[发明专利]用于从蒸气混合物中获得油的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于从蒸气混合物中获得油的方法和设备，所述蒸气混合物通过含烃的物质、特别是油页岩的热解获得，其中包含多种油级分的在热解中产生的蒸气混合物进行除尘并且基于油级分的冷凝温度对它们进行分离。

为了从油页岩中获得油，通过热的加热载体(灰)在回转窑中将该油页岩直接加热到大约500℃的温度。由此，来自油页岩的油蒸发形成所谓的蒸气混合物(VGM)。然后该蒸气混合物(还包含了微细颗粒的气体)在冷凝单元中骤冷以获得油。这种油包含颗粒状物质(细粉)，其常规在洗涤器中从油中分离。在洗涤器底部的冷却油中可以发现通过在洗涤器中产生的小液滴收集的灰尘颗粒。因此除尘的油进一步在精馏塔中基于它们的沸点在多重蒸馏中进行进一步处理以分离包含在热解油中的多种油级分。

精馏是标准过程且例如在Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,Distillation,chapter4Rectification (多步蒸馏),Weinheim2010,Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KG aA,DOI:10.1002/14356007.B03_04.pub2中进行了描述。但是，在精馏塔中充分控制分级分离存在许多问题。精馏塔通常使用显著量的降低了生产力的回流进行操作。此外，由于在精馏阶段中提供的填料，在塔上存在显著压力损失。

本发明的目的在于提供一种更有效的从油页岩或类似物质中制备油的方法。特别的，应优化包含在通过热解获得的蒸气混合物中的希望的油级分的分离。

根据本发明，提供了一种包括权利要求1的特征的方法，其中冷却除尘的VGM并且之后在至少两个静电除尘器阶段中在适合相应待分离油级分的沸点温度下分馏。因此，本发明用数个静电除尘器和冷却器代替标准的精馏塔。通过静电除尘器进行的冷却和气溶胶沉淀确保捕获几乎所有希望的油级分的油冷凝物液滴而没有额外的能量耗费。与标准的精馏塔相比，静电除尘器不需要任何或至少较少的回流以至于设备建造得更小并且使得该方法更有效。此外，该设备还不需要包含任何填料且压力降小得多。

静电除尘器(ESP)是使用诱导的静电电荷的力从VGM中除去颗粒的颗粒收集装置。

应当注意的是代替油页岩的其他含烃物质，例如油砂、生物质、塑料、废油、包含动物脂肪的物质或包含植物油的物质可以用于本发明的方法，只要可以通过所述物质的热解产生包含油级分的蒸气混合物即可。优选的，该烃物质包含8到80％重量的烃。

取决于希望的油级分的数目，可以调整冷却器和静电除尘器的量以根据它们的沸点限定油级分。

根据本发明优选的实施方案，蒸气混合物包含40到90％重量的C₅₊烃，4.5到40％重量的C_4-烃，0.01到30％重量的不凝级分(即气体例如H₂、N₂、H₂S、SO₂、NO等)，以及5到30％重量的水。优选的，蒸气混合物的组成如下：55到85％重量的C₅₊烃，7到25％重量的C_4-烃，0.1到15％重量的不凝级分和7到20％重量的水，更优选蒸气混合物的组成如下：60到80％重量的C₅₊烃，13到22％重量的C_4-烃，0.3到10％重量的不凝级分和7到15％重量的水。在除尘阶段中，在静电除尘器之前，包含在原始热解油中的粉尘粉尘已基本除去使得进入分馏阶段的VGM优选具有<30ppm的粉尘含量。

优选的，静电除尘器在5到120kV的电压下操作。

在本发明优选的实施方案中，对于每个分馏阶段，通过静电除尘器的电极施加的电压单独进行控制使得取决于会逐阶段变化的气体组成提供最佳的电极电压。

VGM的冷却可以在单独的冷却器或在静电除尘器中进行。优选的，提供使用水或空气的间接冷却。对于直接冷却，可以将油注入到VGM中。

可以在顶部或底部将VGM引入到静电除尘器的阶段中以便可能进行顺流或逆流操作。

在本发明优选的实施方案中，一部分从静电除尘器中卸出的油再循环到静电除尘器中以直接冷却除尘器中的VGM。