[发明专利]中试级有机岩长距离多级加热的超临界水氧制油制氢方法

权利要求书

1.中试级有机岩长距离多级加热的超临界水氧制油制氢方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在超临界水发生系统中制备超临界水：所述超临界水发生系统包括依次相连接的注水系统、前段预热反应系统、二级加热系统和三级加热系统；前段预热反应系统包括预热釜，预热釜的加热温度为350℃，二级加热系统的加热温度为500℃，三级加热系统的加热温度为650℃；前段预热反应系统、二级加热系统和三级加热系统的工作压力为22-40MPa；当设定压力低于30MPa时，打开进入有机岩超临界水热解反应系统的高温高压截止阀，使超临界水进入有机岩超临界水热解反应系统中的超临界水氧反应釜；同时通过注氧系统向超临界水氧反应釜输送氧气，注氧系统注氧的流量为5mL/min~5L/min；

2）超临界水氧反应釜从入口至出口等间距设置热电偶，等间距设置压力传感器，分段设置温控加热系统，等间距设置有注氧口；等间距设有支路油气冷凝与收集系统；超临界水氧反应釜的入口端通过管路与超临界水发生系统相连接；超临界水氧反应釜的出口端与总路油气冷凝与收集系统相连；温控加热系统的加热温度为650-800℃；所述注氧口与注氧系统相连接；

在超临界水氧反应釜内放置有有机岩块体，有机岩块体在高温下与超临界水和氧气反应，反应的过程中沿超临界水氧反应釜入口至出口的方向，逐步开启温控加热系统和支路油气冷凝与收集系统对油气产物进行收集；当前一部分的支路油气冷凝与收集系统对应的有机岩块体热解完成形成残碳反应区后关闭该部分的支路油气冷凝与收集系统，再开启后一部分的支路油气冷凝与收集系统进行逐步分段收集；依次逐段进行注氧加热、温控加热系统加热、油气采收；直至超临界水氧反应釜内有机岩块体充分反应热解形成油气。

2.根据权利要求1所述的中试级有机岩长距离多级加热的超临界水氧制油制氢方法，其特征在于，注氧系统包括氧气气瓶、减压阀、气体质量流量计、气体增压泵、耐高压阀门、蓄能器、高压单向阀、冷凝器、预热器以及真空泵；

氧气气瓶出口设置减压阀，通过气体质量流量计与气体增压泵的一端相连，气体增压泵的另一端通过耐高温阀门与蓄能器连接，蓄能器出口设置减压阀，减压阀出口通过高压单向阀与冷凝器的入口端相连，冷凝器的出口端通过高压单向阀与预热器的入口端相连，预热器的出口端设置高压三通阀，一端与注氧口串联，另一端与真空泵相连；气体增压泵的注入压力需要达到22MPa-42MPa，气体质量流量计的控制精度＞90%；根据超临界水氧反应釜内的热电偶的温度变化调节蓄能器和气体增压泵控制氧气注入的流量。

3.根据权利要求1所述的中试级有机岩长距离多级加热的超临界水氧制油制氢方法，其特征在于，试验结束后，先关闭所有加热系统，然后通过打开注水系统、二级加热系统、三级加热系统、以及超临界水氧反应釜出口的高温高压截止阀进行系统减压，并通过连续式注入冷水，来缓慢降低系统内部温度，从而使设备达到相应的安全值；在所有数值处于安全状态下的同时，将系统所有出口阀门打开，处于放空状态。

4.根据权利要求1所述的中试级有机岩长距离多级加热的超临界水氧制油制氢方法，其特征在于，所述的注水系统包括补水水箱、冷凝循环泵、前端补液泵、高压注入泵以及冷凝管路；冷凝循环泵出口端设置热电偶；冷凝循环泵与冷凝管路、补水水箱形成闭合连通的冷凝通道，防止预热釜的高温传递到高压注入部件。

5.根据权利要求4所述的中试级有机岩长距离多级加热的超临界水氧制油制氢方法，其特征在于，前端补液泵通过截止阀与高压注入泵相连，高压注入泵出口设置脉冲阻尼、溢流阀、安全阀、温压传感器、防爆阀；安全阀设定压力大于溢流阀设定压力；防爆阀出口与冷凝管路连接；高压水通过冷凝管路经高温高压截止阀进入预热釜内部。

6.根据权利要求5所述的中试级有机岩长距离多级加热的超临界水氧制油制氢方法，其特征在于，预热釜上设置有液位计，预热釜顶部设置有温压传感器；预热釜底部为预热釜加热腔，加热腔下端设置排污口，排污口连接有高温高压截止阀和高温减压阀。