專利名稱：一種小顆粒油頁(yè)巖煉油裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油頁(yè)巖干餾技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)小顆粒油頁(yè)巖進(jìn)行干餾煉油的裝置及方法。
背景技術(shù)：
油頁(yè)巖(又稱油母頁(yè)巖)是一種高灰分的含可燃有機(jī)質(zhì)的沉積巖，它和煤的主要區(qū)別是灰分超過(guò)40%，與碳質(zhì)頁(yè)巖的主要區(qū)別是含油率大于3.5%。油頁(yè)巖經(jīng)低溫干餾可以得到頁(yè)巖油，頁(yè)巖油類似原油，可以制成汽油、柴油或作為燃料油，被稱為人造石油。除單獨(dú)成藏外，油頁(yè)巖還經(jīng)常與煤形成伴生礦藏，一起被開(kāi)采出來(lái)。大塊的油頁(yè)巖經(jīng)過(guò)破碎、篩選，送到一種巨大的爐子里；在隔絕空氣的條件下加熱，使有機(jī)質(zhì)分解生成油氣；油氣再進(jìn)入一個(gè)冷卻裝置，被冷卻凝結(jié)成油狀的液體，這就是頁(yè)巖油。油頁(yè)巖干餾制油技術(shù)可分為地上干餾法和地下干餾法。地下干餾法又稱原地干餾或原位干餾，地下干餾避免了油頁(yè)巖的開(kāi)采，開(kāi)采費(fèi)用低，但其缺點(diǎn)是頁(yè)巖油收率較低，由于頁(yè)巖油與干餾水的逸出、滲漏，會(huì)污染地下水。地上干餾法是指油頁(yè)巖開(kāi)采運(yùn)出地面后，通過(guò)生產(chǎn)裝置干餾制油的方法。而地上干餾大體可分為兩種:①利用內(nèi)熱式氣-固換熱原理，主要處理塊狀油頁(yè)巖的干餾技術(shù)；②利用固體熱載體固-固換熱原理，主要處理小顆粒油頁(yè)巖的干餾技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)中，成熟的塊狀頁(yè)巖干餾技術(shù)有:撫順式干餾爐、Kiviter干懼爐、Petrosix干懼爐；小顆粒干懼技術(shù)有:Galoter干懼爐、Taciuk干懼爐。撫順式干餾爐加工粒徑為10_75mm油頁(yè)巖，制得的頁(yè)巖油的鋁甑干餾收率為65-80%。Kiviter干餾爐是加工粒徑為25_125mm，頁(yè)巖油的鋁甑干餾收率為75_80%。Petrosix干餾爐油頁(yè)巖入爐粒徑為8_50mm，頁(yè)巖油的鋁甑干餾收率90%。Galoter干餾爐油頁(yè)巖入爐粒度0_25mm，在干餾爐內(nèi)，干燥的頁(yè)巖和高溫的頁(yè)巖灰混合，并被加熱到500°C，之后頁(yè)巖油和干餾氣被導(dǎo)出。頁(yè)巖半焦和頁(yè)巖灰進(jìn)入垂直的沸騰床燃燒室，生成的高溫頁(yè)巖灰再被循環(huán)去加熱油頁(yè)巖，高溫?zé)煔獗挥糜诟稍镉晚?yè)巖。頁(yè)巖油鋁甑干餾收率85 90%。Taciuk干餾爐的加工過(guò)程分為:油頁(yè)巖干燥、油頁(yè)巖干餾、半焦燃燒三個(gè)。油頁(yè)巖入爐粒徑為0-25mm，頁(yè)巖油鋁甑干餾收率85%。我國(guó)石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“SH/T0508-9油頁(yè)巖含油率測(cè)定法”規(guī)定了油頁(yè)巖低溫干餾含油率的測(cè)定方法-鋁甑法，被廣泛應(yīng)用于油頁(yè)巖干餾制備頁(yè)巖油的出油率測(cè)定方面。目前國(guó)內(nèi)的煉油設(shè)備多數(shù)只能對(duì)直徑為20mm以上的顆粒進(jìn)行干餾，IOmm以下的小顆粒由于顆粒小，物料間空間小，透氣性不好，干餾所需熱量溫度不能均勻傳給物料，容易造成堵?tīng)t、結(jié)焦，故IOmm以下的小顆粒利用率較小，僅20%左右。而對(duì)頁(yè)巖開(kāi)采破碎后，IOmm以上顆粒有20 30%，大量的IOmm以下小顆粒無(wú)法得到有效利用，大大浪費(fèi)了資源?，F(xiàn)有技術(shù)資料表明，現(xiàn)有的多數(shù)油頁(yè)巖干餾設(shè)備對(duì)粒徑10_以下的小顆粒油頁(yè)巖很難提高收油率，小顆粒油頁(yè)巖資源無(wú)法得到有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的一系列問(wèn)題，提出一種對(duì)粒徑1Omm以下小顆粒油頁(yè)巖收油率高、節(jié)能效果好、生產(chǎn)成本低的煉油裝置以及煉油方法。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:本發(fā)明的目的之一在于提供一種小顆粒油頁(yè)巖煉油裝置，所述裝置包括依次連接的一級(jí)干餾室、二級(jí)干餾室、除塵裝置、降氧裝置和氣-油分離裝置；所述一級(jí)干餾室包括與第一進(jìn)料口連接的反應(yīng)室，與降氧裝置出氣口連接的進(jìn)氣室和與氣-油分離裝置進(jìn)氣口連接的出氣室；反應(yīng)室分別與進(jìn)氣室和出氣室相鄰的室壁上開(kāi)有若干向反應(yīng)室底部延伸的進(jìn)氣孔；反應(yīng)室底部設(shè)出料口與二級(jí)干餾室第二進(jìn)料口連通，二級(jí)干餾室底部設(shè)流化床；二級(jí)干餾室出氣口連接除塵裝置進(jìn)氣口，除塵裝置出氣口與降氧裝置進(jìn)氣口連接；降氧裝置出氣口還與進(jìn)氣室進(jìn)氣口連接。本發(fā)明提供的煉油裝置能夠使小顆粒油頁(yè)巖與循環(huán)氣進(jìn)行充分地、高強(qiáng)度地接觸，實(shí)現(xiàn)對(duì)小顆粒油頁(yè)巖的一次干餾，并將一次干餾的產(chǎn)物進(jìn)行二次沸騰床干餾，提高了干餾效率，進(jìn)一步提高了收油率。循環(huán)為除塵降氧后的煙氣，其主要成分是瓦斯氣(主要包括CO，CO2，油氣等)，且溫度較高，能夠達(dá)到750-900℃;循環(huán)氣在反應(yīng)室與油頁(yè)巖顆粒相遇，高溫下發(fā)生一次干餾，油頁(yè)巖顆粒中的揮發(fā)性組分被循環(huán)氣帶出，經(jīng)過(guò)出氣室進(jìn)入氣-油分離裝置，經(jīng)分離得到頁(yè)巖油和瓦斯氣；而一次干餾后的油頁(yè)巖顆粒與其余循環(huán)氣在鼓風(fēng)機(jī)的作用下一起進(jìn)入二次干餾室在流化床作用下進(jìn)行沸騰床干餾，得到煙氣，煙氣經(jīng)過(guò)除塵和降氧，部分作為循環(huán)氣由進(jìn)氣室進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)；另一部分直接進(jìn)入氣-油分離裝置，經(jīng)分離得到頁(yè)巖油和瓦斯氣。二級(jí)干餾室設(shè)置流化床，可以實(shí)現(xiàn)油頁(yè)巖的沸騰干餾，使其加熱均勻，能夠強(qiáng)化傳熱。圖1為本發(fā)明所述油頁(yè)巖干餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述除塵裝置為可以將干餾后得到的煙氣中的灰塵除掉的裝置，例如靜電除塵等；所述降氧裝置為可以降低煙氣中的氧氣的設(shè)備，例如燃燒爐等；所述氣-油分離裝置為可以將頁(yè)巖油和瓦斯氣分離開(kāi)的設(shè)備，如旋捕器、噴淋器、折流板反應(yīng)器和離心器等，只要能夠?qū)崿F(xiàn)除塵裝置、降氧裝置、氣-油分離裝置的作用的設(shè)備均可用于本發(fā)明。以下為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的優(yōu)選形式。優(yōu)選地，本發(fā)明所述出氣室底部設(shè)有第一排渣口。優(yōu)選地，本發(fā)明所述流化床通過(guò)第一鼓風(fēng)機(jī)與空氣連通。優(yōu)選地，本發(fā)明所述二級(jí)干餾室底部設(shè)第二排渣口。降氧裝置的目的是將煙氣中的氧氣除去，以便煙氣作為循環(huán)氣進(jìn)入反應(yīng)室與油頁(yè)巖相遇時(shí)進(jìn)行干餾。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲得的降氧裝置均可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。優(yōu)選地，本發(fā)明所述降氧裝置為燃燒爐。除塵裝置的作用是將二次干餾出來(lái)的煙氣中的固體灰渣除掉，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲得的除塵裝置均可用于本發(fā)明。本發(fā)明所述除塵裝置為高溫除塵裝置。所述高溫除塵是指除塵過(guò)程中將煙氣的溫度保持在二次干餾后所得煙氣的溫度(一般為750-900°C)不變。所述高溫的目的是保證循環(huán)氣(煙氣)在進(jìn)入反應(yīng)室時(shí)，能夠與油頁(yè)巖發(fā)生干餾反應(yīng)。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用普通的除塵裝置外加升溫裝置來(lái)達(dá)到保證煙氣溫度的目的。優(yōu)選地，所述氣-油分離裝置底部設(shè)頁(yè)巖油收集裝置。本發(fā)明所述的氣-油分離裝置的作用是將干餾室生成的煙氣進(jìn)行氣-油分離，收集得到的油即為頁(yè)巖油，收集得到的氣即為瓦斯氣。將所述煙氣分離得到頁(yè)巖油和瓦斯氣的裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員有能力獲得的，本發(fā)明沒(méi)有特殊限定。優(yōu)選地，本發(fā)明所述氣-油分離裝置包括旋捕器、噴淋器、折流板反應(yīng)器和離心器中的任意I種或至少2種的組合，優(yōu)選所述氣-油分離裝置為依次連接的旋捕器、噴淋器、折流板反應(yīng)器和離心器。優(yōu)選地，本發(fā)明所述反應(yīng)室底部出料口與二級(jí)干餾室進(jìn)料口之間設(shè)第二鼓風(fēng)機(jī)。本發(fā)明的目的之二是提供一種利用如目的之一所述的裝置對(duì)小顆粒油頁(yè)巖進(jìn)行煉油的方法，包括如下步驟:瓦斯氣從進(jìn)氣室進(jìn)入反應(yīng)室，與第一進(jìn)料口進(jìn)入的油頁(yè)巖顆粒相遇進(jìn)行一次干餾，油頁(yè)巖顆粒中的揮發(fā)組分隨部分瓦斯氣經(jīng)過(guò)出氣室進(jìn)入氣-油分離裝置；一次干餾產(chǎn)生的渣灰由第一排渣口排出；一次干餾后的油頁(yè)巖顆粒與部分瓦斯氣在第二鼓風(fēng)機(jī)的作用下進(jìn)入二級(jí)干餾室；在流化床的作用下進(jìn)行二次干`餾得到煙氣，煙氣依次進(jìn)入除塵裝置和降氧裝置進(jìn)行除塵和除氧；二次干餾產(chǎn)生的渣灰由第二排渣口排出；經(jīng)除塵和除氧后的煙氣進(jìn)入氣-油分離裝置，經(jīng)分離得到頁(yè)巖油和瓦斯氣。優(yōu)選地，所述小顆粒油頁(yè)巖的粒徑小于10mm。在油頁(yè)巖開(kāi)采過(guò)程中，小顆粒油頁(yè)巖的比率占到20 30%甚至更多，而現(xiàn)有技術(shù)中缺少對(duì)小顆粒油頁(yè)巖的干餾裝置及方法，僅有的技術(shù)也存在收油率低，耗能高等問(wèn)題。與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，收油率高，易于工業(yè)化放大，操作方便，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明在對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行干餾后的鋁甑收油率(參見(jiàn)SH/T0508-9油頁(yè)巖含油率測(cè)定法)能夠達(dá)到98%以上，甚至于超過(guò)100%，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的油頁(yè)巖干餾設(shè)備，相比遼寧成大公司的全循環(huán)爐，甘肅的GS氣燃干餾爐等，收油率均有明顯提高。另外，本發(fā)明可以對(duì)粒徑小于IOmm的小顆粒油頁(yè)巖進(jìn)行干餾，而撫順式干餾爐一般只能針對(duì)25mm以上的大顆粒進(jìn)行干餾。


圖1是本發(fā)明所述小顆粒油頁(yè)巖干餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:100-—級(jí)干餾室；101-第一進(jìn)料口 ；102-反應(yīng)室；103_進(jìn)氣室；104_出氣室；105-進(jìn)氣孔；106-出料口 ; 107-第一排渣口 ; 108-第二鼓風(fēng)機(jī);200- 二級(jí)干餾室；201_第二進(jìn)料口 ；202_流化床；203_第一鼓風(fēng)機(jī)；204_第二排
渣口 ；300-除塵裝置；
400-降氧裝置；500-氣-油分離裝置；501-頁(yè)巖油收集裝置。
具體實(shí)施例方式為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下:實(shí)施例1
如圖1 (圖1是本發(fā)明所述小顆粒油頁(yè)巖干餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖)所示，一種小顆粒油頁(yè)巖煉油裝置包括依次連接的一級(jí)干餾室100、二級(jí)干餾室200、高溫除塵裝置300、降氧裝置400和氣-油分離裝置500 ；所述一級(jí)干餾室100由進(jìn)氣室103、反應(yīng)室102和出氣室104組成，第一進(jìn)料口 101設(shè)置在反應(yīng)室102頂部，反應(yīng)室102 —側(cè)與進(jìn)氣室103相鄰，另一側(cè)與出氣室104相鄰，且反應(yīng)室102分別與進(jìn)氣室103和出氣室104相鄰的室壁上開(kāi)有向反應(yīng)室102底部延伸的進(jìn)氣孔105 ；進(jìn)氣室103上部設(shè)進(jìn)氣口，與降氧裝置400的出氣口連接，用于通入高溫循環(huán)氣(除塵降氧后的煙氣)；出氣室104底部設(shè)第一排渣口 107，用于排出在一級(jí)干餾室100中生成的渣灰；反應(yīng)室102底部設(shè)出料口 106，通過(guò)第二鼓風(fēng)機(jī)108與二級(jí)干餾室200的第二進(jìn)料口 201連接，用于將一次干餾后的油頁(yè)巖顆粒與部分循環(huán)氣泵入二級(jí)干餾室200，進(jìn)行二次干餾。所述二級(jí)干餾室200底部設(shè)流化床202，通過(guò)第一鼓風(fēng)機(jī)203泵入空氣對(duì)進(jìn)入的油頁(yè)巖顆粒進(jìn)行二級(jí)干餾；二級(jí)干餾室200下部設(shè)第二排渣口 204，用于排出二次干餾產(chǎn)生的渣灰；二級(jí)干餾室200上部設(shè)出氣口，依次連接高溫除塵裝置、降氧裝置，用于將二次干餾產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行除塵、降氧；降氧裝置出氣口除了與進(jìn)氣室103的進(jìn)氣口連接外，還與氣-油分離裝置相連；所述氣-油分離裝置可以為依次連接的旋捕器、噴淋器、折流板反應(yīng)器和離心器中的任意I種或至少2種的組合；所述氣-油分離裝置用于將經(jīng)過(guò)一次干餾和二次干餾的煙氣進(jìn)行分離，得到頁(yè)巖油和瓦斯氣，頁(yè)巖油經(jīng)過(guò)頁(yè)巖油收集裝置被收集，瓦斯氣經(jīng)過(guò)管路被放空或者接入其他需要熱量的設(shè)備，如鍋爐等。實(shí)施例2一種小顆粒油頁(yè)巖的煉油方法包括如下步驟:循環(huán)氣從進(jìn)氣室103進(jìn)入反應(yīng)室102，與第一進(jìn)料口 101進(jìn)入的油頁(yè)巖顆粒(粒徑小于IOmm)相遇進(jìn)行一次干餾，油頁(yè)巖顆粒中的揮發(fā)組分隨部分循環(huán)氣經(jīng)過(guò)出氣室104進(jìn)入氣-油分離裝置500 ;—次干餾產(chǎn)生的渣灰由第一排渣口 107排出；一次干餾后的油頁(yè)巖顆粒與部分循環(huán)氣在第二鼓風(fēng)機(jī)108的作用下進(jìn)入二級(jí)干餾室200 ;在流化床202的作用下進(jìn)行二次干餾得到煙氣，煙氣依次進(jìn)入除塵裝置300和降氧裝置400進(jìn)行除塵和除氧；二次干餾產(chǎn)生的渣灰由第二排渣口 204排出；經(jīng)除塵和除氧后的煙氣進(jìn)入氣-油分離裝置500，經(jīng)分離得到頁(yè)巖油和瓦斯氣。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征以及干餾方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征以及干餾方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征以及干餾方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所 選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種小顆粒油頁(yè)巖煉油裝置，其特征在于，所述裝置包括依次連接的一級(jí)干餾室(100),二級(jí)干餾室(200)、除塵裝置(300)、降氧裝置(400)和氣-油分離裝置(500); 所述一級(jí)干餾室(100)包括與第一進(jìn)料口(101)連接的反應(yīng)室(102)，與降氧裝置(400)出氣口連接的進(jìn)氣室(103)和與氣-油分離裝置(500)進(jìn)氣口連接的出氣室(104)；反應(yīng)室(102)分別與進(jìn)氣室(103)和出氣室(104)相鄰的室壁上開(kāi)有若干向反應(yīng)室(102)底部延伸的進(jìn)氣孔(105)； 反應(yīng)室(102)底部設(shè)出料口( 106)與二級(jí)干餾室(200)第二進(jìn)料口(201)連通，二級(jí)干餾室(200 )底部設(shè)流化床(202 ) ; 二級(jí)干餾室(200 )出氣口連接除塵裝置(300 )進(jìn)氣口，除塵裝置(300)出氣口與降氧裝置(400)進(jìn)氣口連接； 降氧裝置(400 )出氣口還與氣-油分離裝置(500 )進(jìn)氣口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述出氣室(102)底部設(shè)有第一排渣口(107)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述流化床(202)通過(guò)第一鼓風(fēng)機(jī)(203)與空氣連通。
4.如權(quán)利要求1 3之一所述的裝置，其特征在于，所述二級(jí)干餾室(200)底部設(shè)第二排渣口 (204)。
5.如權(quán)利要求1 4之一所述的裝置，其特征在于，所述降氧裝置為燃燒爐； 優(yōu)選地，所述除塵裝置為高溫除塵裝置。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的裝置，其特征在于，所述氣-油分離裝置(500)底部設(shè)頁(yè)巖油收集裝置(501)。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的裝置，其特征在于，所述氣-油分離裝置(500)包括旋捕器、噴淋器、折流板反應(yīng)器和離心器中的任意I種或至少2種的組合，優(yōu)選所述氣-油分離裝置(500)為依次連接的旋捕器、噴淋器、折流板反應(yīng)器和離心器。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)室(102)底部出料口與二級(jí)干餾室(200)進(jìn)料口(201)之間設(shè)第二鼓風(fēng)機(jī)(108)。
9.一種利用如權(quán)利要求1-8之一所述的裝置對(duì)小顆粒油頁(yè)巖進(jìn)行煉油的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 循環(huán)氣從進(jìn)氣室(103)進(jìn)入反應(yīng)室(102)，與第一進(jìn)料口( 101)進(jìn)入的油頁(yè)巖顆粒相遇進(jìn)行一次干餾，油頁(yè)巖顆粒中的揮發(fā)組分隨部分循環(huán)氣經(jīng)過(guò)出氣室(104)進(jìn)入氣-油分離裝置(500);—次干餾產(chǎn)生的渣灰由第一排渣口(107)排出； 一次干餾后的油頁(yè)巖顆粒與部分循環(huán)氣在第二鼓風(fēng)機(jī)(108)的作用下進(jìn)入二級(jí)干餾室(200);在流化床(202)的作用下進(jìn)行二次干餾得到煙氣，煙氣依次進(jìn)入除塵裝置(300)和降氧裝置(400)進(jìn)行除塵和除氧；二次干餾產(chǎn)生的渣灰由第二排渣口(204)排出； 經(jīng)除塵和除氧后的煙氣進(jìn)入氣-油分離裝置(500)，經(jīng)分離得到頁(yè)巖油和瓦斯氣。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述小顆粒油頁(yè)巖的粒徑小于10mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小顆粒油頁(yè)巖煉油裝置，包括依次連接的一級(jí)干餾室、二級(jí)干餾室、除塵裝置、降氧裝置和氣-油分離裝置；所述一級(jí)干餾室包括反應(yīng)室、進(jìn)氣室和出氣室；反應(yīng)室分別與進(jìn)氣室和出氣室相鄰的室壁上開(kāi)有若干向反應(yīng)室底部延伸的進(jìn)氣孔，除塵裝置出氣口與進(jìn)氣室相連，將高溫?zé)煔馑腿敕磻?yīng)室，對(duì)油頁(yè)巖顆粒進(jìn)行一次干餾。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，收油率高，易于工業(yè)化放大，操作方便，生產(chǎn)成本低，可以對(duì)粒徑小于10mm的小顆粒油頁(yè)巖進(jìn)行干餾，鋁甑出油率≥98%。
文檔編號(hào)C10G1/00GK103146406SQ20131009017
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者李偉 申請(qǐng)人:李偉