[发明专利]油页岩或油砂下行循环床毫秒热解提炼工艺

说明书

1.技术领域

本发明提供油页岩或油砂下行循环床毫秒热解提炼工艺，属于石油加工领域。

2.背景技术

油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。我国油页岩资源丰富，技术可采资源量约2400亿吨，理论上可回收干馏油约100亿吨；中国油砂油地质资源量为59.7亿吨，可采资源量22.58亿吨，理论上可回收干馏油约10亿吨，产业化潜力巨大。

目前，世界上许多国家都对油页岩/油砂干馏方法进行了研究，有的已形成工业化生产规模。油页岩干馏工艺按加热方式可分为外热式和内热式两类：外热式热效率低，油页岩加热不均，挥发产物的二次分解严重，焦油产量低，装置难以大型化，因此这类技术一般只用于实验室，大型工业化油页岩热解过程很难实现；内热式工艺利用气体热载体或固体热载体把热量直接传递给油页岩，使油页岩发生热解反应，克服了外热式的缺点，具有热质传递速度快、加热均匀、挥发份二次分解少，焦油产量高，装置易于大型化等优势。

内热式工艺包括气体热载体热解工艺和固体热载体热解工艺，其中：气体热载体热解工艺通常是将燃料燃烧的烟气引入热解室，代表性的有美国的COED工艺、ENCOAL工艺和波兰的双沸腾床工艺等。固体热载体热解工艺则利用高温半焦或其他的高温固体物料与油页岩在热解室内混合，利用热载体的显热将油页岩热解。与气体热载体热解工艺相比，固体热载体热解避免了油页岩热解析出的挥发产物被烟气稀释，同时降低了冷却系统的负荷，工艺优势明显。但现有油页岩固体热载体快速热解技术存在油中带灰、机械运动部件高温磨损、装置放大效应以及设备长周期稳定运行等难题，成为制约油页岩快速热解的技术瓶颈，急需依据油页岩热解反应特性开发能够消除油中带灰、热传递好、能量利用合理的油页岩热解液化技术和设备。

本发明人发明了油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺，通过将热灰分级分离，大中颗粒热灰通过下行热解反应器热解、微小颗粒热灰外排，从源头上消除热灰造成的油中带灰难题。但油页岩/油砂颗粒干燥后未分级分离,其中的细小颗粒还会从源头上产生油中带灰现象。另外由于油页岩/油砂热解提炼会产生约90％左右的灰渣，必须大量外排，原专利中仅靠排放细热灰远远不够，还需要大量排放大中颗粒热灰，而这一部分热灰中残炭值又太高，必须考虑合理利用，这些均成为油页岩/油砂下行循环流化床热解液化工艺工业化的瓶颈。

3.发明内容

本发明的目的就是为了克服现有油页岩/油砂热解液化技术存在的不足而提出的一种油页岩或油砂下行循环流化床毫秒热解提炼工艺，既彻底解决了油页岩/油砂流化床热解提质的油中带灰难题，又合理利用热解外排灰和热能，还得到了高附加值的不同焦油馏分和燃气。

本发明的技术方案：

本发明的目的是通过将油页岩或油砂原料颗粒和热灰实现分级分离，部分大中颗粒热灰和原料通过下行热解反应器热解、细原料颗粒直接送入提升管烧焦，部分大中颗粒热灰回收热量和细热灰一起直接外排，从源头上消除油中带灰和热灰利用难题的难题。其特征是将大量小于6mm的油页岩或油砂粉经烟气提升管干燥和提升，油页岩或油砂颗粒被二级气固分离器分级分离，烟气外排，细颗粒油页岩或油砂通过半焦返料阀进入烧焦提升管，大中颗粒油页岩或油砂经旋转进料器在下行热解反应器顶端与通过高温热灰返料阀下落的高温循环热灰迅速实现快速混合升温与毫秒热解，在反应器立管下部油气与半焦和热灰在气固分离器作用下快速分离；热解油气经分馏塔获得不同馏分油品和干气，半焦和热灰通过空气输送的半焦返料阀进入烧焦提升管燃烧加热；加热后的高温热灰经两级气固分离器与烟气分级分离后，烟气经过废热锅炉后被引到烟气提升管底部提升和干燥小于6mm的油页岩或油砂，部分大中颗粒热灰进入下行热解反应器顶部作为高温循环灰，实现热灰循环供热，部分大中颗粒半焦流入外取热器空气燃烧取热降温，细热灰和降温后的大中颗粒热灰进入冷却料仓后外排综合利用。

烧焦提升管反应温度为850℃-1200℃。

高温热灰与油页岩/油砂粉的混合比例为2-8：1。

下行热解反应器出口反应温度为450℃-600℃。

外取热器是利用空气将850℃-1200℃的大中颗粒半焦在流化态外取热器中燃烧和换热生产高压蒸汽，热灰和空气经大颗粒热灰分离器回收固体颗粒；加热后的空气通过进水预热器预热流化态外取热器进水，冷却到300℃以下，利用循环风机送入流化态外取热器底部。

本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。

4.附图说明