[发明专利]高灰分油浆的固体热载体循环干馏工艺

说明书

本发明提供一种高灰分油浆的固体热载体循环干馏工艺，固体热载体在加热炉内加热后从下部流入反应器，从反应器底部蒸汽喷入高灰分油浆，固体热载体和高灰分油浆通过水蒸汽混合提升,在反应器内发生干馏热解反应，经气固分离器分离后,油气产物和流化蒸汽进入分馏单元，灰渣与热载体回到加热炉燃烧并分离，热载体再次从下部流入反应器，灰分从顶部排出并收集。该系统利用高铝热载体与油浆灰分的粒度差与密度差完成风选分离，实现了固体热载体在系统内循环利用而灰渣物料外排的目的；分馏塔内利用馏分油对干馏气体洗涤，净化了最终产物。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体是一种高灰分油浆的固体热载体循环干馏工艺。

背景技术

地质学上将由动植物残骸形成的、有机成因的、可以燃烧的矿产统称为可燃有机岩，又可称为生物沉积矿床。可燃有机岩的成因复杂，物态多样，如呈固态（煤、油页岩）、液态（石油）、气态（天然气），是现代能源的物质基础，在世界经济中占有极为重要的作用。人们通常根据可燃有机岩的成因将其分为三类：腐殖类（泥炭、煤、烟煤、无烟煤）、腐泥类（藻煤、石煤、油页岩）、沥青类（石油、天然气、石蜡、油砂）。随着原油资源的短缺及价格的不断上涨，油砂、油页岩等石油替代资源的开发利用日渐受到重视。

相对于煤、石油、天然气等常规能源而言，我们国家油砂、油页岩等非常规替代能源的开发利用还处于相当初级的阶段。国内现有的非常规固态可燃有机岩处理工艺以抚顺式块状干馏炉工艺为代表，采取固定床式干馏，生产效率差、技术水平不高，气燃式方形炉工艺、吉林全循环干馏技术工艺等虽对抚顺式干馏炉工艺进行了一定改进，但本质上还是采取固定床干馏。大连理工大学的新法干馏工艺虽然开始采用流化床工艺，有利于提高反应效率，但目前仍处于研发工业试验初期，工业化规模生产还不成熟。以上所有工艺都主要用于煤干馏和油页岩干馏。

表1 各种干馏工艺主要性能指标和工艺特性对比

传统的热解干馏工艺都是采用固态块状原料进行加工，根据工艺和原料的不同将矿石破碎成一定粒度的固体颗粒，然而固体可燃有机岩中的油砂通常含有大量的沥青，容易受热软化、易粘连，采用传统机械破碎方法无法将其进行破碎成合适的粒度，并使用以上干馏工艺进行加工。

催化裂化是原油加工中非常重要的一个工艺环节，经过多年技术积累从固定床到移动床，流化床到现在的提升管式反应器不断进化完善，已经实现了处理能力大、自动化程度高、工艺流程短、反应完成度高的工业化大规模应用，纵观其工艺发展进程与固态可燃有机岩的工艺发展十分相似，若是可以借鉴采用相关技术则有希望在现有的固态可燃有机岩干馏工艺上取得突破性的进展。不过催化裂化工艺针对的是渣油，原油蒸馏过程中产生的重组分馏分油，灰分很少；而固态可燃有机岩是固态物料，而且固态可燃有机岩普遍含有大量的灰分，所以催化裂化工艺可以借鉴，但不能直接应用在固态可燃有机岩的加工上。

发明内容

针对上述实际生产过程中提出的需求，本发明提供一种高灰分油浆的固体热载体循环干馏工艺，适用于所有固体可燃有机岩矿物（如煤、油页岩，油砂等）的干馏热解。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：高灰分油浆的固体热载体循环干馏工艺，固体热载体在加热炉内加热后从下部流入反应器，从反应器底部蒸汽喷入高灰分油浆，固体热载体和高灰分油浆通过水蒸汽或可燃气混合提升在反应器内发生干馏热解反应，经气固分离器分离，反应后的灰渣与热载体经回料箱回到加热炉燃烧，热载体重新加热循环，灰渣燃烧后随烟气进入气固分离器并被收集；反应后的油气进入油气处理单元进行洗涤分馏，汽、柴油产品直接收集储存，分离后的馏分油作为洗涤除尘、回炼使用，污水进入水处理单元净化循环，可燃气加压储存并作为系统热量来源送至辅助燃烧室进行燃烧。

进一步地，反应器上部设有沉降室和气固分离器，反应器外部两端连接有回料箱，固体热载体和灰渣从沉降室底部溢流进入回料箱，固体热载体在回料箱底部形成料封，防止加热炉与反应器连通串气。