CN102504850B - 一种油砂固体热载体低温干馏工艺 - Google Patents

一种油砂固体热载体低温干馏工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种油砂固体热载体低温干馏工艺，包括如下步骤：原料经破碎后与热载体进入干馏反应炉混合干馏，干馏产出的油气进行除尘分离处理；从干馏反应炉出来的热灰渣经气力输送塔输送到分流器进行分流，一部分热灰渣经一级旋风收集器收集，收集的热灰渣再次进入干馏反应炉；分流器分出的另一部分热灰渣与一级旋风收集器出来的含尘热烟气一起进入二级旋风收集器，收集的热灰渣进入热交换器，预热进入气力输送塔的空气。本发明的工艺具有如下技术效果：能将原料中含有的油份全部干馏出来变成油蒸汽，经过冷凝分馏处理形成液态油与气态燃气，干馏灰渣中不含油份与固定碳，可以作为原料用于水泥生产等或直接排放处理，无污染问题产生。

Description

一种油砂固体热载体低温干馏工艺
技术领域
本技术涉及石油提取与冶炼技术领域，尤其是涉及一种油砂固体热载体低温干馏工艺。
背景技术
油砂是指地壳表层的碎屑物或岩石与其中所含的水和沥青形成的混合物的统称，储量非常巨大，是目前世界上最主要的一种潜在石油资源。
目前世界上较为先进的投入商业运行的油砂干馏装置有加拿大的ATP炉，其基本原理为固体热载体法。主要用于中等以下含油率油砂干馏。对高含油率易软化粘结的油砂尚未有使用先例。
如何对高含油量易软化粘结的油砂进行干馏处理，一直是困扰行业发展的问题之一。尤其是对于一些特殊的油砂，如原产于印尼布登岛的油砂，其特点在于： 1）在低温200℃时开始发生软化，随着温度升高粘结现象越来越严重，温度高达420℃以上时随着油气的产出，粘结现象消失，变成半焦渣份；2）半焦中细粉含量特别多，扬尘大，干馏油气含尘多；3）原料含水量大，烘干脱水难；4）原料油含量高，半焦中含固定碳，可以燃烧供热。
因此，目前世界上并没有对此类高含油量易软化粘结的油砂进行干馏处理的成熟方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种油砂固体热载体低温干馏工艺。
本发明的油砂固体热载体低温干馏工艺，所说的工艺包括如下步骤：
原料经破碎后与热载体进入干馏反应炉混合干馏，干馏产出的油气进行除尘分离处理；从干馏反应炉出来的热灰渣经气力输送塔输送到分流器进行分流，一部分热灰渣经一级旋风收集器收集，收集的热灰渣再次进入干馏反应炉；分流器分出的另一部分热灰渣与一级旋风收集器出来的含尘热烟气一起进入二级旋风收集器收集，收集的热灰渣进入热交换器，预热进入气力输送塔的空气并冷却热灰渣,从二级旋风收集器出来的高温含尘烟气经净化后排放。
优选地，
所述的油砂固体热载体低温干馏工艺中，所说的原料在与热载体进入干馏反应炉混合干馏前进入烘干机烘干，所说的从二级旋风收集器排出的高温含尘烟气与烘干机排出的部分烟气、常温空气混合进入回转烘干机，用于对破碎后的原料烘干脱水，从烘干机排出的其他烟气经净化后排放。
所说的油气除尘处理的方法是：首先用重油洗涤，使部分重油冷凝下来，并带走大部分粉尘，含尘重油返回干馏反应炉再行干馏裂解、去除灰尘。
本发明的油砂固体热载体低温干馏工艺采用了如下原理：
1.1具有两个内循环
a）固体热载体循环，
从干馏反应炉出来的热灰渣经气力输送塔输送到燃烧室燃烧，形成高温渣（800℃），进入到一级旋风收集器收集，收集下来的高温渣落入缓冲仓，与热原料混合后再次进入干馏反应炉，瞬间达到干馏温度（420℃～500℃），大量高温渣对原料颗粒包围，避免原料在300℃区域的粘结现象出现。从干馏反应炉出来的灰渣再进入气力输送塔形成固体热载体循环。
b）烘干脱水烟气循环
在烘干脱水过程为防止高温烟气使原料软化出油粘结，采用烘干机进出料烟气循环方式，即将烘干机出口烟气（150℃）分流一部分出来，与二级旋风收集器排出的高温含尘烟气（800℃）混合，使高温含尘烟气（800℃）与低温烟气（150℃）混合降温后（250℃）进入烘干机，实现烟气大流量低温度烘干脱水；顺流烘干脱水符合高水分高温度、低水分低温度的防出油机理。
1.2热灰与空气的快速热交换
在烘干脱水过程为防止高温烟气使原料软化出油，采用烘干机顺流向循环烟气烘干方式，即将烘干机出口烟气部分与二级旋风收集器排出的高温烟气混合，烟气混合降温后进入烘干机，实现大流量低温度烟气烘干脱水。
1.3原料和热载体炉内混合干馏的方式
采用高温热载体和原料分别进入干馏反应炉，炉内混合干馏，避免机外软化粘结。
1.4油气先除尘、洗涤净化再分馏
出来的油气首先用重油洗涤，使部分重油冷凝下来，并带走大部分粉尘，增加部分的含尘重油返回干馏反应炉再行干馏裂解、去除灰尘。油气净化后进分馏塔进行分馏，将油砂油分成中油、重油和煤油馏份，塔顶气体进冷凝冷却器分出汽油及水份。
本发明的工艺具有如下技术效果：能将原料中含有的油份全部干馏出来变成油蒸汽，经过冷凝分馏处理形成液态油与气态燃气，干馏灰渣中不含油份与固定碳，可以作为原料用于水泥生产等，或直接排放处理，无污染问题产生。
附图说明
图1为本发明的实施例1的工艺流程图；
图2为本发明的实施例2的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例的油砂固体热载体低温干馏工艺包括如下步骤：
油砂原料经破碎后与800℃的热载体一起进入干馏反应炉,在420℃～500℃下干馏3～10min，干馏产出的油气进入油气除尘***进行油气除尘, 然后进行油气分离，分离出油和燃气；从干馏反应炉出来的热灰渣（420℃～500℃）经气力输送塔输送进入到分流器进行分流，一部分热灰渣进入一级旋风收集器收集，进行收尘处理，收集的热灰渣再次进入干馏反应炉（干馏温度420℃～500℃）与原料混合干馏，从一级旋风收集器出来的含尘热烟气和分流器分出的另一部分热灰渣一起进入二级旋风收集器收集，进行收尘处理，收集的热灰渣进入热交换器，预热进入气力输送塔的空气并冷却热灰渣,对冷却后的热灰渣后进行收集处理，从二级旋风收集器出来的高温含尘烟气经净化后排放。
油气除尘处理的方法是：首先用重油洗涤，使部分重油冷凝下来，并带走大部分细粉，含尘重油返回干馏反应炉再行干馏裂解、去除灰尘。
其中，油砂原料的具体参数如表1：
表1
样品名称 含油率， % 含水量， % 固含率， %
油砂 25 4 71
实施例2
如图2所示，本实施例的油砂固体热载体低温干馏工艺包括如下步骤：
油砂原料经破碎后进入回转烘干机，烘干后原料温度达到150℃，与800℃的热载体一起进入干馏反应炉,在420℃～500℃下干馏3～10min，干馏产出的油气进入油气除尘***进行油气除尘, 然后进行油气分离，分离出油和燃气；从干馏反应炉出来的热灰渣（420℃～500℃）经气力输送塔输送进入到分流器，通过分流器一分为二，一部分热灰渣进入一级旋风收集器收集，进行收尘处理，收集的热灰渣再次进入干馏反应炉（干馏温度420℃～500℃）与原料混合干馏，从一级旋风收集器出来的含尘热烟气和分流器分出的另一部分热灰渣一起进入二级旋风收集器收集，进行收尘处理，收集的热灰渣进入热交换器，预热进入气力输送塔的空气并冷却热灰渣,对冷却后的热灰渣后进行收集处理，从二级旋风收集器排出的高温含尘烟气（800℃）与回转烘干机排出的部分烟气（150℃）、常温空气混合进入回转烘干机，用于对破碎后的原料烘干脱水，从烘干机排出的其他烟气经净化后排放。
油气除尘处理的方法是：首先用重油洗涤，使部分重油冷凝下来，并带走大部分细粉，含尘重油返回干馏反应炉再行干馏裂解、去除灰尘。
其中，油砂原料的具体参数如表2：
表2
样品名称 含油率， % 含水量， % 固含率， %
油砂 25 4 71
实施例3
对实施例1和2中的油砂固体热载体低温干馏后的产物——气、灰渣和油，分别进行分析，结果如下：
1、气：主要成分是C1化合物、C2化合物、H2、CO2，液化气组分约占18%，气体热值超过1万大卡/m3，属于高热值煤气。干馏气可用于生产液化气、制氢、工业用气或干馏供热。
2、灰渣：主要成分是CaO，高达70%以上，SiO2的达15%左右，Al2O3和Fe2O3的比例占2～4%，其它矿物的含量均较低，适合于生产水泥等建材产品。
3、油：汽油馏分约占25%，柴油馏分约占48%，重油馏分约占27%，属于轻质合成油。

Claims (2)

1.一种油砂固体热载体低温干馏工艺，其特征在于，所说的工艺包括如下步骤：
原料经破碎后与800℃的热载体进入干馏反应炉混合干馏，干馏产出的油气进行除尘分离处理；从干馏反应炉出来的热灰渣经气力输送塔输送到分流器进行分流，一部分热灰渣经一级旋风收集器收集，收集的热灰渣再次进入干馏反应炉；分流器分出的另一部分热灰渣与一级旋风收集器出来的含尘热烟气一起进入二级旋风收集器收集，收集的热灰渣进入热交换器，预热进入气力输送塔的空气并冷却热灰渣,从二级旋风收集器出来的高温含尘烟气经净化后排放；
所述的干馏温度为420℃～500℃,干馏时间为3～10min；
所说的原料在与热载体进入干馏反应炉混合干馏前进入烘干机烘干，所说的
从二级旋风收集器排出的高温含尘烟气与烘干机排出的部分烟气、常温空气混合进入回转烘干机，用于对破碎后的原料烘干脱水，从烘干机排出的其他烟气经净化后排放。
2.根据权利要求1所述的油砂固体热载体低温干馏工艺,其特征在于，所说的油气除尘处理的方法是：首先用重油洗涤，使部分重油冷凝下来，并带走大部分粉尘，含尘重油返回干馏反应炉再行干馏裂解、去除灰尘。
 
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