5～8mm，保证油页岩粒度均匀，避免粒径范围大而造成油页岩反应时间不一致，甚至出现小块油页岩因停留时间长而出现高温熔融炼炉的现象，保证轻质油的产率。

Description

一种提高油页岩轻质油产率的装置及其方法
技术领域
本发明属于油页岩技术领域，尤其涉及一种提高油页岩轻质油产率的装置及其方法。
背景技术
油页岩，又称油母页岩，是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%；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；它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源；
申请号为202210827680.9的中国专利，公开了一种提高油页岩热解轻质油产率的方法，属于油页岩热解技术领域；在油页岩热解过程中，持续通入超临界水，超临界水携带过渡金属进入油页岩孔隙结构中协同催化油页岩的热解，并在热解过程中加入助溶剂，降低超临界水携带过渡金属与油页岩形成的混相压力，降低热解反应的活化能，加快传质和传热速率；超临界水协同过渡金属催化剂可以促进大分子重质油裂解，抑制缩合反应，过渡金属可提供加氢反应活性位点，从而达到提高油页岩热解轻质油产率的目的；
上述发明中，油页岩轻质油的产率为75%～90%，轻质油的产率还有提高的空间；采用干馏炉进行油页岩的干馏，干馏炉内存在过剩氧烧油，造成轻质油的损失，会降低轻质油的产率；因此，发明一种提高油页岩轻质油产率的装置及其方法显得非常必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高油页岩轻质油产率的装置及其方法，该提高油页岩轻质油产率的装置包括干馏炉、底座、进料组件、产物出管、废料出管、进气组件、显示屏、在线检测仪和主控器，所述底座安装在干馏炉的下侧；所述进料组件安装在干馏炉上方的中间位置；所述产物出管安装在干馏炉上方的一端；所述废料出管安装在干馏炉一侧的下方；所述进气组件安装在干馏炉另一侧的中间位置；所述显示屏和主控器安装在干馏炉的前侧；所述在线检测仪安装在干馏炉靠近废料出管一侧的上方；
所述进料组件包括进料管、分布器、连接管和匀料管，所述进料管安装在干馏炉上方的中间位置；所述分布器安装在进料管的下侧，且分布器位于干馏炉内部的上方；所述连接管安装在分布器的下侧；所述匀料管采用多个，且匀料管安装在连接管的下侧；分布器对油页岩的输送系统输送的油页岩进行均匀分布，通过均料管将油页岩均匀的输送至干馏炉内，使油页岩和气体热载体充分接触反应，保证轻质油充分释放。
优选的，所述进气组件包括进气管、输送管、第一出气管、第二出气管和流量阀，所述进气管安装在干馏炉背离废料出管一侧的中间位置；所述输送管安装在进气管的末端，且输送管位于干馏炉的内部；所述第一出气管采用多个，且第一出气管安装在输送管两侧的上方；所述第二出气管采用多个，且第二出气管安装在输送管两侧的下方；所述流量阀安装在进气管上；第一出气管背离输送管的一端向下倾斜，第二出气管背离输送管的一端向下倾斜，且第一出气管和第二出气管等间距设置，既能保证气体热载体在干馏炉的横向方向上均匀分布，又避免下落的废料进入到第一出气管和第二出气管的内部，保证装置平稳高效运行。
优选的，所述底座的尺寸与干馏炉下侧的尺寸匹配；所述产物出管与干馏炉的内部相通，且产物出管的上端通过管道与产物收集系统相连；所述废料出管与干馏炉的内部下侧相通；所述显示屏通过导线与市电相连；所述在线检测仪通过导线分别与市电、显示屏和主控器相连，且在线检测仪的检测探头位于干馏炉的内部，该在线检测仪用于检测干馏炉内部的过剩氧含量；所述主控器通过导线与市电相连。
优选的，所述进料管与分布器的内部相通，且进料管的上端通过管道与油页岩的输送系统相连；所述连接管的尺寸与分布器的尺寸匹配；所述匀料管与分布器的内部相通，且匀料管均匀分布，该匀料管的下端采用敞口式设置。
优选的，所述进气管的末端通过管道与气体热载体供应系统相连，且进气管的外侧设置有保温棉；所述输送管与进气管的内部相通，且输送管背离进气管的一端设置有封堵板；所述流量阀通过导线分别与市电、显示屏和主控器相连；所述第一出气管与输送管的内部相通，且第一出气管等间距设置，该第一出气管采用倾斜设置，其中第一出气管背离输送管的一端向下倾斜；所述第二出气管与输送管的内部相通，且第二出气管等间距设置，该第二出气管采用倾斜设置，其中第二出气管背离输送管的一端向下倾斜。
一种提高油页岩轻质油产率的方法，该提高油页岩轻质油产率的方法包括以下步骤：
S1：启动干馏炉，油页岩的输送系统通过进料组件往干馏炉内输送油页岩，同时气体热载体供应系统通过进气组件往干馏炉输送气体热载体；
S2：气体热载体促使油页岩干馏，轻质油蒸汽通过产物出管排至产物收集系统，便于进行轻质油的收集，同时产生的废料通过废料出管排出；
S3：往主控器内导入控制程序，在线检测仪检测干馏炉内部的过剩氧含量，主控器通过流量阀控制进气管输送气体热载体的流量，使过剩氧含量保持在0.11%～0.15%，保证轻质油的产油率达到95%～97%。
优选的，所述S1中，油页岩的输送系统输送的油页岩经过研磨机处理，使油页岩的粒径为5～8mm，保证油页岩粒度均匀，避免粒径范围大而造成油页岩反应时间不一致，甚至出现小块油页岩因停留时间长而出现高温熔融炼炉的现象，保证轻质油的产率；所述S3中，显示屏对在线检测仪的检测数据进行显示，同时显示屏对流量阀的控制进气管的流量数据进行显示，便于操作人员实时观察装置的运行状态。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中，主控器、在线检测仪和流量阀的设置，往主控器内导入控制程序，在线检测仪检测干馏炉内部的过剩氧含量，主控器通过流量阀控制进气管输送气体热载体的流量，使过剩氧含量保持在0.11%～0.15%，保证轻质油的产油率达到95%～97%；
本发明中，进料组件的设置，分布器对油页岩的输送系统输送的油页岩进行均匀分布，通过均料管将油页岩均匀的输送至干馏炉内，使油页岩和气体热载体充分接触反应，保证轻质油充分释放；
本发明中，进气组件的设置，第一出气管背离输送管的一端向下倾斜，第二出气管背离输送管的一端向下倾斜，且第一出气管和第二出气管等间距设置，既能保证气体热载体在干馏炉的横向方向上均匀分布，又避免下落的废料进入到第一出气管和第二出气管的内部，保证装置平稳高效运行；
该提高油页岩轻质油产率的方法中，油页岩的输送系统输送的油页岩经过研磨机处理，使油页岩的粒径为5～8mm，保证油页岩粒度均匀，避免粒径范围大而造成油页岩反应时间不一致，甚至出现小块油页岩因停留时间长而出现高温熔融炼炉的现象，保证轻质油的产率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的进料组件的结构示意图。
图3是本发明的进气组件的结构示意图。
图4是本发明的输送管、第一出气管和第二出气管的结构示意图。
图5是本发明的轻质油产率和过剩氧含量的关系示意图。
图中：
干馏炉，2-底座，3-进料组件，31-进料管，32-分布器，33-连接管，34-匀料管，4-产物出管，5-废料出管，6-进气组件，61-进气管，62-输送管，63-第一出气管，64-第二出气管，65-流量阀，7-显示屏，8-在线检测仪，9-主控器；
a-轻质油产油率，b-过剩氧体积分数。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例
如附图1至附图5所示：
本发明提供一种提高油页岩轻质油产率的装置及其方法，包括干馏炉1、底座2、进料组件3、产物出管4、废料出管5、进气组件6、显示屏7、在线检测仪8和主控器9，底座2安装在干馏炉1的下侧；进料组件3安装在干馏炉1上方的中间位置；产物出管4安装在干馏炉1上方的一端；废料出管5安装在干馏炉1一侧的下方；进气组件6安装在干馏炉1另一侧的中间位置；显示屏7和主控器9安装在干馏炉1的前侧；在线检测仪8安装在干馏炉1靠近废料出管5一侧的上方；底座2的尺寸与干馏炉1下侧的尺寸匹配；产物出管4与干馏炉1的内部相通，且产物出管4的上端通过管道与产物收集系统相连；废料出管5与干馏炉1的内部下侧相通；显示屏7通过导线与市电相连；在线检测仪8通过导线分别与市电、显示屏7和主控器9相连，且在线检测仪8的检测探头位于干馏炉1的内部，该在线检测仪8用于检测干馏炉1内部的过剩氧含量；主控器9通过导线与市电相连。
本实施例中，进料组件3包括进料管31、分布器32、连接管33和匀料管34，进料管31安装在干馏炉1上方的中间位置；分布器32安装在进料管31的下侧，且分布器32位于干馏炉1内部的上方；连接管33安装在分布器32的下侧；匀料管34采用多个，且匀料管34安装在连接管33的下侧；进料管31与分布器32的内部相通，且进料管31的上端通过管道与油页岩的输送系统相连；连接管33的尺寸与分布器32的尺寸匹配；匀料管34与分布器32的内部相通，且匀料管34均匀分布，该匀料管34的下端采用敞口式设置；分布器32对油页岩的输送系统输送的油页岩进行均匀分布，通过均料管34将油页岩均匀的输送至干馏炉1内，使油页岩和气体热载体充分接触反应，保证轻质油充分释放。
本实施例中，进气组件6包括进气管61、输送管62、第一出气管63、第二出气管64和流量阀65，进气管61安装在干馏炉1背离废料出管5一侧的中间位置；输送管62安装在进气管61的末端，且输送管62位于干馏炉1的内部；第一出气管63采用多个，且第一出气管63安装在输送管62两侧的上方；第二出气管64采用多个，且第二出气管64安装在输送管62两侧的下方；流量阀65安装在进气管61上；进气管61的末端通过管道与气体热载体供应系统相连，且进气管61的外侧设置有保温棉；输送管62与进气管61的内部相通，且输送管62背离进气管61的一端设置有封堵板；流量阀65通过导线分别与市电、显示屏7和主控器9相连；第一出气管63与输送管62的内部相通，且第一出气管63等间距设置，该第一出气管63采用倾斜设置，其中第一出气管63背离输送管62的一端向下倾斜；第二出气管64与输送管62的内部相通，且第二出气管64等间距设置，该第二出气管64采用倾斜设置，其中第二出气管64背离输送管62的一端向下倾斜；第一出气管63背离输送管62的一端向下倾斜，第二出气管64背离输送管62的一端向下倾斜，且第一出气管63和第二出气管64等间距设置，既能保证气体热载体在干馏炉1的横向方向上均匀分布，又避免下落的废料进入到第一出气管63和第二出气管64的内部，保证装置平稳高效运行。
一种提高油页岩轻质油产率的方法，该提高油页岩轻质油产率的方法包括以下步骤：
S1：启动干馏炉1，油页岩的输送系统通过进料组件3往干馏炉1内输送油页岩，同时气体热载体供应系统通过进气组件6往干馏炉1输送气体热载体；
S2：气体热载体促使油页岩干馏，轻质油蒸汽通过产物出管4排至产物收集系统，便于进行轻质油的收集，同时产生的废料通过废料出管5排出；
S3：往主控器9内导入控制程序，在线检测仪8检测干馏炉1内部的过剩氧含量，主控器9通过流量阀65控制进气管61输送气体热载体的流量，使过剩氧含量保持在0.11%～0.15%，保证轻质油的产油率达到95%～97%。
本实施例中，S1中，油页岩的输送系统输送的油页岩经过研磨机处理，使油页岩的粒径为5～8mm；S3中，显示屏7对在线检测仪8的检测数据进行显示，同时显示屏7对流量阀65的控制进气管61的流量数据进行显示，便于操作人员实时观察装置的运行状态；油页岩的输送系统输送的油页岩经过研磨机处理，使油页岩的粒径为5～8mm，保证油页岩粒度均匀，避免粒径范围大而造成油页岩反应时间不一致，甚至出现小块油页岩因停留时间长而出现高温熔融炼炉的现象，保证轻质油的产率。
本发明中，使用时，往主控器9内导入控制程序，在线检测仪8检测干馏炉1内部的过剩氧含量，主控器9通过流量阀65控制进气管61输送气体热载体的流量，使过剩氧含量保持在0.11%～0.15%，保证轻质油的产油率达到95%～97%；分布器32对油页岩的输送系统输送的油页岩进行均匀分布，通过均料管34将油页岩均匀的输送至干馏炉1内，使油页岩和气体热载体充分接触反应，保证轻质油充分释放；第一出气管63背离输送管62的一端向下倾斜，第二出气管64背离输送管62的一端向下倾斜，且第一出气管63和第二出气管64等间距设置，既能保证气体热载体在干馏炉1的横向方向上均匀分布，又避免下落的废料进入到第一出气管63和第二出气管64的内部，保证装置平稳高效运行；油页岩的输送系统输送的油页岩经过研磨机处理，使油页岩的粒径为5～8mm，保证油页岩粒度均匀，避免粒径范围大而造成油页岩反应时间不一致，甚至出现小块油页岩因停留时间长而出现高温熔融炼炉的现象，保证轻质油的产率。
利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种提高油页岩轻质油产率的装置，其特征在于：包括干馏炉(1)、底座(2)、进料组件(3)、产物出管(4)、废料出管(5)、进气组件(6)、显示屏(7)、在线检测仪(8)和主控器(9)，所述底座(2)安装在干馏炉(1)的下侧；所述进料组件(3)安装在干馏炉(1)上方的中间位置；所述产物出管(4)安装在干馏炉(1)上方的一端；所述废料出管(5)安装在干馏炉(1)一侧的下方；所述进气组件(6)安装在干馏炉(1)另一侧的中间位置；所述显示屏(7)和主控器(9)安装在干馏炉(1)的前侧；所述在线检测仪(8)安装在干馏炉(1)靠近废料出管(5)一侧的上方；
所述进料组件(3)包括进料管(31)、分布器(32)、连接管(33)和匀料管(34)，所述进料管(31)安装在干馏炉(1)上方的中间位置；所述分布器(32)安装在进料管(31)的下侧，且分布器(32)位于干馏炉(1)内部的上方；所述连接管(33)安装在分布器(32)的下侧；所述匀料管(34)采用多个，且匀料管(34)安装在连接管(33)的下侧；
所述进气组件(6)包括进气管(61)、输送管(62)、第一出气管(63)、第二出气管(64)和流量阀(65)，所述进气管(61)安装在干馏炉(1)背离废料出管(5)一侧的中间位置；所述输送管(62)安装在进气管(61)的末端，且输送管(62)位于干馏炉(1)的内部；所述第一出气管(63)采用多个，且第一出气管(63)安装在输送管(62)两侧的上方；所述第二出气管(64)采用多个，且第二出气管(64)安装在输送管(62)两侧的下方；所述流量阀(65)安装在进气管(61)上；
所述显示屏(7)通过导线与市电相连；所述在线检测仪(8)通过导线分别与市电、显示屏(7)和主控器(9)相连，且在线检测仪(8)的检测探头位于干馏炉(1)的内部，该在线检测仪(8)用于检测干馏炉(1)内部的过剩氧含量；所述主控器(9)通过导线与市电相连；
所述流量阀(65)通过导线分别与市电、显示屏(7)和主控器(9)相连；
所述第一出气管(63)与输送管(62)的内部相通，且第一出气管(63)等间距设置，该第一出气管(63)采用倾斜设置，其中第一出气管(63)背离输送管(62)的一端向下倾斜；所述第二出气管(64)与输送管(62)的内部相通，且第二出气管(64)等间距设置，该第二出气管(64)采用倾斜设置，其中第二出气管(64)背离输送管(62)的一端向下倾斜。
2.如权利要求1所述的提高油页岩轻质油产率的装置，其特征在于：所述底座(2)的尺寸与干馏炉(1)下侧的尺寸匹配；所述产物出管(4)与干馏炉(1)的内部相通，且产物出管(4)的上端通过管道与产物收集系统相连；所述废料出管(5)与干馏炉(1)的内部下侧相通。
3.如权利要求1所述的提高油页岩轻质油产率的装置，其特征在于：所述进料管(31)与分布器(32)的内部相通，且进料管(31)的上端通过管道与油页岩的输送系统相连；所述连接管(33)的尺寸与分布器(32)的尺寸匹配；所述匀料管(34)与分布器(32)的内部相通，且匀料管(34)均匀分布，该匀料管(34)的下端采用敞口式设置。
4.如权利要求1所述的提高油页岩轻质油产率的装置，其特征在于：所述进气管(61)的末端通过管道与气体热载体供应系统相连，且进气管(61)的外侧设置有保温棉；所述输送管(62)与进气管(61)的内部相通，且输送管(62)背离进气管(61)的一端设置有封堵板。
5.一种提高油页岩轻质油产率的方法，使用权利要求1-4任一项所述的提高油页岩轻质油产率的装置来完成，其特征在于：该提高油页岩轻质油产率的方法包括以下步骤：
S1：启动干馏炉(1)，油页岩的输送系统通过进料组件(3)往干馏炉(1)内输送油页岩，同时气体热载体供应系统通过进气组件(6)往干馏炉(1)输送气体热载体；
S2：气体热载体促使油页岩干馏，轻质油蒸汽通过产物出管(4)排至产物收集系统，便于进行轻质油的收集，同时产生的废料通过废料出管(5)排出；
S3：往主控器(9)内导入控制程序，在线检测仪(8)检测干馏炉(1)内部的过剩氧含量，主控器(9)通过流量阀(65)控制进气管(61)输送气体热载体的流量，使过剩氧含量保持在0.11％～0.15％，保证轻质油的产油率达到95％～97％。
6.如权利要求5所述的提高油页岩轻质油产率的方法，其特征在于：所述S1中，油页岩的输送系统输送的油页岩经过研磨机处理，使油页岩的粒径为5～8mm。
7.如权利要求5所述的提高油页岩轻质油产率的方法，其特征在于：所述S3中，显示屏(7)对在线检测仪(8)的检测数据进行显示，同时显示屏(7)对流量阀(65)的控制进气管(61)的流量数据进行显示，便于操作人员实时观察装置的运行状态。
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