專利名稱：油頁巖綜合利用方法
油頁巖綜合利用方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于油頁巖加工利用領(lǐng)域，涉及一種油頁巖綜合利用方法。具體地說，本發(fā) 明將油頁巖干餾、干餾半焦預燒炭、預燒炭后半焦氣化、重質(zhì)油回煉、氣化產(chǎn)生的合成氣制 氫及油品加氫工藝進行有機組合，使原料不僅能最大限度地得到油品，油品加氫得到優(yōu)質(zhì) 清潔油品，還能通過氣化產(chǎn)生合成氣作為優(yōu)質(zhì)廉價的制氫原料為油品加氫提供氫源，氣化 并經(jīng)補充煅燒后冷卻獲得的頁巖灰產(chǎn)品作為優(yōu)質(zhì)的建材原料。本發(fā)明是一種能夠?qū)⒃献?大限度地轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并充分利用半焦資源以及富產(chǎn)能量的油頁巖綜合利用清潔生產(chǎn) 工藝。
背景技術(shù)：
油頁巖，又稱“油母頁巖”，是一種富含有機質(zhì)、具有微細層理、可以燃燒的細粒沉 積巖。油頁巖的主要成分是有機質(zhì)、礦物質(zhì)和水分。油頁巖中有機質(zhì)的絕大部分是不溶于 普通有機溶劑的成油物質(zhì)，俗稱“油母”。油頁巖中油母約占10% 50%。油母是由復雜的 高分子有機化合物組成，富含脂肪烴結(jié)構(gòu)，而較少含芳烴結(jié)構(gòu)。
油頁巖屬于“非常規(guī)油氣資源”，以資源豐富和開發(fā)利用的可行性而被列為21世 紀非常重要的接替能源，它和石油、天然氣、煤一樣都是不可再生的化石能源，在過去百余 年的開發(fā)利用中，人們對其資源狀況和主要性質(zhì)有了一定的了解，在開采及應(yīng)用方面積累 了不少經(jīng)驗，隨著新技術(shù)的不斷研發(fā)和投入使用，油頁巖必將在中國乃至世界的經(jīng)濟發(fā)展 中發(fā)揮更大的作用。
油頁巖的最大使用潛力是提煉頁巖油，在傳統(tǒng)石油供給不足時，頁巖油有望成為 石油的替代品；在那些缺少石油或石油資源量不足的國家，為了降低對外依存度，可用頁巖 油替代石油，以滿足本國能源的需要。
據(jù)不完全統(tǒng)計表明，全球油頁巖蘊藏資源量巨大，估計有10萬億噸，比煤資源量 的7萬億噸還多40%，主要分布于美國、扎伊爾、巴西、意大利、摩洛哥、約旦、澳大利亞、中 國和加拿大等國家。
油頁巖資源的利用將在未來的能源結(jié)構(gòu)中扮演重要的角色，目前油頁巖的加工還 未出現(xiàn)一種占主導地位的技術(shù)，一些現(xiàn)有文獻提及了油頁巖的加工技術(shù)。例如，中國專利申 請200710055611.6(發(fā)明名稱為一種油頁巖綜合利用工藝)提及了油頁巖干餾和瓦斯氣 發(fā)電。中國專利申請200310116687.7(發(fā)明名稱為油頁巖類物質(zhì)流化床干餾及脫碳工藝) 提及了油頁巖的干餾和燒炭，其主要內(nèi)容是油頁巖粉碎干燥后送入干餾反應(yīng)器脫油，脫油 后的頁巖粉在富氧條件下燒炭。上述技術(shù)中涉及到了油頁巖的干餾、燃燒和/或發(fā)電，但油 頁巖的綜合利用效率并不高。
因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)出一種能夠?qū)⒂晚搸r最大限度地轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的綜 合利用清潔生產(chǎn)工藝。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種新的油頁巖綜合利用方法，通過油頁巖干餾制油、干餾半焦預 燒炭充分利用能源、預燒炭后半焦氣化生產(chǎn)合成氣、重質(zhì)油回煉提高輕油收率、合成氣制氫 及油品加氫生產(chǎn)清潔油品的有機結(jié)合，將油頁巖最大限度地轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
一方面，本發(fā)明提供了一種油頁巖綜合利用方法，該方法包括以下步驟
(A)將原料經(jīng)破碎設(shè)備破碎后形成粉料，送入干燥器進行干燥，其中，原料破碎后 的粒徑為1 3000 μ m，所述干燥器的操作條件為壓力(表壓)為0 0.5MPa，溫度為 100 300 °C ；
(B)將干燥后的原料粉料送入原料加料罐，經(jīng)加料機后與來自預燒炭器的預燒炭 后半焦混合一起至干餾反應(yīng)器中進行反應(yīng)，其中，所述干餾反應(yīng)器的操作條件為壓力(表 壓)為0 1. OMPa，溫度為380 760°C ；
(C)將干餾反應(yīng)產(chǎn)物送入沉降器后分離出油氣和干餾半焦，油氣經(jīng)過沉降器氣固 分離后進入分餾塔，干餾半焦從沉降器下部至預燒炭器，其中，所述沉降器的操作條件為 壓力(表壓)為0 1. OMPa，溫度為3δ0 75OO ；
將從沉降器上部出來的油氣送入分餾塔分離成氣體、輕質(zhì)油、中質(zhì)油和重質(zhì)油；
將從沉降器下部出來的干餾半焦送至預燒炭器燒炭，部分預燒炭后半焦返回干餾 反應(yīng)器供熱，其余預燒炭后半焦進入氣化器，其中，所述預燒炭器操作條件為壓力(表壓) 為0 1. OMPa，溫度為560 900°C，過剩氧濃度為0 5體積％ ；
(D)將送入氣化器的預燒炭后半焦與蒸汽和/或含氧氣體進行氣化反應(yīng)生成合成 氣，其中，所述氣化器的操作條件為壓力(表壓)為0 1. OMPa,溫度為600 1150°C，過 剩水濃度為0 35體積％ ；以及
(E)將氣化后半焦一部分返回預燒炭器中，其余排至補充燒炭器煅燒后回收利用， 所述補充燒炭器的操作條件為壓力(表壓)為0 1.010^，溫度為600 13501。
在一個優(yōu)選的實施方式中，將步驟(C)中分餾塔分餾出的重質(zhì)油返回所述步驟 (B)中干餾反應(yīng)器回煉。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，將步驟(C)中分餾塔分餾出的輕、中質(zhì)油至油品加 氫裝置加氫獲得石腦油和燃料油產(chǎn)品，部分合成氣去制氫裝置制取氫氣滿足油品加氫裝置 的需要。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，在所述步驟(A)中，干燥時間較佳為10 400秒， 最佳為100 200秒；在所述步驟⑶中，干餾反應(yīng)時間較佳為1 150秒，最佳為3 30 秒；在所述步驟(C)中，預燒炭時間較佳為5 100分鐘，最佳為20 60分鐘；在所述步驟 ⑶中，氣化時間較佳為2 80分鐘，最佳為20 50分鐘。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，在所述步驟(A)中，在油頁巖原料中摻入煤；在所述 步驟(B)中，所述干餾反應(yīng)器中注入油。在油頁巖原料中摻入煤和在所述干餾反應(yīng)器中注 入油兩者是同時進行的，或擇一進行的；當只在油頁巖原料中摻入煤時，煤的摻入比例為 0 95重量％，以油頁巖和煤的總重量計；當只在所述干餾反應(yīng)器中注入油時，油的注入比 例為0 90重量％，以油頁巖和油的總重量計；當摻煤和注油同時進行時，煤和油的比例 0 95重量％，以油頁巖、煤和油的總重量計。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，摻入的煤的熱值大于8000kJ/kg較佳，大于12000kJ/kg最佳；注入油的相對密度(d42°)大于0. 85較佳，大于0. 92最佳。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，在所述步驟(A)中，進入干燥器中的粉料采用蒸汽 間接供熱干燥和干燥氣直接流化干燥相結(jié)合來進行干燥。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，在所述步驟(B)中，所述干餾反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置帶分 流、折流功能的返混結(jié)構(gòu)。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，在所述步驟(C)中，分餾塔塔底采用重質(zhì)油脫固器 脫除重質(zhì)油中的固體顆粒。
在另一個優(yōu)選的實施方式中，在所述步驟(C)中，當預燒炭后半焦中的炭含量低 時，氣化器停用，進入氣化器的預燒炭后半焦直接進入補充燒炭器中燒炭后經(jīng)冷卻作為產(chǎn) 品；當氣化器停用時，制氫原料采用干氣、天然氣或其它原料。
另一方面，本發(fā)明提供了一種用于油頁巖綜合利用(尤其是上述油頁巖綜合利用 方法)的裝置，該裝置包括
用于破碎原料以形成粉料的破碎設(shè)備，與所述破碎設(shè)備連接的、用于干燥所述粉 料的干燥器；
用于裝載干燥后的原料粉料的加料罐，與所述加料罐連接的、用于加料的加料機， 與所述加料機連接的、用于干餾的干餾反應(yīng)器；
與所述干餾反應(yīng)器連接的、用于裝載干餾反應(yīng)產(chǎn)物的沉降器，與所述沉降器連接 的、用于分餾的分餾塔和用于燒炭的預燒炭器；
用于進行氣化反應(yīng)的氣化器；以及
與所述氣化器連接的、用于補充燒炭的補充燒炭器。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的油頁巖綜合利用成套工藝流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的發(fā)明人在經(jīng)過了廣泛而深入的研究之后發(fā)現(xiàn)，通過將油頁巖干餾制油、 干餾半焦預燒炭充分利用能源、預燒炭后半焦氣化生產(chǎn)合成氣、重質(zhì)油回煉提高輕油收率、 合成氣制氫及油品加氫生產(chǎn)清潔油品的有機結(jié)合，使原料不僅能最大限度地得到油品，油 品加氫得到優(yōu)質(zhì)清潔油品，還能通過氣化產(chǎn)生合成氣作為優(yōu)質(zhì)廉價的制氫原料為油品加氫 提供氫源，氣化并經(jīng)補充煅燒后冷卻的半焦作為頁巖灰產(chǎn)品回收利用?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā) 明得以完成。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種油頁巖的綜合利用成套工藝，其包括以下步驟 油頁巖經(jīng)破碎設(shè)備破碎、干燥器干燥后進入原料加料罐，再經(jīng)加料機后與預燒炭器來的高 溫預燒炭后半焦混合，并由提升干氣送入干餾反應(yīng)器反應(yīng)；干餾反應(yīng)產(chǎn)物進入沉降器分離， 油氣進分餾塔分餾出的輕、中質(zhì)油至油品加氫精制后得到優(yōu)質(zhì)油品，分餾出的重質(zhì)油返回 干餾反應(yīng)器回煉；干餾半焦經(jīng)汽提后送至預燒炭器燒炭；預燒炭后半焦一部分返回干餾反 應(yīng)器提供反應(yīng)用熱，其余進入氣化器，在水蒸汽和/或含氧氣體的條件下氣化生成合成氣， 合成氣經(jīng)制氫裝置后獲得油品加氫裝置所需的氫氣，多余合成氣作為產(chǎn)品；氣化并經(jīng)補充 煅燒后冷卻的半焦作為頁巖灰產(chǎn)品回收利用；預燒炭器、氣化器和補充燒炭器頂部排出的高溫煙氣經(jīng)廢熱回收設(shè)施產(chǎn)生蒸汽在滿足自用后，直接外輸或發(fā)電外輸。
較佳地，本發(fā)明的油頁巖綜合利用成套工藝包括以下步驟
(A)將原料經(jīng)破碎設(shè)備破碎后形成粉料，送入干燥器進行干燥，原料破碎后的粒 徑為1 3000 μ m，所述干燥器的操作條件為壓力(表壓)為0 0. 5MPa，溫度為100 300°C。采用干燥器脫除原料粉料中的水分，將減少后續(xù)加工過程中污水的排放和后續(xù)加工 的操作和運行成本；
(B)將干燥后的原料粉料送入原料加料罐，經(jīng)加料機后與來自預燒炭器的預燒炭 后半焦混合一起至干餾反應(yīng)器中進行反應(yīng)，所述干餾反應(yīng)器的操作條件為壓力(表壓)為 0 1. OMPa)，溫度為380 760°C。干餾反應(yīng)所需熱量由來自預燒炭器的高溫半焦提供，通 過高溫半焦和冷原料之間的傳熱，在干餾反應(yīng)器中實現(xiàn)一個比較均勻的反應(yīng)溫度，使干餾 反應(yīng)達到最高的輕油產(chǎn)率；
(C)將干餾反應(yīng)產(chǎn)物送入沉降器后分離出油氣和干餾半焦，油氣經(jīng)過沉降器氣固 分離后進入分餾塔，干餾半焦從沉降器下部至預燒炭器，所述沉降器的操作條件為壓力 (表壓)為0 1. OMPa,溫度為350 750°C。沉降器的目的是實現(xiàn)油氣和固體半焦的分離， 在油氣上升過程中，設(shè)置氣固分離器對油氣中的固體顆粒進行強制分離大大減少了油氣中 的固體含量，有利于后續(xù)分餾塔的長期穩(wěn)定運行。在固體半焦下降過程中，可注入少量蒸汽 汽提脫除固體半焦中夾帶的大部分油氣；
將從沉降器上部出來的油氣送入分餾塔分離成氣體、輕質(zhì)油、中質(zhì)油和重質(zhì)油；
將從沉降器下部出來的干餾半焦送至預燒炭器燒炭，部分預燒炭后半焦返回干餾 反應(yīng)器供熱，其余預燒炭后半焦進入氣化器，所述預燒炭器操作條件為壓力(表壓)為 0 1. OMPa，溫度為560 900°C，過剩氧濃度為0 5體積％。預燒炭器一方面通過預燒 炭后半焦為干餾反應(yīng)器提供熱量，另一方面也是對半焦進入氣化器進行氣化反應(yīng)前的預處 理，半焦通過在預燒炭器的燃燒，降低了進入氣化器中半焦的硫、氮等雜質(zhì)含量，使氣化器 中生產(chǎn)的合成氣將更清潔；
(D)將送入氣化器的預燒炭后半焦與蒸汽和/或含氧氣體進行氣化反應(yīng)生成合成 氣，所述氣化器的操作條件為壓力(表壓)為0 1. OMPa，溫度為600 1150°C，過剩水 濃度為0 35體積％。氣化反應(yīng)是半焦中的碳與蒸汽和/或含氧氣體的反應(yīng)，蒸汽來自 預燒炭器、氣化器和補充燒炭器廢熱回收設(shè)施所產(chǎn)蒸汽，含氧氣體可以是空氣，也可以是純 氧，氧氣純度越高，合成氣雜質(zhì)含量越低，合成氣熱值越高；
(E)將氣化后半焦一部分返回預燒炭器中，其余排至補充燒炭器煅燒后回收利用， 所述補充燒炭器的操作條件為壓力(表壓)為0 1.010^(6)，溫度為600 13501。補 充燒炭器主要目的是控制煅燒溫度，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的頁巖灰建材原料。頁巖灰在作為水泥熟料、 陶粒、高強度磚等建材產(chǎn)品的原料時，生產(chǎn)不同的建材產(chǎn)品，對煅燒的溫度要求不同，通過 補充燒炭器控制煅燒溫度，就可生產(chǎn)與后續(xù)加工匹配的優(yōu)質(zhì)原料；
在所述步驟(C)中，分餾塔分餾出的重質(zhì)油返回干餾反應(yīng)器回煉，將輕、中質(zhì)油至 油品加氫裝置加氫獲得石腦油和燃料油產(chǎn)品，在所述步驟(D)中，合成氣去制氫裝置制取 氫氣滿足油品加氫裝置的需要，多余合成氣作為產(chǎn)品。重質(zhì)油回煉可顯著提高輕質(zhì)油的產(chǎn) 率。對于這部分重質(zhì)油，如作為產(chǎn)品用途不大，因此，返回干餾反應(yīng)器進一步裂解生成輕質(zhì) 油品，一方面解決了重質(zhì)油的用途問題，另一方面又提高了輕質(zhì)油產(chǎn)品，達到一舉兩得的效果；
在所述步驟(A)中，在油頁巖原料中摻入煤；在所述步驟(B)中，所述干餾反應(yīng)器 中注入油。所述在油頁巖原料中摻入煤和在所述干餾反應(yīng)器中注入油兩者是同時進行的， 或擇一進行的。當只在油頁巖原料中摻入煤時，煤的摻入比例為0 95重量％，以油頁巖 和煤的總重量計；當只在所述干餾反應(yīng)器中注入油時，油的注入比例為0 90重量％，以油 頁巖和油的總重量計；當摻煤和注油同時進行時，煤和油的比例0 95重量％，以油頁巖、 煤和油的總重量計。煤的摻入比例最高可達油頁巖和煤總重量的95重量％，油的注入比例 最高可達油頁巖和油總重量的90重量％，當煤的摻入比例和油的注入比例再高時，油頁巖 所占比例太少，無法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
在上述摻煤和注油中，摻入的煤的熱值大于8000kJ/kg較佳，大于12000kJ/kg最 佳，熱值越大，加工成本越低，富產(chǎn)能量越多。注入的油是碳氫化合物為主的油品，相對密度 (d420)大于0. 85較佳，大于0. 92最佳，包括石油蠟油、石油常壓渣油、石油減壓渣油、焦油、 廢機油、干水油、油砂油等，油品越差，加工的經(jīng)濟效益越好；
在所述步驟㈧中，干燥時間較佳為10 400秒，最佳為100 200秒；在所述步 驟⑶中，干餾反應(yīng)時間較佳為1 150秒，最佳為3 30秒；在所述步驟(C)中，預燒炭 時間較佳為5 100分鐘，最佳為20 60分鐘；在所述步驟(D)中，氣化時間較佳為2 80分鐘，最佳為20 50分鐘；
在所述步驟(C)中，分餾塔塔底采用重質(zhì)油脫固器脫除重質(zhì)油中的固體顆粒。經(jīng) 過氣固分離的油氣仍會夾帶少量固體粉料進入分餾塔，固體顆粒會積聚在重質(zhì)油中，采用 液固脫固器脫除重質(zhì)油中的固體顆粒，保證分餾塔的長期穩(wěn)定運行；
以下參看附圖。
如圖1所示，原料油頁巖1經(jīng)破碎設(shè)備3破碎成粉料4，當摻煤2時，煤2與油頁 巖1可以先混合再一起破碎，也可分開破碎后再混合；粉料4進入干燥器5進行脫水干燥， 干燥方式采用蒸汽7間接供熱干燥和干燥氣8直接流化干燥相結(jié)合；干燥過程產(chǎn)生廢氣6， 蒸汽7間接供熱干燥產(chǎn)生凝結(jié)水12 ；
干燥后的粉料9進入原料加料罐10，經(jīng)氮氣11充壓后，通過加料機13和提升氣31 將粉料14與來自預燒炭器37的高溫循環(huán)預燒炭后半焦38的混合物料送至干留反應(yīng)器15 中進行干餾反應(yīng)，同時，回煉重油22和油52注入干餾反應(yīng)器15中進行干餾反應(yīng)，干餾反應(yīng) 產(chǎn)物進入沉降器16進行氣固分離，下部排出經(jīng)蒸汽7汽提脫除所夾帶油氣的干餾半焦17， 油氣18經(jīng)過沉降器16分離出大部分固體粉粒后進入分餾塔19 ；
干餾油氣18進入分餾塔19下部，塔底重油經(jīng)過輸送泵20和脫固器21后，回煉重 油22返回干餾反應(yīng)器15，塔底循環(huán)重油23經(jīng)過換熱器M后，循環(huán)重油25返回分餾塔19， 其中部分重油可作為重油產(chǎn)品沈；
分餾塔頂油氣27經(jīng)過塔頂冷凝器28冷凝冷卻后進入回流罐四進行氣、油、水三 相分離；分離出的氣相經(jīng)過壓縮機30壓縮后循環(huán)氣體作為提升氣31，其余作為燃料氣32 ； 分離出的油相經(jīng)過塔頂回流泵33，部分為塔頂回流34，其余為輕質(zhì)油35半成品，分離出的 水相為污水50送污水處理設(shè)施；分餾塔19的中部側(cè)線抽出中質(zhì)油36和輕質(zhì)油35半成品 送至油品加氫裝置陽加氫精制后得石腦油產(chǎn)品56和燃料油產(chǎn)品57 ；
沉降器16底部排出干餾半焦17通過空氣39輸送至預燒炭器37與空氣39進行燒炭反應(yīng)，含氧氣體51對燒炭過程進行溫度調(diào)節(jié)；部分預燒炭后半焦38與原料14混合進 入干餾反應(yīng)器15，提供干餾反應(yīng)所需熱量，其余進入氣化器42 ；預燒炭器頂部產(chǎn)生的高溫 煙氣40經(jīng)廢熱回收設(shè)施58后根據(jù)需要進行脫硫處理后排放；
預燒炭后半焦41通過蒸汽7輸送至氣化器42進行氣化反應(yīng)，氣化器42同時通入 氣化反應(yīng)和流化所需的蒸汽7和含氧氣體51，氣化器頂部產(chǎn)出的合成氣44經(jīng)廢熱回收設(shè) 施58后送入制氫裝置53作為優(yōu)質(zhì)廉價的制氫原料，多余合成氣作為產(chǎn)品59，制氫產(chǎn)出的 氫氣M滿足加氫裝置55氫源需要；氣化后部分半焦43通過空氣39輸送返回預燒炭器37 循環(huán)使用，剩余氣化后半焦45排至補充燒炭器46煅燒以控制頁巖灰49中的含炭量和煅燒 溫度，煅燒后的半焦經(jīng)冷卻器48冷卻后作為頁巖灰產(chǎn)品49 ；補充燒炭器46頂部煙氣47經(jīng) 廢熱回收設(shè)施58后排放；
預燒炭器37、氣化器42和補充燒炭器46頂部排出的高溫煙氣經(jīng)廢熱回收設(shè)施58 產(chǎn)生蒸汽在滿足自用后外輸。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是
1、本發(fā)明實現(xiàn)了油頁巖快速干餾制油、干餾半焦預燒炭充分利用能源、半焦氣化 生產(chǎn)合成氣、重質(zhì)油回煉提高輕油收率、合成氣制氫及油品加氫生產(chǎn)清潔油品的有機結(jié)合。
2、本發(fā)明中預燒炭后半焦進入氣化器進行氣化反應(yīng)，可獲得清潔的合成氣作為優(yōu) 質(zhì)廉價的制氫原料為油品加氫提供氫源，油品經(jīng)加氫精制后可獲得清潔的輕質(zhì)油品，上述 發(fā)明不僅解決了油品加氫的氫氣來源問題，同時，所產(chǎn)氫氣的成本比常規(guī)制氫下降50% 80%。
3、本發(fā)明實現(xiàn)了能量的完全自給，低溫熱自身充分利用，富余的高品質(zhì)能量(蒸 汽或電)外輸。如用于干燥的蒸汽由廢熱回收設(shè)施產(chǎn)生，干燥氣引自補充燒炭器煙氣等。
4、本發(fā)明適用于油頁巖的綜合加工利用，對于油頁巖和煤的伴生礦區(qū)尤為適用， 可不需要對油頁巖和伴生煤進行分離而一起加工處理；而對于油頁巖產(chǎn)地還有劣質(zhì)油品 時，如廢機油、干水油等，本發(fā)明能將這些油品加工成優(yōu)質(zhì)油品，其經(jīng)濟效益顯著。
下面結(jié)合具體的實施例進一步闡述本發(fā)明。但是，應(yīng)該明白，這些實施例僅用于說 明本發(fā)明而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下列實施例中未注明具體條件的試驗方法，通常 按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。
實施例
本實施例為建設(shè)于某油頁巖礦區(qū)的60萬噸/年油頁巖綜合利用加工裝置，該油頁 巖礦區(qū)伴有褐煤，同時，當?shù)赜辛淤|(zhì)重油來源。綜合利用加工裝置以加工油頁巖為主，當有 褐煤和/或外來劣質(zhì)重油時，摻入褐煤和/或重油進行加工。
方案1 加工油頁巖
綜合利用加工裝置在無褐煤和外來重油時，加工來自礦區(qū)開采的油頁巖。
方案2 加工油頁巖和褐煤
當伴隨有褐煤采出時，油頁巖和褐煤一起加工，油頁巖和褐煤質(zhì)量組成為 90% 10%。
方案3 加工油頁巖和重油
當外購到外來重油時但無褐煤采出時，油頁巖和重油一起加工，油頁巖和重油質(zhì) 量組成為90% 10%。
方案4 加工油頁巖、褐煤和重油
當伴隨有褐煤采出同時外購到外來重油時，油頁巖、褐煤和外來重油一起加工，油 頁巖和褐煤質(zhì)量組成為80% 10% 10%。
原料性質(zhì)
油頁巖、褐煤和外來重油的主要性質(zhì)分別見表1、表2和表3。
表1油頁巖主要性質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種油頁巖綜合利用方法，該方法包括以下步驟(A)將原料經(jīng)破碎設(shè)備破碎后形成粉料，送入干燥器進行干燥，其中，原料破碎后的 粒徑為1 3000 μ m，所述干燥器的操作條件為壓力為0 0. 5MPa表壓，溫度為100 300 0C ；(B)將干燥后的原料粉料送入原料加料罐，經(jīng)加料機后與來自預燒炭器的預燒炭后半 焦混合一起至干餾反應(yīng)器中進行反應(yīng)，其中，所述干餾反應(yīng)器的操作條件為壓力為0 1. OMPa表壓，溫度為380 760°C ；(C)將干餾反應(yīng)產(chǎn)物送入沉降器后分離出油氣和干餾半焦，油氣經(jīng)過沉降器氣固分離 后進入分餾塔，干餾半焦從沉降器下部至預燒炭器，其中，所述沉降器的操作條件為壓力 為0 1. OMPa表壓，溫度為350 750°C ；將從沉降器上部出來的所述油氣送入分餾塔分離成氣體、輕質(zhì)油、中質(zhì)油和重質(zhì)油；將從沉降器下部出來的所述干餾半焦送至預燒炭器燒炭，部分預燒炭后半焦返回干餾 反應(yīng)器供熱，其余預燒炭后半焦進入氣化器，其中，所述預燒炭器操作條件為壓力為0 1. OMPa表壓，溫度為560 900°C，過剩氧濃度為0 5體積％ ；(D)將送入氣化器的預燒炭后半焦與蒸汽和/或含氧氣體進行氣化反應(yīng)生成合成氣， 其中，所述氣化器的操作條件為壓力為0 1. OMI^a表壓，溫度為600 1150°C，過剩水濃 度為0 ；35體積％ ；以及(E)將氣化后半焦一部分返回預燒炭器中，其余排至補充燒炭器煅燒后回收利用，所述 補充燒炭器的操作條件為壓力為0 1. OMPa表壓，溫度為600 1350°C。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括將步驟(C)中分餾塔分餾出 的重質(zhì)油返回所述步驟(B)中的干餾反應(yīng)器回煉。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括將步驟(C)中分餾塔分餾出 的輕質(zhì)油、中質(zhì)油至油品加氫裝置加氫獲得石腦油和燃料油產(chǎn)品，部分合成氣去制氫裝置 制取氫氣。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟(A)中，干燥時間為 10 400秒；在所述步驟⑶中，干餾反應(yīng)時間為1 150秒；在所述步驟(C)中，預燒炭 時間為5 100分鐘；在所述步驟(D)中，氣化時間為2 80分鐘。
5.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟(A)中，在油頁巖原 料中摻入煤；在所述步驟(B)中，在所述干餾反應(yīng)器中注入油，其中，在油頁巖原料中摻入 煤和在所述干餾反應(yīng)器中注入油兩者是同時進行的，或擇一進行的；當只在油頁巖原料中 摻入煤時，煤的摻入比例為0 95重量％，以油頁巖和煤的總重量計；當只在所述干餾反應(yīng) 器中注入油時，油的注入比例為0 90重量％，以油頁巖和油的總重量計；當摻煤和注油同 時進行時，煤和油的比例0 95重量％，以油頁巖、煤和油的總重量計。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，摻入的煤的熱值大于8000kJ/kg；注入的油 的相對密度大于0. 85。
7.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟(A)中，進入干燥器 中的粉料采用蒸汽間接供熱干燥和干燥氣直接流化干燥相結(jié)合來進行干燥。
8.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟(B)中，所述干餾反 應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置帶分流、折流功能的返混結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，在所述步驟(C)中，分餾塔塔底 采用重質(zhì)油脫固器脫除重質(zhì)油中的固體顆粒。
10.一種用于油頁巖綜合利用的裝置，其特征在于，它包括用于破碎原料以形成粉料的破碎設(shè)備C3)，與所述破碎設(shè)備連接的、用于干燥所述粉料 的干燥器(5)；用于裝載干燥后的原料粉料的加料罐(10)，與所述加料罐連接的、用于加料的加料機 (13)，與所述加料機連接的、用于干餾的干餾反應(yīng)器(15)；與所述干餾反應(yīng)器連接的、用于裝載干餾反應(yīng)產(chǎn)物的沉降器(16)，與所述沉降器連接 的、用于分餾的分餾塔(19)和用于燒炭的預燒炭器(37)； 用于進行氣化反應(yīng)的氣化器G2)；以及 與所述氣化器連接的、用于補充燒炭的補充燒炭器G6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及油頁巖綜合利用領(lǐng)域，提供了一種油頁巖綜合利用方法。具體地說，本發(fā)明將油頁巖干餾、干餾半焦預燒炭、預燒炭后半焦氣化、重質(zhì)油回煉、氣化產(chǎn)生的合成氣制氫及油品加氫工藝進行有機組合，使原料不僅能最大限度地得到油品，油品加氫得到優(yōu)質(zhì)清潔油品，還能通過氣化產(chǎn)生合成氣作為優(yōu)質(zhì)廉價的制氫原料為油品加氫提供氫源，氣化并經(jīng)補充煅燒后冷卻獲得的頁巖灰產(chǎn)品作為優(yōu)質(zhì)的建材原料。本發(fā)明是一種能夠?qū)⒃献畲笙薅鹊剞D(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并充分利用半焦資源以及富產(chǎn)能量的油頁巖綜合利用清潔生產(chǎn)工藝。
文檔編號C04B38/00GK102031153SQ20091019684
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者王重平, 袁萍, 陳兆然, 馬駿 申請人:惠生工程(中國)有限公司