[发明专利]一种油砂干馏炼油工艺及装置

说明书

技术领域

本发明是一种用干馏方法对油砂中的沥青进行分离并获得燃料油的工艺及装置。本工艺和装置适用于露天开采的油砂矿区，对水润型油砂和油润型油砂均可使用，日处理量可根据需要确定，一般每台装置的日处理量为2000t～5000t，产油量为200～500t。

背景技术

油砂是沥青、水、砂和粘土等矿物的混合物。每单位重量含有10%～12%的沥青、4%～6%的水以及砂、粘土等其他矿物质，其中沥青即为油砂内所含的原油，它比常规原油粘稠，属超重油。通常，油砂分成水润型油砂和油润型油砂两种。对水润型油砂中含有的沥青的分离方法是：将采出的水润型油砂先用热水和碱混合，然后用浮选法析出沥青；或在采出的油砂内注入热水或蒸汽，再用离心法取得沥青。这种分离沥青的方法通常称之为水浸法。对油润型油砂则需要通过溶剂提取等其他特殊方法才能将沥青分离出来。由于世界上主要油砂产地加拿大的油砂为水润型油砂，所以目前常见的油砂中沥青分离方法均为水润型油砂的分离方法，对油润型油砂的沥青分离方法尚没有成熟的商业应用模式。对从油砂中采集的沥青，一般需要就地处理，使用轻油等稀释剂加工为合成原油，以适应管道运输之需。利用水浸方法分离沥青的缺陷：一是分离沥青时，需要消耗大量热能，产生大量温室气体，同时形成大量污水，造成大气和环境污染；二是得到的产品是沥青，属超重油，输送困难。这二项缺陷已成为制约油砂开发利用的技术瓶颈。为此，加拿大ATP公司曾推出油砂热裂解技术，虽然采用这一干馏法可以得到轻质油，但ATP炉筒体全长62.5m，直径8.2m，在同一滚筒上又分成预热段、燃烧段、干馏段、冷却段，处理器主要由一个卧式回转窑构成, 包含两个同心圆筒, 内筒有两个密封室，用于油砂的预热和干馏, 外筒为燃烧区，燃烧后的油砂沿外筒逆向流动, 并将热量传给内筒中正向移动的油砂。ATP炉结构极为复杂，操作也很麻烦。由于该工艺和设备结构复杂、维修困难、运行周期短、投资大、没有经济性，因而在市场上没有得到推广应用。鉴于目前油砂地上干馏尚没有成熟的工业应用装置，因此世界上油砂的开发利用主要采取原位向地下注气干馏的方法，收油率仅40％左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、操作方便、投资较少、油收率较高，可以充分利用资源，不会造成环境污染的油砂干馏方法及装置。本发明的油砂资源利用率为100%，油收率为90%以上，产品为可以直接用于管道输送的比重在0.9kg／L左右的轻质燃料油。

本发明的油砂干馏方法的技术特征是，利用在干馏装置内安装多个滚筒的方法分别实现油砂预热干燥、干馏、冷却等功能，利用油砂干馏过程中产生的干馏气体作为油砂干馏的气体热载体，利用空气冷却油回收塔冷却干馏气体回收油砂中的含油组分，产品是燃料油。本发明的工艺流程见图1。将采出的油砂通过输料系统进入干馏装置进行干馏，干馏装置中设有多个滚筒，油砂在预热干燥段滚筒内被去除水分并被加热到200℃～250℃，油砂在干馏段滚筒内被加热到500℃～550℃，油砂被干馏，释放出干馏油气，被干馏完的油砂在冷却段滚筒内被冷却到150℃～180℃后排出炉外。加热油砂的是从干馏装置中部通入的630℃～670℃的气体热载体，气体热载体是油砂干馏过程中产生的干馏气体，干馏气体经过空气冷却油回收塔冷凝回收燃料油，经回收燃料油后的剩余可燃气体一部分作为加热炉的燃料；一部分作为气体热载体送入加热炉加热，加热到630℃～680℃再送入干馏装置，循环使用；一部分从干馏装置下部送入，回收油砂干馏后产生的灰渣的余热，用于补充油砂干馏需要的热量。