[发明专利]基于富甲烷混合气的油页岩循环流化床干馏方法及系统

权利要求书

1.基于富甲烷混合气的油页岩循环流化床干馏方法，其特征在于，通过循环流化床反应器(3)进行流化干馏，循环流化床反应器(3)的结构自上而下包括干馏室(32)和热交换气室(31)，干馏室(32)底部与热交换气室(31)连接处设置催化剂层(5)，干馏室(32)包括上部的稀相区(322)和下部的密相区(321)，循环流化床反应器(3)顶部出口连通返料系统的气固分离器(8)与返料阀(9)；步骤包括：

a.含有富甲烷混合气与二氧化碳的流化气体经催化剂层(5)活化后进入循环流化床反应器(3)的干馏室(32)，油页岩颗粒被连续推送至循环流化床反应器(3)内干馏室(32)的密相区(321)，在富甲烷混合气与二氧化碳的活化混合气气氛下，在循环流化床反应器(3)的干馏室(32)进行流化干馏；

b.生成的半焦部分经干馏室(32)底部设置的半焦排出管道(7)，从上至下依次同催化剂层(5)和进入热交换气室(31)的气体热交换后，排出并收集；气流携带其余半焦、除半焦外的其他干馏产物、未干馏油页岩和催化剂从干馏室(32)的稀相区(322)上部排出，并进入气固分离器(8)；

c.经过气固分离后，半焦、未干馏油页岩和催化剂通过返料阀(9)返回干馏室(32)的密相区(321)，除半焦外的其他干馏产物冷凝后，经油水分离，得到页岩油和水。

2.根据权利要求1所述的油页岩循环流化床干馏方法，其特征在于，步骤a，流化干馏的温度为400℃～600℃。

3.根据权利要求1所述的油页岩循环流化床干馏方法，其特征在于，步骤a，富甲烷混合气与二氧化碳的体积比为1：0.5～1.5。

4.根据权利要求1所述的油页岩循环流化床干馏方法，其特征在于，步骤a，富甲烷混合气为天然气、油页岩热解气或页岩气。

5.根据权利要求1所述的油页岩循环流化床干馏方法，其特征在于，步骤a，流化气体中添加氧化性气体，流化气体与氧化性气体的体积比为1：0.3～1，氧化性气体包括二氧化碳和氧气的混合气、水蒸汽或空气中的任意一种或组合。

6.根据权利要求1所述的油页岩循环流化床干馏方法，其特征在于，步骤a，催化剂层(5)内催化剂为使甲烷活化的负载型催化剂，包括负载过渡金属、碱土金属或碱金属的负载型催化剂，其载体为三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅、氧化镁或氧化钙。

7.基于富甲烷混合气的油页岩循环流化床干馏系统，用于实现权利要求1～6任一项所述的油页岩循环流化床干馏方法，其特征在于，结构包括料仓(1)、螺旋进料器(2)和循环流化床反应器(3)、气固分离器(8)、返料阀(9)、冷凝器(10)和油水分离器(11)，循环流化床反应器(3)内设置有热交换气室(31)、干馏室(32)和半焦排出管道(7)，料仓(1)通过螺旋进料器(2)连接到干馏室(32)的密相区(321)，热交换气室(31)位于干馏室(32)下方并与干馏室(32)连通；

干馏室(32)底部与热交换气室(31)连接处设置催化剂层(5)，干馏室(32)与催化剂层(5)的交界处设置有第一气体分布板(4)，连通干馏室(32)与催化剂层(5)；热交换气室(31)与催化剂层(5)的交界处设置有第二气体分布板(6)，连通热交换气室(31)与催化剂层(5)；半焦排出管道(7)与干馏室(32)底部连通，并依次贯穿第一气体分布板(4)、催化剂层(5)、第二气体分布板(6)和热交换气室(31)；

富甲烷混合气、二氧化碳或者富甲烷混合气与二氧化碳的混合气从热交换室(31)进入循环流化床反应器(3)；

干馏室(32)包括上部的稀相区(322)和下部的密相区(321)；

气固分离器(8)的入口与干馏室(32)稀相区(322)的上部连接，固体出口通过返料阀(9)与干馏室(32)密相区(321)的下部连通，气体出口连接冷凝器(10)；

冷凝器(10)液体出口连接油水分离器(11)。