CN202157054U - 一种新型的油页岩干馏炼油装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油页岩干馏炼油装置。该油页岩干馏炼油装置包括破碎机、筛分机、提升管流化干燥器、沉降室、第一旋分器、干馏段、循环流化床锅炉、过滤器、第一换热器、分馏塔；其中，破碎机与所述筛分机连接；提升管流化干燥器的第一入口与筛分机连接，其出口与沉降室的入口连接；沉降室的第一出口与干馏段连接，其第二出口与第一旋分器的入口连接；第一旋分器的第一出口与所述干馏段连接；干馏段设置于循环流化床锅炉的密相区上方，干馏段的第一出口与过滤器的入口连接；过滤器的第一出口与第一换热器的入口连接；第一换热器的出口与分馏塔的入口连接。本实用新型所提供的油页岩干馏炼油装置具有结构简单、成本低、处理量大等特点。

Description

一种新型的油页岩干馏炼油装置

技术领域

本实用新型涉及一种油页岩干馏炼油装置，属于石油加工技术领域。

背景技术

油页岩(oil shale)又称油母页岩，是一种含有有机质(通常约15％-50％)的沉积岩，一般属于高含矿物质的腐泥煤，为低热值固体化石燃料，其色浅灰至深褐。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(kerogen)。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。油页岩中无机矿物质的含量通常约占50％-85％，高于其有机质的含量。油页岩是“人造石油”，亦即“合成液体燃料(synfuel)”的一种重要原料，在隔绝空气的条件下经加热干馏(约500℃)后，所含油母质分解生成页岩油、干馏气和页岩半焦。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。油页岩也可作为锅炉燃料，用于燃烧产气发电。

世界油页岩资源很丰富，其矿藏遍于各地，但其分布并不均衡。根据已有的统计，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，超过世界石油探明可采储量的1700亿吨。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发电；

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***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)对于颗粒页岩干馏技术，均利用页岩灰做热载体，一份半焦要和三份页岩灰混合，使混合后的半焦热值低，难以进一步有效利用；

4)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。

我国在油页岩开发利用方面，与国外相比无论在基础研究还是在炼油、发电等工程技术方面都有较大差距，尤其在产业化和工程化方面发展缓慢，难以适应国家能源可持续发展战略的迫切要求。目前，除了在辽宁抚顺、山东龙口和吉林桦甸积累了一些油页岩干馏炼油和发电经验外，对油页岩的综合开发利用还极其薄弱。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种新型的油页岩干馏炼油装置，以用于油页岩的干馏炼油工艺，该装置具有结构简单、成本低、处理两大等特点。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种油页岩干馏炼油装置，该油页岩干馏炼油装置包括破碎机、筛分机、提升管流化干燥器、沉降室、第一旋分器、干馏段、循环流化床锅炉、过滤器、第一换热器、分馏塔；

其中，所述提升管流化干燥器设有一第一入口、一第二入口以及一出口，所述沉降室设有一入口、一第一出口以及一第二出口，所述第一旋分器设有一入口、一第一出口以及一第二出口，所述干馏段设有一第一出口以及一第二出口，所述过滤器设有一入口、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、一第四入口、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；

所述破碎机与所述筛分机连接；

所述提升管流化干燥器的第一入口与所述筛分机连接，其出口与所述沉降室的入口连接；

所述沉降室的第一出口与所述干馏段连接(例如通过管道连接)，其第二出口与所述第一旋分器的入口连接；

所述第一旋分器的第一出口与所述干馏段连接(例如通过管道连接)；

所述干馏段设置于所述循环流化床锅炉的密相区上方，所述干馏段的第一出口与所述过滤器的入口连接；

所述过滤器的第一出口与所述第一换热器的入口连接；

所述第一换热器的出口与所述分馏塔的入口连接。

在本实用新型提供的上述油页岩干馏炼油装置中，破碎机与筛分机分别用于油页岩的破碎和筛分，以得到满足粒径要求的油页岩颗粒原料；

提升管流化干燥器用于对经过破碎和筛分的油页岩颗粒进行干燥处理，其第一入口用于输入油页岩颗粒，第二入口用于输入热烟气，出口用于输出经过干燥的油页岩颗粒；

沉降室用于对来自提升管流化干燥器的油页岩颗粒、热烟气和粉尘的混合物进行沉降处理，以使油页岩颗粒沉降下来，其第一出口用于输出沉降的油页岩颗粒，其第二出口用于将含有粉尘的热烟气输入第一旋分器，以进行分离；

第一旋分器用于对含有粉尘的热烟气进行分离，使粉尘脱离热烟气以进行回收，其第一出口用于将回收的粉尘输入干馏段，该第一出口的管道可以与沉降室的第一出口与干馏段之间的管道合并到一起，第一旋分器的第二出口用于排出分离了粉尘的烟气；

干馏段用于对油页岩颗粒进行干馏，其设置于循环流化床锅炉的密相区上方，干馏段的第一出口用于将干馏得到的高温油气输出，干馏段的第二出口用于输出干馏得到的半焦；

过滤器用于对来自干馏段的高温油气进行过滤，除去其中的粉尘，其第一出口用于输出经过过滤的油气，其第二出口用于排出粉尘；

第一换热器用于对经过过滤的高温油气进行冷却，可以采用空冷或者水冷的方式，其出口用于输出经过冷却的油气；

分馏塔用于对经过冷却的油气进行分馏，以得到汽油馏分、柴油馏分和重油馏分，分馏塔的气体出口用于输出干馏气，即分馏了各种馏分之后的剩余气体，分馏塔还可以设置有与各种馏分对应的出口；

循环流化床锅炉用于燃烧半焦和/或干馏气以产生高温烟气并利用该高温烟气对设于其密相区上方的干馏段进行加热，其第一入口用于输入半焦(可以是来自干馏段的高温半焦)，第二入口用于输入干馏气(可以是在分馏塔中完成分馏之后的干馏气)，第三入口用于输入空气，第四入口用于输入页岩灰颗粒(可以是对完成加热操作的高温烟气进行分离回收所得到的没烧干净的页岩灰)，第一出口用于输出高温烟气(这里所排出的高温烟气是完成加热操作的高温烟气)，第二出口用于排出页岩灰。

根据实用新型的具体技术方案，优选地，上述油页岩干馏炼油装置还包括一第二旋分器和余热锅炉，该第二旋分器设有一入口、一第一出口以及一第二出口，并且，所述第二旋分器的入口与所述循环流化床锅炉的第一出口连接，所述第二旋分器的第一出口与所述余热锅炉的入口连接，所述第二旋分器的第二出口与所述循环流化床锅炉的第四入口连接，所述余热锅炉的出口与所述提升管流化干燥器的第二入口连接，用于输入热烟气。上述第二旋分器用于对循环流化床锅炉输出的完成加热操作的高温烟气进行分离(分离可以得到高温烟气和没烧干净的页岩灰；这部分页岩灰是空气从循环流化床锅炉出入炉膛燃烧半焦，携带出来的细颗粒，属于没烧干净的半焦)，该第二旋分器的入口用于输入高温烟气，其第一出口用于输入分离之后的热烟气，其第二出口用于将分离之后得到的油页岩颗粒送回循环流化床锅炉作为燃料继续使用，余热锅炉在高温烟气的推动下运行并产生过热水蒸汽，其出口用于输入热烟气，推动余热锅炉运行之后的热烟气可以进入提升管流化干燥器对油页岩颗粒进行干燥。

根据实用新型的具体技术方案，优选地，上述油页岩干馏炼油装置还包括一收集容器以及一螺旋进料器，所述收集容器用于收集干馏段中产生的半焦，其与所述螺旋进料器连接，所述螺旋进料器的出口与所述循环流化床锅炉的第一入口连接。上述收集容器可以通过管道与干馏段的一出口连接，也可以采用其他合适的方式。

根据实用新型的具体技术方案，优选地，在上述油页岩干馏炼油装置中，所述循环流化床锅炉的第二入口与所述分馏塔的气体出口连接，用于将分馏之后获得的干馏气输入循环流化床锅炉作为燃料使用。

根据实用新型的具体技术方案，优选地，上述油页岩干馏炼油装置还包括一冷渣器，所述冷渣器与所述循环流化床锅炉的第二出口连接，用于冷却所述循环流化床锅炉输出的页岩灰。

根据实用新型的具体技术方案，优选地，在上述油页岩干馏炼油装置中，所述干馏段包括加料斗、分布器和干馏室，所述加料斗与所述分布器连接，所述分布器设于所述干馏室的上方，所述加料斗的入口处设有气封设备(气封设备主要用于防止干馏油气外泄，防止空气进入干馏油气中)，并且，所述沉降室的第一出口与所述加料斗连接，所述第一旋分器的第一出口与所述加料斗连接。上述干馏段可以是本领域的常规设备，只要将其设置在循环流化床锅炉的密相区上方，能够实现高温烟气对干馏段内的油页岩颗粒进行间接加热即可，其中，加料斗用于输入油页岩颗粒，其与分布器连接；分布器用于使油页岩颗粒在干馏室中均匀分布，其设于干馏室的上方。干馏室是实现油页岩颗粒干馏的区域，其位于循环流化床锅炉的密相区上方，可以根据需要设置成合适的形状，例如设置多个柱状室组成的形状，每个柱状室都伸入循环流化床锅炉内部，增大高温烟气与干馏室以及其中的油页岩颗粒的接触面积，提高加热干馏效率。

根据实用新型的具体技术方案，优选地，在上述油页岩干馏炼油装置中，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。通过采用上述不同的装置，可以将分馏之后剩余的干馏气用于不同的领域。

采用本实用新型提供的油页岩干馏炼油装置，可以实现利用半焦和/或干馏气燃烧产生的高温烟气的显热对油页岩颗粒进行直接加热以完成干燥过程，并对油页岩颗粒进行间接加热完成干馏过程，多余的热量则可以产生蒸汽用来发电，燃烧后的页岩灰被冷却取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，同时又可以对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，适合作建筑材料。本实用新型所提供的油页岩干馏炼油装置具有结构简单、成本低、处理量大等特点。

总之，通过采用本实用新型提供的油页岩干馏炼油装置，可以达到较高的页岩油收率，同时又可以实现各种产物的循环再利用，半焦燃烧利用效果高，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

图1为实施例1提供的油页岩干馏炼油装置的结构示意图。

附图标号说明：

破碎机1  筛分机2  提升管流化干燥器3  沉降室4  第一旋分器5  余热锅炉6  气封7  加料斗8  分布器9  循环流化床锅炉10  过滤器11分馏塔12  第一换热器13  干馏室14  收集管道15  烟气管道16  收集容器17  螺旋进料器18  冷渣器19  瓦斯发电机组20  第二旋分器21

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现参照说明书附图对本实用新型的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本实用新型的可实施范围的限定。

实施例

本实施例提供了一种油页岩干馏炼油装置，其结构如图1所示。

该油页岩干馏炼油装置包括破碎机1、筛分机2、提升管流化干燥器3、沉降室4、第一旋分器5、干馏段、余热锅炉6、循环流化床锅炉10、过滤器11、第一换热器13、分馏塔12、第二旋分器21、收集容器17、螺旋进料器18、冷渣器19、瓦斯发电机组20；其中，

提升管流化干燥器3设有一第一入口、一第二入口以及一出口；

沉降室4设有一入口、一第一出口以及一第二出口；

第一旋分器5设有一入口、一第一出口以及一第二出口；

干馏段包括加料斗8、分布器9和干馏室14，并设有一第一出口以及一第二出口，加料斗8与分布器9连接；分布器9设于干馏室14的上方，加料斗8的入口处可以设有气封设备7，在干馏段中还可以设有一收集管道15，用于收集油页岩颗粒干馏后得到的高温油气；

过滤器11设有一入口、一第一出口以及一第二出口；

循环流化床锅炉10设有一第一入口、一第二入口、一第三入口、一第四入口、一第一出口以及一第二出口；

分馏塔12设有一入口、一气体出口以及各馏分的对应出口，分馏塔12带有换热器，属于其自身的设备；

第二旋分器21设有一入口、一第一出口以及一第二出口；

在本实施例提供的上述油页岩干馏炼油装置中，破碎机1与筛分机2连接；

提升管流化干燥器3的第一入口与筛分机2连接，其第二入口用于输入热烟气，其出口与沉降室4的入口连接；

沉降室4的第一出口与加料斗8连接，其第二出口与第一旋分器5的入口连接；

第一旋分器5的第一出口与加料斗8连接，其第二出口用于排出分离了粉尘的烟气，直接通向外部环境；

过滤器11的第一出口与第一换热器13的入口连接，其第二出口用于排出粉尘，直接通向外部环境；

第一换热器13的出口与分馏塔12的入口连接；

循环流化床锅炉10的第一入口与螺旋进料器18连接，其第二入口与分馏塔12的出口连接，其第三入口与空气输入设备(图中未显示)连接，其第四入口与第二旋分器21的第二出口连接，其第一出口与第二旋分器21的入口连接，其第二出口与冷渣器19连接；

第二旋分器21的第一出口与余热锅炉6的入口连接，余热锅炉6的出口与提升管流化干燥器3的第二入口连接；

收集容器17与分馏炉12的第二出口连接，并通过螺旋进料器18与循环流化床锅炉10连接。

采用本实施例提供的油页岩干馏炼油装置所进行的油页岩干馏炼油方法可以包括以下步骤：

将油页岩输入破碎机1进行破碎，然后由筛分机2筛分出粒径在15mm以下的油页岩颗粒作为油页岩原料，输入提升管流化干燥器3中；

在提升管流化干燥器3中，利用来自余热锅炉6的200-400℃的热烟气对油页岩颗粒进行干燥；

热烟气将干燥后的油页岩颗粒带入沉降室4中沉降下来，含粉尘的烟气进入第一旋分器5进行二级分离；

使粉尘脱离烟气与沉降室4中沉降的油页岩颗粒混合进入干馏段的加料斗8，再通过分布器9均匀地进入干馏室14；

使半焦和干馏气在循环流化床锅炉10中燃烧，产生830-900℃的高温烟气，利用该高温烟气对干馏室14的外壁进行加热，从而实现对干馏室14中的油页岩颗粒的间接加热，以使其干馏；燃烧产生的高温灰渣(含碳量＜2％)排入冷渣器19冷却后送入建材厂作为建材原料；燃烧产生的高温烟气与干馏室14的外壁换热之后，进入第二旋分器21进行气固分离，分离出来的油页岩颗粒通过回料阀返回循环流化床锅炉10的炉膛燃烧，分离出来的热烟气输入余热锅炉6并推动余热锅炉6运行生产过热水蒸汽，过热水蒸汽可用于供暖或汽轮机发电，这部分热烟气在推动余热锅炉6运行之后输入提升管流化干燥器3中对其中的油页岩颗粒进行干燥；

油页岩颗粒在干馏室14中自上而下运动经过与干馏室14外壁进行换热，经过一段时间之后被加热到500-600℃，完成干馏；

通过油气收集管道15将干馏产生的高温油气抽出，并使其进入过滤器11，过滤掉粉尘，再进入换热器13进行换热冷却；

使经过换热器13的油气进入分馏塔12分馏得到汽油、柴油、重油，分馏之后剩下的干馏气进入循环流化床锅炉10燃烧发热，或者送入瓦斯发电机组20发电，或者送入LNG生产装置或LPG生产装置用于生产LNG或LPG；

使干馏室14中由页岩颗粒干馏产生的高温半焦进入到收集容器17，再通过氮气密封的螺旋给料机18进入循环流化床锅炉10燃烧以制备高温烟气。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种油页岩干馏炼油装置，其特征在于，该油页岩干馏炼油装置包括破碎机、筛分机、提升管流化干燥器、沉降室、第一旋分器、干馏段、循环流化床锅炉、过滤器、第一换热器、分馏塔；

其中，所述提升管流化干燥器设有一第一入口、一第二入口以及一出口，所述沉降室设有一入口、一第一出口以及一第二出口，所述第一旋分器设有一入口、一第一出口以及一第二出口，所述干馏段设有一第一出口以及一第二出口，所述过滤器设有一入口、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、一第四入口、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；

所述破碎机与所述筛分机连接；

所述提升管流化干燥器的第一入口与所述筛分机连接，其出口与所述沉降室的入口连接；

所述沉降室的第一出口与所述干馏段连接，其第二出口与所述第一旋分器的入口连接；

所述第一旋分器的第一出口与所述干馏段连接；

所述干馏段设置于所述循环流化床锅炉的密相区上方，所述干馏段的第一出口与所述过滤器的入口连接；

所述过滤器的第一出口与所述第一换热器的入口连接；

所述第一换热器的出口与所述分馏塔的入口连接。

2.根据权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于，该油页岩干馏炼油装置还包括一第二旋分器和余热锅炉，该第二旋分器设有一入口、一第一出口以及一第二出口，并且，所述第二旋分器的入口与所述循环流化床锅炉的第一出口连接，所述第二旋分器的第一出口与所述余热锅炉的入口连接，所述第二旋分器的第二出口与所述循环流化床锅炉的第四入口连接，所述余热锅炉的出口与所述提升管流化干燥器的第二入口连接。

3.根据权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于，该油页岩干馏炼油装置还包括一收集容器以及一螺旋进料器，所述收集容器与所述螺旋进料器连接，所述螺旋进料器的出口与所述循环流化床锅炉的第一入口连接。

4.根据权利要求1或3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入口与所述分馏塔的气体出口连接。

5.根据权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于，该油页岩干馏炼油装置还包括一冷渣器，所述冷渣器与所述循环流化床锅炉的第二出口连接。

6.根据权利要求1所述的油页岩干馏炼油装置，其特征在于，所述干馏段包括加料斗、分布器和干馏室，所述加料斗与所述分布器连接，所述分布器设于所述干馏室的上方，所述加料斗的入口处设有气封设备，并且，所述沉降室的第一出口与所述加料斗连接，所述第一旋分器的第一出口与所述加料斗连接。

7.根据权利要求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。