[发明专利]油页岩干馏设备的控制方法

说明书

本发明涉及油页岩干馏设备的控制方法，更具体地说，是涉及下述干馏设备的控制方法，该设备装有转动炉篦、分别固定在转动炉篦上下的空气室，空气室与转动炉篦保持气密，以便防止气体从相应的空气室向外泄漏（为方便起见，上述设备在下文被称为转动炉篦干馏釜），该控制方法包括控制干馏加热气体的温度，控制干馏加热气体的流速和/或转动炉篦的水平移动速度。

在油页岩的干馏中，一般均采用称为圆炉篦或直炉篦的转动炉篦干馏釜，其基本操作之一是使气体基本上以直角流经载于转动炉篦上并与转动炉篦几乎一起水平移动的固体碎片油页岩层，从而加热或冷却该油页岩。该操作相似于在这种设备内熟知的铁矿石的焙烧和冷却方法。

在这种转动炉篦干馏釜内干馏油页岩的优点是在它的处理过程中，油页岩不被粉碎成粉末，因为如上所述受干馏的油页岩是载于转动炉篦上，油页岩本身可以固定床的形式移动。

如在本技术领域内众所周知的，当油页岩受干馏处理时，油页岩内产生许多裂缝并变脆。因此，稍加碰撞就能使它们碎成粉末。当油页岩在设备内受干馏处理时，例如碎片状油页岩在从容器顶部进料，并从容器底部排出这类设备中受干馏处理时，容器内便形成油页岩的移动床，气体再流经移动床（该设备在下文被称为“移动床设备”），在油页岩碎片床的移动过程中，由于油页岩碎片在相互接触中碰撞和摩擦，形成许多油页岩粉末。

倘若上述油页岩粉末的生成量很大，气体流过油页岩碎片床的阻力就增加，这不仅要求增加鼓风的动力，而且在气体流过油页岩碎片床时产生沟流。因而油页岩就不能继续进行充分的干馏。而且大量油页岩粉末与生成的干馏油相混，会使干馏油的质量大大降低。因为上述理由，采用只产生极少量油页岩粉末的转动炉篦干馏釜进行干馏的方法才被认为是优良的方法。

采用转动炉篦干馏釜干馏油页岩的常规方法已经提出，如美国专利号3    325    395，4    058    905和4    082    645。在美国商业部National    Technical    Information    Seruice编的Oil    Shale    Data    Book，pB80-125636中也介绍了圆形炉篦干馏釜干馏方法（下文称为“常规方法”）。

大家知道，油页岩的质量变化很大，这取决于矿石的部位，甚至在同一区域开采时取决于开采深度。也就是说，油页岩主要由油母质和矿物质组成，它们的含量和组成变化很大。

众所周知，当油页岩加热干馏时，在350-500℃温度下，油母质大部分分解成页岩油和气体。另一方面大家也知道，在90-400℃的较低温度下，矿物质中的天然小苏打、片钠铝石等矿物质会分解。其中的水含量一般也变化很大，如从3%至20%。

当质量有上述变化的油页岩物料，在转动炉篦干馏釜内进行连续干馏处理时，会遇到下列问题。上述油母质和矿物质的上述热分解均为吸热反应，干馏时均需要相当大的热量。例如，天然小苏打和片钠铝石的分解放热报导如下：

天然小苏打的分解：

相似地，在干馏时水也蒸发。它的蒸发需要大量的潜热。在转动炉篦干馏釜中，提高油页岩显热所需的热量及进行上述热分解所需的反应热均由通过油页岩碎片层的气体中获得。这种转动炉篦干馏釜已通过保持恒定的温度和气体流速，得到顺利的操作。

在上述干馏中，油母质和矿物质热分解和蒸发水所需的热量是根据受干馏处理的油页岩进料的质量而变化的。因此在干馏中，油页岩达到的最高温度会不同。因此，一个潜在的问题是该页岩的温度可能达不到油母质热分解的水平（约500℃），因而页岩油的产量可能会下降。

习惯上，转动炉篦干馏釜已在许多情况下用于处理质量变化不大的原料，尤其是从热学观点出发与油页岩比较，它已用于如焙烧和冷却铁矿石等原料。因此上述缺点尚未过多地暴露出来。因而它们已经在预设定的加热气体的温度和流速、转动炉篦的转动速度等恒定条件下操作。也就没有多少必要去特别注意操作中的连续控制问题。