EA016003B1

EA016003B1 - Способ для переработки нефтесодержащих твёрдых материалов и установка для его осуществления

Info

Publication number: EA016003B1
Application number: EA201000199A
Authority: EA
Inventors: Никола Анастасиевич; Гюнтер Шнайдер; Михаель Миссалла
Original assignee: Оутотек Ойй
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2012-01-30
Also published as: NZ582322A; US20100187161A1; CA2692571A1; AU2008278050A1; CA2692571C; AU2008278050B2; IL202843A; DE102007032683B4; EA201000199A1; BRPI0814237A2; WO2009010157A2; US8764861B2; JO3011B1; MA31680B1; WO2009010157A3; CN101778927B; DE102007032683A1; WO2009010157A8; CN101778927A; BRPI0814237B1

Abstract

Для переработки нефтесодержащих твёрдых материалов, в частности нефтеносного песка или горючего сланца, предложен способ, включающий следующие стадии: подача нефтесодержащих твёрдых материалов в реактор и отгонка нефтесодержащих паров при температуре от 300 до 1000°С; подача выделенных в реакторе нефтесодержащих паров в крекинг-аппарат, в котором происходит расщепление тяжёлых нефтяных компонентов; разделение полученных в крекинг-аппарате твёрдых материалов и вывод потоков продуктов; ввод в печь оставшихся в реакторе твёрдых материалов, включающих неиспарившуюся фракцию тяжёлых углеводородов; сжигание в печи оставшихся в твёрдых материалах тяжёлых углеводородов при темперагуре от 600 до 1500°С, преимущественно от 1050 до 1200°С; рециркуляция твёрдых материалов из печи в реактор, в процессе чего окислительная атмосфера печи отделена от атмосферы реактора блокировочным устройством

Description

Настоящее изобретение относится к способу и установке для переработки твёрдых материалов, содержащих нефть и/или битум, в частности нефтеносного песка или горючего сланца.

Нефтеносный или битуминозный пески представляют собой песчаные образования, датируемые главным образом мезозойским периодом, которые распространены по всему земному шару и содержат нефть или нефтепродукты в количестве примерно от 5 до 18%. В отличие от жидкой нефти нефтеносные пески являются густовязкими и их необходимо вначале освобождать от песка и перерабатывать до получения сырой нефти. В приповерхностных зонах нефтеносный песок добывают с помощью открытых разработок, используя огромные лопастно-колесные и скребковые экскаваторы, и размалывают его до зерна размером <30 мкм. Тяжёлую нефть извлекают с помощью горячей воды или водяного пара, накапливая сверху суспензию с органической фазой. Нижнюю часть отделяют и повторно очищают. Таким образом, для извлечения нефти требуется очень много воды, которую к тому же сбрасывают не полностью освобождённой от нефти.

Название нефтяной сланец относится к возникающим при горообразовании пластов мергеля и других типов глинисто-битуминозной осадочной породы различных геологических эр, которые богаты органическим материалом (керогеном), происходящим от окаменелых микроорганизмов или пыльцы. Добыча нефти из нефтяного сланца традиционно производится с помощью выемки из месторождения с последующим пиролизом (карбонизацией при 500°С). В альтернативном случае используют подземную добычу (ίη 8Йц), закачивая в породу смесь водяного пара с воздухом после предварительного разрыхления породы с помощью взрыва и разжигания фронта пламени, которое вытесняет нефть.

Таким образом, извлечение сырой нефти из нефтеносных песков или горючих сланцев требует относительно больших расходов. Однако при росте цены на нефть добыча сырой нефти из нефтеносных песков и горючего сланца становится с экономических позиций всё более и более перспективной. Основной проблемой при существующем извлечении сырой нефти из нефтеносных песков и горючих сланцев является высокий расход воды и сброс сточных вод, содержащих остаточную нефть.

Из патента υδ 4507195 известен способ коксования загрязнённого горючего сланца или нефти битуминозного песка на твёрдых материалах, подвергнутых дистилляции в ретортах. Углеводородистые твёрдые материалы смешивают с горячим теплопереносящим материалом с целью нагрева твёрдых материалов до температуры, необходимой для пиролиза углеводородов. Смесь выдерживают в зоне пиролиза до тех пор, пока не будет выделено достаточное количество паров углеводородов. Через смесь в зоне пиролиза пропускают отпарной газ с целью понизить точку росы выделяющихся углеводородных паров и захватить мелкие частички. В результате этого из зоны пиролиза получают смесь загрязнённых углеводородных паров, отпарного газа и захваченных мелких частичек. Из загрязнённых углеводородных паров отделяют тяжёлую фракцию и подвергают её термическому крекингу в псевдоожиженном слое, состоящем из указанных мелких частичек, в результате чего на мелких частичках в псевдоожиженном слое отлагаются загрязнения вместе с коксом. Пары нефтяного продукта выводят из коксовального бака. В качестве теплопереносящего материала используют рециркулируемый пиролизованный нефтяной сланец или битуминозный песок, пропущенные через зону сгорания с целью выжечь остатки углерода и обеспечить тепло для пиролиза сырья. Поскольку между зоной сгорания и пиролизной печью герметичное уплотнение отсутствует, окислительная атмосфера зоны сгорания может проникать в пиролизную печь и ухудшать качество нефтяных паров. Кроме того, термический крекинг в коксовальном баке поглощает очень много энергии и, следовательно, является дорогостоящим.

Из ЕР 1015527 В1 известен также способ термообработки сырья, содержащего летучие горючие составляющие, в котором сырьё смешивают с гранулированным твёрдым материалом из накопительного бункера в пиролизном реакторе, работающем при относительно высоких температурах. Под их воздействием в газах и парах должны происходить реакции расщепления.

Наряду с используемым в названных выше процессах термическим крекингом известны также способы каталитического крекинга. В жидкофазном каталитическом крекинге (ЕСС) тяжёлый погон нефтепереработки расщепляется с образованием газов, сжиженных газов и бензинов, преимущественно длинноцепочечных нормальных алканов и изоалканов. Крекинг обычно проводят при температурах от 450 до 550°С и реакторном давлении 1,4 бар в присутствии цеолитного катализатора на алюмосиликатной основе. ЕСС-установки описаны, например, в И8 7135151 В1, ϋδ 2005/0118076 А1 и И8 2006/0231459 А1. Типичный катализатор раскрыт в \УО 2006/131506 А1. Другими способами являются, например, коксование или гидрокрекинг.

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного способа извлечения сырой нефти из нефтесодержащих твёрдых материалов.

Эта задача решается настоящим изобретением с помощью способа, включающего следующие стадии:

подача нефтесодержащих твёрдых материалов в реактор и выделение нефтесодержащего пара при температуре от 300 до 1000°С, преимущественно от 350 до 900°С;

подача выделенного в реакторе нефтесодержащего пара в аппарат каталитического крекинга, в котором тяжёлые нефтяные компоненты подвергаются расщеплению;

разделение получаемых из крекинг-аппарата продуктов и отвод потоков продуктов;

- 1 016003 ввод в печь оставшихся в реакторе твёрдых материалов, включающих неиспарённую фракцию тяжёлых углеводородов;

сжигание оставшихся в твёрдых материалах тяжёлых углеводородов в печи при температуре от 600 до 1500°С, преимущественно от 1050 до 1200°С;

осуществление рециркуляции твёрдых материалов из печи в реактор, причём окислительная атмосфера печи отделена от атмосферы реактора с помощью блокировочного устройства.

Нефть, содержащаяся в нефтесодержащих твёрдых материалах, испаряется на 50-90%, преимущественно на 70-80%, и подаётся в крекинг-аппарат, преимущественно в ЕСС-крекинг-аппарат. В этом аппарате тяжёлые нефтяные компоненты расщепляются на лёгкие нефтяные компоненты. Остальное нефтяное содержимое или содержимое нефтепродукта, оставшееся на твёрдом материале, сжигается в печи с целью генерирования тепла, которое необходимо в реакторе и которое переносится в реактор выводимыми из печи твёрдыми материалами. Между печью и реактором установлен заслон, чтобы отделить окислительную атмосферу печи от секции перегонки и предупредить окисление, сгорание или даже взрыв генерируемых в реакторе нефтяных паров. При использовании каталитической переработки количество лёгких нефтепродуктов в потоках продуктов может быть повышено при более низком расходе энергии по сравнению с обычным крекингом.

Согласно одному из предпочтительных аспектов изобретения нефтесодержащие твёрдые материалы перед их вводом в реактор высушивают в одно- или многостадийной сушилке при температуре от 80 до 120°С. Таким образом, при минимальных потерях нефти содержащаяся в нефтесодержащих твёрдых материалах вода будет в основном из них удалена. Выводимый из сушилки поток газа может подаваться в печь в качестве дополнительного топлива или использован в качестве флюидизирующего газа в других способах Альтернативным образом, содержащиеся в этом потоке сверхлёгкие углеводороды могут быть, например, отделены перегонкой и использованы в качестве продукта. Альтернативным же образом, вода затем может также подаваться на установку очистки сточных вод.

Чтобы свести к минимуму массовый поток теплопереносящей среды, рециркулируемой от печи в реактор, согласно одному из вариантов изобретения предложен предварительный нагрев для возможно подвергнутых предварительной осушке нефтесодержащих твёрдых материалов в одно- или многостадийном подогревателе до температуры от 110 до 300°С. Благодаря этому соответственным образом уменьшается объём тепла, который должен быть подан в реактор. В качестве подогревателя может быть использован псевдоожиженный слой с водяным паром в качестве теплопереносящей среды или реактор с расплавленной солью. Тепло может также передаваться опосредованным образом.

Реактор служит, в частности, для дистилляционного испарения нефти, содержащейся в возможно подсушенном и подогретом твёрдом материале. Для оптимизации теплопереноса от прокалённого материала, рециркулируемого из печи к подогретому нефтесодержащему твёрдому материалу, могут быть, например, использованы циркулирующий псевдоожиженный слой, стационарный псевдоожиженный слой, кольцеобразный псевдоожиженный слой, или транспортный реактор, или реактор однократного испарения.

Согласно изобретению флюидизация реактора осуществляется с помощью потоков газов, которые получают со стадии предварительного нагрева и/или из крекинг-аппарата и которые содержат лёгкие углеводороды. В качестве флюидизирующего газа могут также подаваться в реактор азот, водород, диоксид углерода, газовые смеси, содержащие воздух или кислород, или часть отработавшего газа из печи. Воздух или кислород в данном случае могут использоваться для регулировки или инициирования частичного сгорания для регулирования температуры или выхода. Если для флюидизации используется водород, это будет также способствовать крекингу тяжёлых углеводородов. Возможно также проведение флюидизации с помощью инертного газа, например азота.

Флюидизирующие газы могут подаваться в реактор холодными, при температуре выхлопного потока (например отработавшего газа из печи), дополнительно подогретого или даже охлаждённого.

С целью повышения производительности реактор может эксплуатироваться при пониженном давлении в пределах от 0,001 до 1 бар. Понижение давления способствует испарению нефти из твёрдых материалов. Кроме того, для усиления или ослабления испарения нефти из твёрдых материалов в реактор могут подаваться каталитические вещества и т.п. и, например, микроволны или ультразвуковая энергия.

В ещё одном варианте осуществления изобретения производится отделение атмосфер со стадий сушки и/или предварительного нагрева одной от другой или отделение их от реактора. Это устраняет неконтролируемое поступление других газов, например кислорода, со стадий сушки и/или предварительного нагрева.

Поскольку выводимые из реактора и подогревателя потоки газов всё ещё содержат мелкие твёрдые частицы, потоки газов перед их вводом в крекинг-аппарат пропускают согласно изобретению через обеспыливающие устройства.

Крекинг преимущественно проводят в ЕСС-аппарате при температуре от 400 до 600°С, в частности от 450 до 550°С, при реакторном давлении от 1 до 2 бар, преимущественно от 1,3 до 1,5 бар, с использованием цеолитного катализатора на алюмосиликатной основе. Работа реактора при этом давлении, таким образом, также ведётся согласно изобретению. Если давление в реакторе ниже давления на ЕСС

- 2 016003 установке, давление должно быть повышено с помощью, например, нагнетательных вентиляторов или инжекторов.

Согласно изобретению последующее разделение находящихся в крекинг-аппарате продуктов производится на перегонной колонне, с которой выводят потоки продуктов, таких как бензин, дизельное топливо, лёгкие углеводороды и т.д.

Крекинг-процессу способствует то, что выводимый из реактора газ уже является горячим. Крекингаппарат может включать в себя циркулирующий псевдоожиженный слой, на который подаётся в качестве вторичного воздуха выводимый из реактора газовый поток; кольцеобразный псевдоожиженный слой, на который выводимый из реактора газовый поток подаётся через центральную фурму; или стационарный псевдоожиженный слой; или же крекинг-аппаратом может быть реактор однократного испарения.

Печь служит для генерирования тепла для реактора, и при этом необходимая в реакторе высокая температура, например от 300 до 800°С, создаётся в реакторе с помощью нагретого в печи твёрдого материала. Для обеспечения полного сгорания тяжёлых компонентов, остающихся на твёрдом материале, или нефтепродуктов сгорание в печи осуществляется согласно изобретению в обогащённой кислородом атмосфере, которая может создаваться путём подачи воздуха, воздуха, обогащённого кислородом, или чистого кислорода. Дымовой газ может подаваться холодным или подогретым.

В качестве печи согласно изобретению используют печь с циркулирующим псевдоожиженным слоем, стационарным псевдоожиженным слоем, транспортный реактор или реактор однократного испарения, вращающуюся печь или сжигание на сетке. Для повышения энергетической эффективности предпочтительно постадийное сгорание (например, субстехиометрическая и сверхстехиометрическая в отношении требуемого для сжигаемого материала кислорода стадии подачи газа). В печь может подаваться дополнительное топливо в виде не подвергшегося переработке нефтесодержащего твёрдого материала, угля, отработанных материалов и т. п.

Для достижения в реакторе более высокой температуры, обеспечивающей более высокие выходы, температура в печи должна быть как можно более высокой. При повышенных температурах, однако, в печь будет поступать из реактора фракция с меньшим содержанием нефти, из-за чего потребуется дополнительное топливо. Оптимум следует определять исходя из свойств нефтесодержащего материала и/или исходя из возможной подачи дополнительного топлива.

Согласно одному из вариантов изобретения генерируемое в печи тепло отбирают от отработавшего газа и/или остатка прокаливания. Это может быть произведено известным в принципе способом с помощью теплорегенерационной системы, например в форме холодильника с псевдоожиженным слоем, транспортного реактора или реактора однократного испарения, теплорекуперационного циклона, котлаутилизатора или комбинации трубы Вентури и циклона. Можно также использовать генерируемое в печи тепло для предварительного нагрева потоков флюидизирующих газов сушилки, подогревателя, реактора и/или крекинг-аппарата или для опосредованного нагрева подогревателя и/или сушилки. Тепло можно также использовать для регенерации водяного пара.

Настоящее изобретение касается также установки для переработки нефтесодержащих твёрдых материалов, таких как нефтяной песок и битуминозный сланец, а также таких как нефтесодержащие гранулярные (и, таким образом, способные псевдоожижаться) материалы или отходы. Установка включает в себя реактор, куда подают нефтесодержащие твёрдые материалы; печь, в которую подают выходящие из реактора твёрдые материалы и топливо; обратный трубопровод, через который образовавшиеся в печи горячие твёрдые материалы возвращаются в реактор; блокировочное устройство для разделения газовых атмосфер печи и реактора; крекинг-аппарат, в который поступают нефтесодержащие пары, выделенные в реакторе из нефтесодержащих твёрдых материалов, и в котором расщепляются тяжёлые нефтяные компоненты; и разделительное устройство для разделения получаемых в крекинг-аппарате продуктов.

Согласно одному из вариантов изобретения установка может также включать в себя сушилку и подогреватель для сушки и предварительного нагрева вводимых твёрдых материалов, а также обеспыливающее устройство и/или теплорегенерационную систему.

В одном из предпочтительных вариантов изобретения блокировочное устройство между печью и реактором включает в себя спускную трубу, через которую из печи отводится поток твёрдых материалов; подъёмную трубу, которая ответвляется от спускной трубы в направлении вверх вблизи её днища; и ввод для транспортирующего газа под подъёмной трубой, причём поток выводимых из печи твёрдых материалов флюидизируется и транспортируется через подъёмную трубу к реактору. Эта труба обеспечивает не только регулирование массового расхода подаваемой в реактор теплопереносящей среды, которая регулируется подачей транспортирующего газа, но также и надёжное создаваемое давлением уплотнение между окислительными атмосферами печи и реактора. Тем самым, окисление, сгорание или даже взрыв выделяемых в реакторе нефтяных паров могут быть надёжно предотвращены. Наряду с указанной выше конструкцией так называемого уплотнительного блока может также быть использован запорный бункер, невозвратный клапан или комбинация этих элементов.

- 3 016003

Направления развития, преимущества и возможные применения настоящего изобретения могут быть взяты из приведённого ниже описания вариантов осуществления и чертежа. Все отличительные признаки, описанные и/или проиллюстрированные сами по себе или в любой комбинации, составляют предмет изобретения вне зависимости от того, включены ли они в формулу изобретения.

На фигурах представлено:

фиг. 1 - схематическое изображение установки для осуществления способа изобретения;

фиг. 2 - схематическое изображение блокировочного устройства, расположенного между печью и реактором.

Установка для переработки нефтесодержащих твёрдых материалов, которая схематически показана на фиг. 1, включает в себя одно- или многостадийную сушилку 2, в которую через подающий трубопровод 1 подаются нефтесодержащие твёрдые материалы, такие как нефтеносный песок или горючий сланец. По трубопроводу 3 высушенный нефтеносный песок или горючий сланец подаётся в одно- или многостадийный подогреватель 4, в котором твёрдые материалы предварительно нагреваются до температуры от 150 до 300°С. По трубопроводу 5 подогретые таким образом твёрдые материалы подаются затем в дистилляционный реактор 6, в котором твёрдые материалы нагреваются до температуры от 600 до 800°С, и в результате этого большая часть содержащейся в твёрдых материалах нефти отгоняется. После пропускания через обеспыливающее устройство 8 (которое может быть сконфигурировано в виде циклона, мультиклона, фильтра или их комбинации) полученные нефтяные пары подаются по трубопроводу 7 в РСС-аппарат 9 с цеолитным катализатором на алюмосиликатной основе. В крекинг-аппарате 9 тяжёлые нефтяные компоненты расщепляются на лёгкие углеводороды, которые разделяют с помощью последующих разделительных устройств 10, например на перегонной колонне.

Оставшиеся в реакторе 6 после отгонки нефтяных паров твёрдые материалы, которые всё ещё содержат неиспарившуюся фракцию тяжёлых углеводородов, подаются через трубопровод 11 к печи 12 с псевдоожиженным слоем, в которую по трубопроводам 13, 14 может подаваться дополнительное топливо или теплопереносящая среда для инициирования печи 12.

Из печи 12 возвратный трубопровод 15 ведёт к блокировочному устройству 16 (не иллюстрируемому на фиг. 1), которое используется для разделения атмосфер печи и реактора и соединено с реактором трубопроводом 17.

Отработавший газ из печи 12 подаётся в теплорегенерационную систему 19 по трубопроводу 18 и затем по трубопроводу 20 на газоочиститель 21. Остаток прокаливания из печи 12 также подаётся в теплорегенерационную систему 23 по трубопроводу 22.

Получаемый в теплорегенерационных системах 19, 23 горячий воздух может вводиться через трубопровод 24 в печь в качестве воздуха для горения.

На фиг. 2 так называемый уплотнительный блок иллюстрируется в деталях в качестве примера подходящего блокировочного устройства 16. Нисходящий возвратный трубопровод 15, который называют также спускной трубой 50 или сбрасывателем, через который горячие твёрдые материалы выгружаются в качестве теплопереносящей среды для реактора 6, отходит от печи 12. Входная область спускной трубы 50 называется также головкой 51 спускной трубы. Непосредственно перед днищем 52 спускной трубы 50 от этой трубы ответвляется направленный вверх трубопровод, который называется также подъёмной трубой 53 или стояком и проходит практически вертикально до верха. Диаметр спускной трубы 50 примерно вдвое больше диаметра подъёмной трубы 53. Выходная область, или основание 54, может слёгка входить в спускную трубу 53 или заканчиваться вровень со стенкой спускной трубы. В верхнем конце, или головке 55, подъёмная труба 53 открывается в разгрузочный бак 56, из которого твёрдый материал может переходить в реактор 6 по трубопроводу 17. Около днища 52 спускной трубы 50 под основанием 54 подъёмной трубы через фурму 57, которая соединена с подающим трубопроводом 58, подаётся транспортирующий газ для флюидизации твёрдого материала в подъёмной трубе 53 В качестве флюидизирующего газа в принципе может быть использован любой транспортирующий газ Для того чтобы обеспечить разделение газовых атмосфер между псевдоожиженным слоем в печи 12 и головкой подъёмной трубы 53 преимущественно используют третий, в частности, инертный газ, такой как азот.

Установка для переработки нефтесодержащих твёрдых материалов, согласно настоящему изобретению в основном сконструирована так, как описано выше. Далее описывается способ её эксплуатации, функционирование и принцип действия.

Подаваемые по подающему трубопроводу 1 молотые или немолотые нефтесодержащие твёрдые материалы сушатся и нагреваются до температуры от 80 до 120°С в сушилке 2 (давление около 1 атм), например, с помощью флюидизирующего воздуха, подаваемого по флюидизирующему трубопроводу 25а. Поток газа, содержащий воду, водяной пар и сверхлёгкие компоненты нефти, выводится через выпускной трубопровод 26 и может подаваться в печь 12.

Далее, высушенные твёрдые материалы предварительно нагреваются до температуры от 110 до 300°С в подогревателе 4, в который через флюидизирующий трубопровод 25Ь подаётся флюидизирующий газ. Лёгкие нефтяные компоненты вводят в реактор 6 в качестве флюидизирующего газа, например, через флюидизирующий трубопровод 25с или отводят через выпускной трубопровод 27 и после обеспыливания подают в крекинг-аппарат. В реакторе 6 подогретые твёрдые материалы нагреваются до темпе

- 4 016003 ратуры от 300 до 800°С с помощью рециркулируемых из печи 12 горячих твёрдых материалов, в результате чего отгоняется от 70 до 80% содержащейся в твёрдых материалах нефти. Образующиеся нефтяные пары подаются в обеспыливающее устройство 8 по трубопроводу 7 и после обеспыливания вводятся в ЕСС-аппарат 9 для расщепления тяжёлых компонентов нефти на лёгкие углеводороды. Эти углеводороды затем разделяют в разделительном устройстве 10 и отводят в виде отдельных потоков углеводородистых продуктов. Некоторое количество лёгких нефтяных компонентов или газообразных компонентов из разделительного устройства 10 может использоваться в качестве флюидизирующего газа для сушилки или подогревателя.

Продукты сгорания из печи могут подаваться в теплорегенерационную систему 19, 23.

Оставшиеся в реакторе 9 твёрдые материалы, включающие неиспарившиеся тяжёлые нефтяные компоненты, вводятся в печь 12 по трубопроводу 11 и сжигаются при температуре от 1050 до 1200°С. В этом процессе сгорают только содержащиеся в твёрдых материалах нефтяные компоненты, а твёрдые материалы доводятся до высокой температуры, в результате чего они могут служить в качестве теплопереносящей среды для реактора 6. Эти тяжёлые твёрдые материалы возвращают затем в реактор 6 через обратный трубопровод 15, блокировочное устройство 16 и трубопровод 17

Пример.

В сушилку 2 подают по трубопроводу 1 примерно 1000 т/ч нефтеносного песка с содержанием нефти 142 т/ч и сушат при температуре 110°С. Оставшиеся твёрдые материалы с расходом 988 т/ч подают по трубопроводу 3 к подогревателю 4 и подогревают там до 200°С. Оставшиеся 986 т/ч твёрдых материалов вводят по трубопроводу 5 в реактор и нагревают до 800°С. Отогнанные таким образом нефтяные пары при их массовом расходе 97 т/ч подаются в обеспыливающее устройство 8 и затем в ЕСС-аппарат 9 и в разделительное устройство 10. Получают общий поток продукта в количестве 100 т/ч. Получаемую сточную воду направляют в печь 12.

Выведенные из реактора 6 твёрдые материалы вводят по трубопроводу 11 в печь 12 и нагревают там до 1050°С путём сжигания содержащихся в твёрдых материалах тяжёлых нефтяных компонентов. Поток твёрдых материалов в количестве 2300 т/ч возвращают в реактор 6 через обратный трубопровод 15, блокировочное устройство 16 и трубопровод 17. Остальные твёрдые материалы выводят из печи 12 через трубопровод 22 и подают в теплорегенерационную систему 23, из которой выводят 850 т/ч твёрдых материалов с температурой 80°С. Отходящий газ из печи 12, содержащий 3% кислорода, подают в теплорегенерационную систему 19 и он может быть использован для генерирования 125 МВт электроэнергии. Отработавший газ из теплорегенерационной системы 19 подают на газоочистку 21 при массовом расходе 744 т/ч и температуре 200°С для удаления вредных веществ, таких как 8Θ₂, ΝΟ_Χ или им подобных.

Список ссылочных позиций

На чертежах приняты следующие обозначения:

- подающий трубопровод;

- сушилка;

- трубопровод;

- подогреватель;

- трубопровод;

- реактор;

- трубопровод;

- обеспыливающее устройство;

- крекинг-аппарат;

- разделительное устройство;

- трубопровод;

- печь;

- трубопровод;

- возвратный трубопровод;

- блокировочное устройство;

- трубопровод;

- теплорегенерационная система;

- трубопровод;

- газоочиститель;

- трубопровод;

- теплорегенерационная система;

- трубопровод;

25а-с - флюидизирующие трубопроводы;

- выпускной трубопровод;

- 5 016003

- спускная труба;

- головка спускной трубы;

- днище спускной трубы;

- подъёмная труба;

- основание подъёмной трубы;

- головка подъемной трубы;

- разгрузочный бак;

- фурма;

- подающий трубопровод.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ переработки нефтесодержащих твёрдых материалов, в частности нефтеносного песка или горючего сланца, включающий следующие стадии, на которых:

подают нефтесодержащие твёрдые материалы в реактор для выделения нефтесодержащих паров при температуре от 300 до 1000°С;

подают выделенные в реакторе нефтесодержащие пары в крекинг-аппарат, в котором происходит расщепление тяжёлых нефтяных компонентов;

разделяют полученные в крекинг-аппарате лёгкие углеводороды и выводят потоки продуктов;

вводят в печь оставшиеся в реакторе твёрдые материалы, включающие неиспарившуюся фракцию тяжёлых углеводородов;

сжигают в печи оставшиеся в твёрдых материалах тяжёлые углеводороды при температуре от 600 до 1500°С, преимущественно от 1050 до 1200°С;

рециркулируют твёрдые материалы из печи в реактор, причём окислительная атмосфера печи отделена от атмосферы реактора блокировочным устройством, и блокировочное устройство между печью и реактором включает в себя спускную трубу, через которую из печи выводят поток твёрдых материалов, и подъёмную трубу, которая ответвляется в направлении вверх от спускной трубы вблизи её днища; и подают транспортирующий газ в подъёмную трубу, в которой выводимый из печи поток твёрдых материалов флюидизируют транспортирующим газом и транспортируют к реактору через подъёмную трубу.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нефтесодержащие твёрдые материалы перед вводом в реактор высушивают по меньшей мере на одной стадии осушки при 80-120°С.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что нефтесодержащие твёрдые материалы перед вводом в реактор подогревают до температуры от 100 до 300°С по меньшей мере на одной стадии предварительного нагрева.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реактором является реактор с псевдоожиженным слоем.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в реактор в качестве флюидизирующего газа подают газовые потоки, содержащие лёгкие углеводороды, которые получают со стадии предварительного нагрева и/или из крекинг-аппарата.
6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что в реактор в качестве флюидизирующего газа подают азот, кислород, водород и/или часть отработавшего газа из печи.
7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что подаваемые в реактор газовые потоки являются холодными или подогретыми.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нефтесодержащие пары выделяют из твёрдых материалов в реакторе путём отгонки.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что реактор эксплуатируют при пониженном давлении в пределах от 0,001 до 1 бар.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что перед вводом в крекингаппарат подаваемые потоки подвергают обеспыливанию.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что каталитический крекинг проводят при температуре от 400 до 600°С и давлении от 1 до 2 бар с использованием цеолитного катализатора.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что разделение получаемых в крекинг-аппарате продуктов производят на перегонной колонне.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что сгорание в печи осуществляют в обогащённой кислородом атмосфере.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в печи осуществляют постадийное сгорание.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в печь подают дополнительное топливо в виде непереработанных нефтесодержащих твёрдых материалов, угля и т.п.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что генерируемое в печи тепло

- 6 016003 отработавшего газа и/или остатка прокаливания отбирают.
17. Установка для переработки нефтесодержащих твёрдых материалов, таких как нефтеносный песок или горючий сланец, в частности, для осуществления способа по любому из предыдущих пунктов, включающая в себя реактор (6), в который подают нефтесодержащие твёрдые материалы; печь (12), в которую подают выходящие из реактора (6) твёрдые материалы и топливо; возвратный трубопровод (15), через который образующиеся в печи (12) твёрдые материалы возвращают в реактор (6); блокировочное устройство (16) для разделения газовых атмосфер печи (12) и реактора (6); крекинг-аппарат (9), в который подают нефтесодержащие пары, выделенные из нефтесодержащих твёрдых материалов в реакторе (6), и в котором тяжёлые нефтяные компоненты подвергают расщеплению; и разделительное устройство (10) для разделения продуктов, получаемых в крекинг-аппарате (9), при этом блокировочное устройство (16) между печью (12) и реактором (6) включает в себя спускную трубу (50), через которую из печи (12) выводят поток твёрдых материалов; подъёмную трубу (53), которая ответвляется от спускной трубы (50) вблизи её днища (52); и средство подвода транспортирующего газа под подъёмной трубой (53), в которой поток выводимых из печи (12) твёрдых материалов флюидизируют транспортирующим газом и транспортируют через подъёмную трубу (53) к реактору (6).
18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что реактором (6) является реактор с псевдоожиженным слоем.
19. Установка по п.17 или 18, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна сушка (2) размещена перед реактором (6).
20. Установка по любому из пп.17-19, отличающаяся тем, что по меньшей мере один подогреватель (4) предварительного нагрева размещён перед реактором (6).
21. Установка по любому из пп.17-20, отличающаяся тем, что в крекинг-аппарате (9) расположен цеолитный катализатор.
22. Установка по любому из пп.17-21, отличающаяся тем, что перед крекинг-аппаратом (9) размещено обеспыливающее устройство (8).
23. Установка по любому из пп.17-22, отличающаяся тем, что печь (12) представляет собой печь с псевдоожиженным слоем, вращающуюся печь или реактор однократного испарения.
24. Установка по любому из пп.17-23, отличающаяся тем, что после печи (12) размещена теплорегенерационная система (19, 23).