[发明专利]外燃式油页岩干馏工艺及装置

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种用外燃方式对油页岩进行干馏炼油的工艺及装置。 

背景技术

目前，国内的油页岩干馏炼油均采用内燃方式，一种是抚顺式圆炉，收油率为60～65％左右，有时只能达到55％左右，处理粒度为12-75mm。单炉处理能力小，日处理油页岩100吨。一种茂名式方炉，是全内燃式，收油率为70％左右，处理粒度为30-120mm。单炉处理能力为200吨/日。两种炉型均有处理量小，占地面积大，收油率低、污染环境等缺陷。茂名式方炉因污染问题已于20世纪80年代全部停产。由钱家麟、尹亮主编的《油页岩-石油的补充能源》(中国石化出版社2008年7月第一版)详细介绍了抚顺式工艺及干馏炉、加热炉的结构及原理，并且在第146页和148页公开了干馏炉、加热炉的结构。干馏炉如图4所示，包括加料装置401、炉体403及排灰装置410，所述加料装置401设置于炉体403的上部，排灰装置410设置于炉体403的下部，所述的炉体403的上部设置气体收集伞402，中间部分设置循环气入口407、拱台406，所述拱台406将炉体403分为上部干馏段404与下部气化段408，助燃空气及水蒸气从风头409进入干馏炉，发生燃烧和汽化反应，产生的热量供应给干馏段，由于燃烧段产生的热量不够，又从循环气入口407通入循环瓦斯补充。循环瓦斯则用蓄热式瓦斯加热炉来加热，加热炉如图5所示，包括燃烧室504、蓄热室503、安全盖501、循环气入口505、循环气入口506，蓄热室503内填满了格子砖502。蓄热式加热炉为间歇工作，一般一组炉(共20台干馏炉，总处理能力为每天2000吨)设三台蓄热式加热炉，一台燃烧，一台加热热载体，一台备用，交替使用。内燃式 干馏炉的缺点是：一、由于炉内有燃烧反应，容易造成干馏产生的油气燃烧，降低了油的回收率；二、由于炉内有燃烧反应，燃烧产生的高温如控制不好，影响炉子的正常运行。温度高了，容易造成结焦，堵炉使干馏炉不能正常运行。发生结焦时不仅处理困难，劳动强度大，而且造成停工损失；温度低了，又可能造成干馏不完全，使收油率降低；三、内燃时有氧气进入干馏炉，如有残氧，和干馏产生的瓦斯混和，超过一定比例可引起爆炸，将对油回收系统构成重大安全隐患。四、内燃方式干馏炉为防止炉内氧气过剩，一般均采取缺氧燃烧，排出的半焦仍含有固定碳，抚顺式干馏炉半焦发热量在300-500大卡/公斤之间，弃之可惜，难于利用，但又处理困难，只能用来烧砖或被废弃，往往造成环境污染。 

国外的澳大利亚的ATP炉，爱沙尼亚的基维特炉等也采用内燃方式，澳大利亚的ATP炉(Alberea-Taciuk Processor)。该装置设备庞大、结构复杂。逥转炉长62.5m，直径8.2m，重量2500t。设计油收率为92％，实际为75-80％，仅达设计水平的80％左右，处理能力为6000t/d，实际运行仅达到4400t/d，为设计的74％，而且经常停炉检修，开工率为50％左右，最长一次也只连续运行了96天。爱沙尼亚的基维特炉存在问题也是运转率不高，经常停炉检修。抚顺矿业集团引进一台ATP炉，总投资约15亿元，从2005年开始建设，到目前为止，尚未生产。 

发明内容

本发明的目的在于为油页岩干馏外燃式工艺提供一种热载体的加热工艺和装置，可以有效改进现行内燃式干馏工艺和设备的缺陷，解决目前国内油页岩干馏炼油装置日处理量小，占地面积大，收油率低，污染环境，半焦得不到有效利用等缺陷，本发明外燃式工艺和装置不但能燃用半焦，热效率高，而且能向干馏炉提供连续均衡的热载体，并能保证干馏炉安全运行。本发明的技术关键是：一、能使低热值半焦较好燃烧，其热值能得到有效利用；二、能向干馏炉连续稳定供应温度在700℃左右的干馏热载体，热载体中含氧量低于安全极限1％，使干馏工艺和装置能安全稳定运行；三、热载体提供的热量能满足干馏炉的热量需要，使油页岩达到完全干馏。从而能使用先进的外燃式工艺处理低品位油页岩，解决 制约油页岩工业发展的技术瓶颈问题。本发明结构简单、操作方便、安全可靠、投资节省，本发明的油收率为90％以上。 

具体方案为： 

1.一种外燃式油页岩干馏炼油工艺，其特征在于包括如下步骤： 

a.破碎筛分：将矿石破碎成25mm以下的规格，所用设备为国产已标准化的破碎筛分设备； 

b.布料系统：由布料系统将破碎成25mm以下的规格的矿石送入干馏炉； 

c.热载体制取和加热：将干馏炉排出的半焦和瓦斯在混烧炉中混烧，尾部设余热锅炉，得到烟气和饱和蒸汽，将其混合成700℃左右的热载体并引入干馏炉