[发明专利]含烃材料的分阶段区加热

说明书

对碎含烃材料主体进行加热以由碎含烃材料生产烃的方法和系统可涉及依次对所述材料主体的多个区进行加热。示例性方法(100A)可包括形成具有第一区和第二区的碎含烃材料主体(110A)。可在第一加热阶段中对所述第一区进行加热以形成所述第一区中的动态高温生产区域(120A)。然后可在所述高温生产区域形成之后将冷却流体注入到所述第一区中(130A)。所述高温生产区域可在第二加热阶段中移动到所述第二区中。在所述第一加热阶段和所述第二加热阶段期间均可从所述碎含烃材料主体收集烃(140A)。

相关专利申请

本申请要求提交于2015年9月30日的美国临时专利申请序列号62/235,091的权益，该专利申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于加热含烃材料以由此产生烃的系统和方法。因此，本发明涉及烃生产和热传递的领域。

背景技术

已经开发出由诸如油页岩和焦油砂的各种含烃材料产生烃的许多工艺。历史上，主要的研究和商用工艺包括地上蒸馏器和原位工艺。最近，已经开发出用于从粉碎油页岩中回收油的包封蓄积池(技术)。这些蓄积池主要由土材料形成，其中粉碎油页岩被由岩石、土壤、粘土和土工合成材料等制成的不可渗透的屏障包封。包封的蓄积池可以非常大，有时占地若干英亩，深度达数十米。

通常，用于从油页岩中回收烃产物的方法涉及对油页岩施加热量。加热油页岩允许油页岩中的干酪根通过热解过程分解，产生液体和蒸气烃化合物连同其他产物，诸如水蒸气和残余物。然而，热解油页岩所需的热量通常通过燃烧化石燃料诸如天然气、或从油页岩产生的十足的烃的一部分来提供。这相当于一笔巨大的能量开支，并且增加了油页岩生产的碳足迹。因此，继续研究从油页岩和其他含烃材料产生烃的更有效方法。

发明内容

烃可通过形成碎含烃材料主体并且将热量施加到碎含烃材料来产生。本技术提供了用于通过按顺序加热碎含烃材料主体的相邻区来选择性地加热碎含烃材料主体的部分的方法和系统。该方法和系统可产生烃，同时减少所需的总能量输入。在本技术的示例中，可形成具有第一区和第二区的碎含烃材料主体。第一加热阶段可包括加热第一区以在第一区中形成动态高温生产区域。在第一加热阶段之后，第二加热阶段可包括在高温生产区域形成之后将低温流体注入第一区中。在该阶段期间，高温生产区域可移动到第二区中。在第一加热阶段和第二加热阶段期间，可从碎含烃材料主体收集烃。

在本技术的另一个示例中，用于加热碎含烃材料主体以由此产生烃的系统可包括具有下部区和上部区的碎含烃材料主体。系统还可包括嵌入下部区中的下部加热管道和嵌入上部区中的上部加热管道。收集管道可在上部管道上方的位置处嵌入上部区。系统可包括用以控制传热流体通过加热管道的流动的阀。可使用下部加热阀来控制传热流体到下部加热管道的流动。可使用上部加热阀来控制传热流体到上部加热管道的流动。阀可被配置为按顺序允许传热流体流过下部加热管道，然后流过上部加热管道或流过上部加热管道，随后流过下部加热管道。

因此，已对本发明的较重要的特征进行了广义的概述，以更好地理解接下来的本发明的具体实施方式，并且更好地认识本发明对本领域的贡献。通过本发明的以下具体实施方式结合附图和权利要求，本发明的其他特征将变得更清晰，或者可通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1A-图1B是示出根据本发明的实施方案的加热碎含烃材料主体以由此产生烃的方法的流程图；

图2A-图2C是示出根据本发明的实施方案的用于在动态高温生产区域从主体的下部区移动到主体的上部区时加热碎含烃材料主体的系统的示意图；

图3是表示根据本发明的实施方案的随着高温生产区域随时间变化移动而叠加在碎含烃材料主体上的模型温度分布的曲线图；

图4是根据本发明的实施方案的具有嵌入其中的加热管道和收集管道的碎含烃材料主体的横截面图；