[发明专利]一种可处理小颗粒原料自热式油页岩地上干馏工艺

说明书

本发明公开了一种可处理小颗粒原料自热式油页岩地上干馏工艺，利用油页岩自身产生低温部分氧化反应原位放热；同时在干馏炉周围设数个燃烧室和均热器，燃烧室燃烧产生的高温烟气通过这些装置向被干馏油页岩辐射和传导热量，即烟气不与干馏物料及油气直接混合；此外，油页岩颗粒在干馏炉内下降的过程中还与贯通油页岩料层的金属均热管发生碰撞而扩大油页岩颗粒之间的间隙。本发明提高了资源的利用率，具有能量效率和资源利用率高、节水、环境影响小、工艺简化、无高温热载体、反应条件相对温和的优点。

技术领域

本发明涉及油页岩地上干馏技术领域，特别是一种可处理小颗粒原料自热式油页岩地上干馏工艺。

背景技术

油页岩是一种含可燃有机质、高灰分的沉积岩，其含有的有机质经干馏可得到类似原油的页岩油。我国的油页岩储量相当丰富，据2006年国土资源部的调查为7299亿吨。另一方面，我国石油对外依存度已超过70％，原油供应存在巨大风险。因此，油页岩可作为重要的石油补充能源，其开发越来越受到人们的关注。

由于油页岩有机质(主要为固态大分子网状交联结构的干酪根)很难用普通的溶剂提取，目前热化学转化技术，即干馏或热解，是唯一推荐的油页岩制油方法。油页岩干馏通常是指在隔绝空气的条件下，将油页岩加热到500℃左右，从而使油页岩中的有机质热解生成油和气的过程。油页岩干馏技术从方式上分为地上和地下工艺。地上技术是指先将油页岩矿石从地下开采运到地面后、再送到干馏炉内进行干馏的方法。地下技术又称原位干馏，即不经开采直接在地下加热矿层进行干馏，地下技术目前仍处于研发阶段，还很难获得实际应用。

地上技术主要用气体热载体加热油页岩，由于干馏的终馏点在500-550℃左右且裂解又是吸热反应，所以需要用大量的高温热载气(700℃)才能将油页岩加热到500℃以上，例如国内目前主要有抚顺、茂名和桦甸三种油页岩干馏炼油工艺，均采用气体热载体，首先将热载体加热到650℃以上，其中抚顺工艺可高达1000℃左右，再用热载体直接加热油页岩使其升温发生裂解。

气体热载体工艺本身有一个巨大的缺陷：干馏炉只能处理粒径为12mm以上的大颗粒油页岩。当使用小颗粒油页岩作为干馏原料时，由于小颗粒油页岩颗粒之间紧密堆积使得油页岩颗粒之间的孔隙很小，而气体热载体工艺又使用大量的高温热载体，因此热载气无法顺利透过油页岩颗粒，使得干馏无法进行，因此12mm以下的小颗粒油页岩大都被废弃，使资源利用率降低25％-40％，造成了资源的严重浪费。大量使用高温热载气还产生其它许多问题，例如，不仅使油气二次裂解和焦化而降低收油率，而且油气由于混在大量的热载气中还导致干馏炉出口气量很大、油回收系统庞大及油冷凝回收比较困难等。

因此，急需开发一种地上干馏工艺以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种可处理小颗粒原料自热式油页岩地上干馏工艺。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种可处理小颗粒原料自热式油页岩地上干馏工艺，包括以下步骤：

S1、收集废弃的含12mm以下的小颗粒油页岩作为干馏原料；

S2、在干馏炉的干馏通道中由上至下布置若干层用于均衡分布干馏原料和增大干馏原料颗粒之间间隙的均热器，从干馏炉顶端的进料口加入干馏原料，同时向干馏炉内通入常温的含氧气体，使油页岩发生部分氧化反应放出热量，提供干馏炉所需的部分热量，使油页岩温度上升；

S3、同时通过加热装置对干馏炉连续供热，使干馏炉内温度上升到450-550℃，油页岩热解并放出页岩油气；

S4、将页岩油气送入收油系统进行收油，获得页岩油和干馏油气瓦斯，被干馏后的物料即半焦从干馏炉底部排出；

S5、重复步骤S2-S4，实现小颗粒油页岩的连续干馏。