CN203653491U - 油页岩干馏炼油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种油页岩干馏炼油装置，该油页岩干馏炼油装置包括气流干燥器、至少两个旋风分离器、移动床反应器、循环流化床锅炉、电除尘器、烟筒、过滤器和分馏塔；将半焦燃烧产生的高温页岩灰与被热烟气干燥的颗粒油页岩原料以流态化进入第二旋风分离器，经第二旋风分离器充分混合后进入移动床反应器，实现颗粒油页岩原料完全干馏；油页岩干馏产生的油气进入分馏塔，产出汽油馏分、柴油馏分、重油馏分以及干馏气。该油页岩干馏炼油装置可以达到油页岩干馏完全、热效率高、干馏时间短、页岩油收率高等要求，同时又可以产生高热值的干馏气，各种产物的循环再利用，油页岩利用率可以达到100%，既有利于提高经济效益，又有利于保护环境。

Description

油页岩干馏炼油装置

技术领域

本实用新型是关于一种小颗粒油页岩干馏炼油装置，尤其涉及一种油页岩移动床干馏炼油、循环流化床半焦燃烧供热一体化装置。

背景技术

油页岩是一种沉积岩，具无机矿物质的骨架并含固体有机物质，主要为油母质及少量沥青质。油页岩所含的有机质为不溶于有机溶剂的高分子聚合物，称为油母质或干酪根。油页岩的无机矿物质主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。油页岩中有机质含量通常小于总质量的35%，而无机矿物质的含量通常约占50%-85%。油页岩是一种固体化石燃料。作为一种能源，油页岩加热至500℃左右，其油母质热解产生页岩油，油页岩热解通常也称为干馏。页岩油可作为燃料油，亦可进一步加工制取汽、柴油和化学品。油页岩也可直接燃烧，产生蒸汽发电。

世界油页岩资源丰富，共计37个国家的探明油页岩储量总和换算成页岩油约4000多亿吨，远比世界探明原油储量大，也比世界原油资源大。美国油页岩探明储量居世界首位，换算成页岩油高达3000多亿吨，占世界总储量的70%以上。我国的油页岩探明储量换算成页岩油约400多亿吨。

目前国内外工业化的油页岩干馏技术包括：抚顺块状页岩干馏炉，日处理页岩100吨，页岩粒度为10-85mm，油收率为65%；巴西Petrosix块状页岩干馏炉，日处理页岩6000吨，页岩粒度为8-50mm，油收率为90%；爱沙尼亚Kiviter块状页岩干馏炉，日处理页岩1000吨，页岩粒度为10-85mm，油收率为80%；爱沙尼亚颗粒页岩干馏炉，日处理页岩3000吨，页岩粒度为0-20mm，油收率为90%；澳大利亚ATP颗粒页岩干馏炉，日处理页岩6000吨，页岩粒度为0-20mm，油收率为90%。这几种技术的主要问题是：1）油页岩干馏炉没有和循环流化床技术进行有机地结合，干馏后的半焦没有被有效地用于燃烧供热。2）对于块状页岩干馏技术，均采用湿法出焦，半焦难以被进一步利用，且由于以气体为热载体，干馏气被冲稀，冷凝回收系统庞大，气体热值低，难以进一步综合利用。而且对于块状页岩干馏技术，油页岩的利用率不到85%。3）目前成熟颗粒页岩干馏技术存在操作环节太多，制造成本高昂的缺点。

目前国内有些干馏技术虽然解决了上述问题，能够干馏颗粒页岩以及燃烧利用半焦，但是仍存在以下缺陷：1）热载体与颗粒页岩很难充分混合，两者为间接传热，传热效率低；2）若采用流化态将热载体与颗粒页岩混合，则会冲稀干馏气，降低干馏气热值。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种油页岩干馏炼油装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油页岩干馏炼油装置，通过固体热载体直接与颗粒油页岩接触传热并充分混合，提高传热效率，使颗粒油页岩干馏完全、充分；同时，使干馏气不被冲稀并具有高热值。

本实用新型的目的是这样实现的，一种油页岩干馏炼油装置，所述油页岩干馏炼油装置包括气流干燥器、至少两个旋风分离器、移动床反应器、循环流化床锅炉、电除尘器、烟筒、过滤器和分馏塔；

其中，所述气流干燥器设有一第一入口、一第二入口以及一出口；第一旋风分离器和第二旋风分离器均设有一入口、一第一出口以及一第二出口；所述移动床反应器设有一入口、一第一出口以及一第二出口；所述循环流化床锅炉设有一第一入口、一第二入口、一第三入口、一第一出口、一第二出口、一第三出口、一第四出口以及一第五出口；所述电除尘器设有一入口、一第一出口以及一第二出口；所述分馏塔设有一入口以及一气体出口；

所述气流干燥器第一入口和第二入口与流化床锅炉第三出口连接，气流干燥器出口与所述第一旋风分离器入口连接；

所述第一旋风分离器第一出口与所述第二旋风分离器入口连接，第一旋风分离器第二出口通过一风机与所述电除尘器入口连接；所述循环流化床锅炉的第五出口与电除尘器的入口连接；所述电除尘器第一出口与所述烟筒连接；

所述第二旋风分离器第一出口与所述移动床反应器入口连接，第二旋风分离器第二出口通过另一风机与所述循环流化床锅炉第一出口连接，并顺序导通于第一旋风分离第一出口和所述第二旋风分离器入口；

所述移动床反应器第一出口与所述循环流化床锅炉第一入口连接，移动床反应器第二出口通过所述过滤器与所述分馏塔入口连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在所述移动床反应器第二出口与所述过滤器之间设有一个三级旋风分离器；所述三级旋风分离器的入口与所述移动床反应器第二出口连接，三级旋风分离器的第二出口与所述过滤器连接，三级旋风分离器的第一出口与所述循环流化床锅炉第一入口连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述三级旋风分离器是由第四旋风分离器、第五旋风分离器和第六旋风分离器串联构成；所述第四旋风分离器的入口构成整个三级旋风分离器的入口；第六旋风分离器的第二出口构成整个三级旋风分离器的第二出口；第四旋风分离器第二出口与第五旋风分离器的入口连接，第五旋风分离器第二出口与第六旋风分离器的入口连接；第四旋风分离器、第五旋风分离器和第六旋风分离器的第一出口并联构成整个三级旋风分离器的第一出口。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在所述第一旋风分离器第二出口与一风机之间设有第三旋风分离器；所述第三旋风分离器的入口与所述第一旋风分离器第二出口连接，所述第三旋风分离器的第一出口与所述循环流化床锅炉第一入口连接，所述第三旋风分离器的第二出口与所述一风机连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述油页岩干馏炼油装置还包括一收集容器，所述收集容器的出口与所述气流干燥器第一入口连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述循环流化床锅炉的第二出口连接于一冷渣器。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述循环流化床锅炉的第四出口连接一汽轮机，所述汽轮机与发电机连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述分馏塔的气体出口与一瓦斯发电机组、一液化石油气生产装置和/或一液化天然气生产装置连接。

由上所述，本实用新型油页岩干馏炼油装置，将半焦燃烧产生的高温页岩灰与被热烟气干燥的颗粒油页岩原料以流态化进入第二旋风分离器，经第二旋风分离器充分混合后进入移动床反应器，实现颗粒油页岩原料完全干馏；颗粒油页岩原料干馏后的半焦经输送直接进入循环流化床锅炉的燃烧室，燃烧后的页岩灰，一部分排掉，另一部分作为固体热载体被循环干气输送入第二旋风分离器中与颗粒油页岩原料混合，继续进入移动床反应器进行干馏；流化床燃烧室产生的热烟气被引入气流干燥器中干燥颗粒油页岩原料；油页岩干馏产生的油气进入分馏塔，产出汽油馏分、柴油馏分、重油馏分以及干馏气。该油页岩干馏炼油装置可以达到油页岩干馏完全、热效率高、干馏时间短、页岩油收率高等要求，同时又可以产生高热值的干馏气，各种产物的循环再利用，油页岩利用率可以达到100%，既有利于提高经济效益，又有利于保护环境。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型油页岩干馏炼油装置的结构示意图。

图2：为图1中的局部放大示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提出一种油页岩干馏炼油装置100，所述油页岩干馏炼油装置100包括气流干燥器1、第一旋风分离器2、第二旋风分离器3、移动床反应器4、循环流化床锅炉5、电除尘器91、烟筒92、过滤器93和分馏塔6；

其中，所述气流干燥器1设有一第一入口11、一第二入口12以及一出口13；第一旋风分离器2设有一入口21、一第一出口22以及一第二出口23；第二旋风分离器3设有一入口31、一第一出口32以及一第二出口33；所述移动床反应器4设有一入口41、一第一出口42以及一第二出口43；所述循环流化床锅炉5设有一第一入口51、一第二入口52、一第三入口53、一第一出口54、一第二出口55、一第三出口56、一第四出口57以及一第五出口58；所述电除尘器91设有一入口911、一第一出口912以及一第二出口913；所述分馏塔6设有一入口61以及一气体出口62；

所述气流干燥器1第一入口11和第二入口12都与流化床锅炉5第三出口56连接，气流干燥器1出口13与所述第一旋风分离器2入口21连接；

所述第一旋风分离器第一出口22与所述第二旋风分离器入口31连接，第一旋风分离器第二出口23通过一风机98与所述电除尘器入口911连接；所述循环流化床锅炉的第五出口58也与电除尘器的入口911连接，以排出细灰；所述电除尘器第一出口912与所述烟筒92连接；

所述第二旋风分离器第一出口32与所述移动床反应器入口41连接，第二旋风分离器第二出口33通过另一风机99与所述循环流化床锅炉第一出口54连接，并顺序导通于第一旋风分离第一出口22和所述第二旋风分离器入口31；

所述移动床反应器第一出口42与所述循环流化床锅炉第一入口51连接，移动床反应器第二出口43通过所述过滤器93与所述分馏塔入口61连接。

在本实施方式中，在所述移动床反应器第二出口43与所述过滤器93之间设有一个三级旋风分离器7；所述三级旋风分离器7的入口与所述移动床反应器第二出口43连接，三级旋风分离器7的第二出口与所述过滤器93连接，三级旋风分离器7的第一出口与所述循环流化床锅炉第一入口51连接。

如图1、图2所示，所述三级旋风分离器7是由第四旋风分离器71、第五旋风分离器72和第六旋风分离器73串联构成；所述第四旋风分离器71的入口711构成整个三级旋风分离器的入口；第六旋风分离器的第二出口733构成整个三级旋风分离器的第二出口；第四旋风分离器第二出口713与第五旋风分离器的入口721连接，第五旋风分离器第二出口723与第六旋风分离器的入口731连接；第四旋风分离器71、第五旋风分离器72和第六旋风分离器73的第一出口712、722和732并联构成整个三级旋风分离器的第一出口。

在本实施方式中，在所述第一旋风分离器第二出口23与一风机98之间设有第三旋风分离器8；所述第三旋风分离器8的入口81与所述第一旋风分离器第二出口23连接，所述第三旋风分离器的第一出口82与所述循环流化床锅炉第一入口51连接，所述第三旋风分离器的第二出口83与所述一风机98连接。

在本实施方式中，所述油页岩干馏炼油装置还包括一收集容器97，所述收集容器97的出口与所述气流干燥器第一入口11连接。

在本实施方式中，所述循环流化床锅炉的第二出口55连接于一冷渣器94。

在本实施方式中，所述循环流化床锅炉的第四出口57连接一汽轮机95，所述汽轮机95与发电机96连接。

在本实施方式中，所述分馏塔的气体出口62与一瓦斯发电机组、一液化石油气生产装置和/或一液化天然气生产装置连接。

本实用新型油页岩干馏炼油装置的工作过程是：（1）首先将油页岩破碎、筛分制取得到粒度≤10mm的小颗粒油页岩原料，将所述小颗粒油页岩原料通过收集容器97输入气流干燥器1；在气流干燥器中，利用来自循环流化床锅炉的400-650℃的热烟气对油页岩颗粒进行干燥（所述用于干燥油页岩颗粒的热烟气是由预热后的空气进入循环流化床锅炉的燃烧室燃烧产生的）。（2）热烟气将干燥后的油页岩颗粒带入第一旋风分离器2中，分离出来的油页岩颗粒与来自循环流化床锅炉的热页岩灰混合，被循环干气（所述循环干气是从第二旋风分离器第二出口33输出的热烟气）以流态化输送至第二旋风分离器3中，热灰与油页岩颗粒充分混合；第一旋风分离器2中的热烟气通过一第三旋风分离器8输送至电除尘器91中，进一步除尘后的烟气由电除尘器第一出口912排入烟筒92，粉尘从电除尘器91的第二出口913排出后可以用于生产建材，第三旋风分离器8分离下来的粉尘进入循环流化床锅炉中。（3）热灰和油页岩颗粒混合后进入移动床反应器4中，自上而下停留10-30分钟，油页岩颗粒被加热到500℃，完成干馏过程；干馏产生的油汽和干馏气通过一个三级旋风分离器7后进入过滤器93中过滤（该三级旋风分离器分离下来的粉尘被输送至循环流化床锅炉中），过滤后的油汽和干馏气进入分馏塔6分馏得到汽油、柴油、重油，分馏之后剩下的干馏气送入瓦斯发电机组发电，或者送入LNG生产装置或LPG生产装置用于生产LNG或LPG。（4）页岩灰和干馏产生的半焦被从移动床反应器4中排出，然后被空气输送进入循环流化床锅炉中燃烧，烧至800-900℃，一部分热灰被输送至第二旋风分离器3中继续加热原料油页岩颗粒，另一部分热灰经冷渣器94冷却后送入建材厂作为建材原料。

由上所述，本实用新型油页岩干馏炼油装置，将半焦燃烧产生的高温页岩灰与被热烟气干燥的颗粒油页岩原料以流态化进入第二旋风分离器，经第二旋风分离器充分混合后进入移动床反应器，实现颗粒油页岩原料完全干馏；颗粒油页岩原料干馏后的半焦经输送直接进入循环流化床锅炉的燃烧室，燃烧后的页岩灰，一部分排掉，另一部分作为固体热载体被循环干气输送入第二旋风分离器中与颗粒油页岩原料混合，继续进入移动床反应器进行干馏；流化床燃烧室产生的热烟气被引入气流干燥器中干燥颗粒油页岩原料；油页岩干馏产生的油气进入分馏塔，产出汽油馏分、柴油馏分、重油馏分以及干馏气。该油页岩干馏炼油装置可以达到油页岩干馏完全、热效率高、干馏时间短、页岩油收率高等要求，同时又可以产生高热值的干馏气，各种产物的循环再利用，油页岩利用率可以达到100%，既有利于提高经济效益，又有利于保护环境。

如图1所示，在所述循环流化床锅炉5的第三入口53与第四出口57之间设有蒸汽管线，用循环流化床锅炉内的热烟气加热水蒸汽，过热水蒸汽用于供暖或汽轮机发电。

在所述循环流化床锅炉5的第二入口52处，设有预热空气管线，预热后的空气进入循环流化床锅炉燃烧室燃烧；产生的热烟气可用于干燥油页岩颗粒。

在本实施方式中，干馏产生的油汽和干馏气经过三级旋风分离器7后，再进入陶瓷过滤器93，可以进一步净化油气。

本实用新型油页岩干馏炼油装置，可以实现利用半焦燃烧产生的高温烟气的显热对油页岩颗粒进行加热以完成干燥过程，多余的热量可以产生蒸汽用来发电，燃烧后的一部分页岩灰作为固体热载体以流态化与颗粒油页岩直接接触一起进入旋风分离器，充分混合换热完成干馏过程，真正实现了油页岩颗粒完全干馏。一部分页岩灰被冷却去热后可以用于生产建材，通过采用本实用新型提供的技术方案，一方面可以消化干馏后得到的半焦，解决油页岩能源资源严重浪费的问题，同时又可以提高油页岩综合利用率，减少由半焦堆积引起的环境污染，另一方面，流化床燃烧后的灰渣含碳量低，活性好，适合做建筑材料。本实用新型油页岩干馏炼油装置具有干馏完全、热效率高、干馏气热值高、处理量大等优点。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (8)

1.一种油页岩干馏炼油装置，其特征在于：所述油页岩干馏炼油装置包括气流干燥器、至少两个旋风分离器、移动床反应器、循环流化床锅炉、电除尘器、烟筒、过滤器和分馏塔；

其中，所述气流干燥器设有一第一入口、一第二入口以及一出口；第一旋风分离器和第二旋风分离器均设有一入口、一第一出口以及一第二出口；所述移动床反应器设有一入口、一第一出口以及一第二出口；所述循环流化床锅炉设有一第一入口、一第二入口、一第三入口、一第一出口、一第二出口、一第三出口、一第四出口以及一第五出口；所述电除尘器设有一入口、一第一出口以及一第二出口；所述分馏塔设有一入口以及一气体出口；

所述气流干燥器第一入口和第二入口与流化床锅炉第三出口连接，气流干燥器出口与所述第一旋风分离器入口连接；

所述第一旋风分离器第一出口与所述第二旋风分离器入口连接，第一旋风分离器第二出口通过一风机与所述电除尘器入口连接；所述循环流化床锅炉的第五出口与电除尘器的入口连接；所述电除尘器第一出口与所述烟筒连接；

所述第二旋风分离器第一出口与所述移动床反应器入口连接，第二旋风分离器第二出口通过另一风机与所述循环流化床锅炉第一出口连接，并顺序导通于第一旋风分离第一出口和所述第二旋风分离器入口；

所述移动床反应器第一出口与所述循环流化床锅炉第一入口连接，移动床反应器第二出口通过所述过滤器与所述分馏塔入口连接。

2.如权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于：在所述移动床反应器第二出口与所述过滤器之间设有一个三级旋风分离器；所述三级旋风分离器的入口与所述移动床反应器第二出口连接，三级旋风分离器的第二出口与所述过滤器连接，三级旋风分离器的第一出口与所述循环流化床锅炉第一入口连接。

3.如权利要求2所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于：所述三级旋风分离器是由第四旋风分离器、第五旋风分离器和第六旋风分离器串联构成；所述第四旋风分离器的入口构成整个三级旋风分离器的入口；第六旋风分离器的第二出口构成整个三级旋风分离器的第二出口；第四旋风分离器第二出口与第五旋风分离器的入口连接，第五旋风分离器第二出口与第六旋风分离器的入口连接；第四旋风分离器、第五旋风分离器和第六旋风分离器的第一出口并联构成整个三级旋风分离器的第一出口。

4.如权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于：在所述第一旋风分离器第二出口与一风机之间设有第三旋风分离器；所述第三旋风分离器的入口与所述第一旋风分离器第二出口连接，所述第三旋风分离器的第一出口与所述循环流化床锅炉第一入口连接，所述第三旋风分离器的第二出口与所述一风机连接。

5.如权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于：所述油页岩干馏炼油装置还包括一收集容器，所述收集容器的出口与所述气流干燥器第一入口连接。

6.如权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于：所述循环流化床锅炉的第二出口连接于一冷渣器。

7.如权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于：所述循环流化床锅炉的第四出口连接一汽轮机，所述汽轮机与发电机连接。

8.如权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于：所述分馏塔的气体出口与一瓦斯发电机组、一液化石油气生产装置和/或一液化天然气生产装置连接。

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