[发明专利]固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统及工艺

说明书

技术领域

本发明属于能源与化工技术领域，具体涉及一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统及工艺。

背景技术

随着国民经济的快速发展，人们对能源的需求日益增加。石油作为一种有限的不可再生的能源已经不能满足人类持续和不断增长的能源需求。而油页岩作为非常规的油气资源，其资源储量丰富，现有技术保证了其开发利用的可行性。据统计，我国油页岩储量折算成页岩油有476亿吨，为石油储量的2倍。大力发展油页岩炼油技术有利于缓解我国石油资源供需矛盾，为实现能源多元化提供切实可行的途径。

目前国内已工业化的油页岩干馏技术是气体热载体干馏工艺，主要包括抚顺炉工艺和瓦斯全循环炉。抚顺炉油收率一般较低，只有65％左右。主要因为炉子气化段产生的高温煤气中含有少量的未反应氧气进入干馏段，会烧掉一部分热解产生的页岩油。而在瓦斯全循环炉中，炉底进入冷循环气，吸收半焦显热，不再有空气进入。此外，瓦斯全循环炉出口油气不含氧气，配套冷凝回收系统可采用电气捕油器，进一步可提高油收率。因而油收率可达到90％左右。但是，瓦斯全循环炉油页岩干馏所需的热量，一部分必须由外购的干馏气燃烧来补充，限制了该工艺的利润。

在保证油收率达到90％以上，如何进一步提高炼制过程的经济性能，大连理工大学开发了新型的固体热载体干馏工艺。该工艺的油收率可达到90％-96％，油页岩利用率高达100％，生产过程的耗水量小，废水量少。另外，页岩油回收系统采用油洗流程，可直接得到页岩油的馏分油。目前大庆油田采用大工固体热载体干馏技术，已建成年加工60万t油页岩的工业试验装置。该工艺投资小，利润大，利用灰渣作为热载体循环利用为油页岩干馏提供热量，灰渣的排放量少，解决了抚顺炉工艺和瓦斯全循环工艺灰渣堆积，污染环境和土壤等问题。

目前，大工固体热载体干馏得到的干馏气主要用于燃气轮机发电，发电效率较低，一般只有32％-38％。然而，大工固体热载体干馏得到的干馏气的热值较高，为11-22MJ/m³。如果仅仅用于燃烧发电，无疑降低了整个炼制过程的能量效率和经济效益；如果将干馏气用于制一些高品位的化学品，这样不仅提高了能量效率和经济效益，同时降低了干馏气燃烧CO₂排放严重的问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统；

本发明的另一目的在于提供采用上述固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统的制甲烷的工艺。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统，包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、CO₂脱除单元、C₁-C₃分离单元和CO甲烷化单元；

所述油页岩干馏单元设有通入油页岩原料的入口，油页岩干馏单元的油气混合物出口通过管道与所述页岩油气分离单元的油气混合物原料入口相连接；所述页岩油气分离单元的干馏气出口通过管道与所述CO₂脱除单元的干馏气原料入口相连接；

所述CO₂脱除单元设有吸收剂原料入口，CO₂脱除单元的净化气出口通过管道与所述C₁-C₃分离单元的净化气原料入口相连接；C₁-C₃分离单元的C₁组分出口通过管道与所述CO甲烷化单元的C₁原料入口相连接；CO甲烷化单元设有氢气原料入口及甲烷出口；

优选的，所述油页岩干馏单元包含油页岩预热器、干燥器及干馏反应器；所述页岩油气分离单元包含第一气固分离器、半焦燃烧器、第二气固分离器、换热器、第一冷却器、第一油洗塔、第二冷却器、第二油洗塔、空冷器和气液分离器；

所述油页岩预热器设有油页岩原料入口；油页岩预热器、干燥器和干馏反应器通过管道依次连接；干馏反应器设有脱除表面水的干燥油页岩入口，干馏反应器的油气混合物出口通过管道与第一气固分离器的油气混合物入口相连接；第一气固分离器的油气混合物出口通过管道与第一油洗塔的油气混合物流入口相连接；第一油洗塔的洗涤气出口通过管道与第二油洗塔的洗涤气入口相连接；第二油洗塔的洗涤气出口通过管道与空冷器的洗涤气入口相连接；空冷器的冷却洗涤气出口通过管道与气液分离器相连接；