專利名稱：從干餾爐爐氣中提取油汽的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，屬于從油頁巖中提取頁巖油氣的技術領域。
背景技術：
油頁巖的開發(fā)利用是當前的一個重要課題。為了從油頁巖中提取頁巖油和可燃氣，目前通常采用的方法是先通過干餾的方法獲得含頁巖油汽和可燃氣的爐氣，再將爐氣送入專門的分離裝置中，將頁巖油和可燃氣從爐氣中分離出來，再分別加以利用。現有技術的不足之處在于1.在進入分離裝置之前的爐氣中，頁巖油汽的濃度較高，容易產生頁巖油汽的冷凝掛壁問題。2.在分離出頁巖油的過程中，要將爐氣一并冷卻，因此，能耗較高；同時，由于處理量比較大，更是強化了能耗較高的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，是要提供一種從干餾爐爐氣中提取油汽的新方法，以克服現有技術的上述缺點。本發(fā)明要解決的主要技術問題在于在爐氣被送入油汽和可燃氣的分離裝置之前，特別是在干餾爐爐內，就降低爐氣中油汽的濃度，以避免產生爐氣在循環(huán)過程中的掛油問題，并降低爐氣的處理量和能耗；當干餾爐采用液封裝置時，本發(fā)明還要使其兼具液封和從干餾爐中提取油汽的雙重功能。本發(fā)明的基本構思是一種從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于在與干餾爐直接連通的部位設置油汽吸收槽；所述的吸收槽內盛裝著吸收液，該吸收液的溫度低于與之相連通的爐氣溫度，且其溫差> 200C ；收集由所述的吸收槽捕獲的油汽并加以利用。這里所說的“吸收液”，可以是水；也可以是能夠吸收頁巖油汽的化合物，且它能夠穩(wěn)定存在的溫度>設定的工作溫度，例如，該化合物是脂肪酸酯、25烷、30烷、40烷、浙青、 磷酸酯液壓液等；還可以下層是水，而上層是能夠吸收頁巖油汽的化合物，且該化合物能夠穩(wěn)定存在的溫度>設定的工作溫度。這里所說的“溫差> 20°C”是一個最小值，這一數值還可以在彡50°C、彡120°C、彡200°C、彡300°C、彡400°C甚至彡450°C的范圍內進行選取。隨著這一溫度差的增加，將有助于提高頁巖油汽的捕獲率。當干餾爐采用液封裝置時，令所述的吸收槽是該干餾爐的液封槽；該干餾爐的液封槽內盛裝的液封介質改換成所述的吸收液，便使本發(fā)明得到一個既簡單、又經濟的解決方案。為了重點避免在輸送管路中出現掛油問題，還推薦采用將油汽吸收槽設置在接近干餾爐的爐氣的出口處，以降低輸送中的爐氣中的油汽的濃度。
為了經濟有效地獲取被捕獲的油汽，它是從所述的吸收液的上部收集油汽的富集產物。例如，當采用的吸收液是水時，由于頁巖油的比重較輕，可用采用溢流法進行收集；也可以采用從液封槽內側的上部進行抽??；等等。再例如，當采用的吸收液是能夠吸收頁巖油汽的化合物時，由于此時被捕獲的頁巖油汽溶于該化合物中，且溶解物的濃度在該化合物與爐氣的界面處較高，因此，仍然可以采用溢流法進行收集；也可以采用從液封槽內側的上部進行抽??；等等。需要特別指出的是，當采用能夠吸收頁巖油汽的化合物作為吸收液來捕捉油汽時，在分離該化合物和溶入該化合物的油汽時，最好采用負壓分餾的方法。因為在負壓下， 當油汽從該化合物中逸出時，該化合物的溫度必然隨之降低，提高了對該化合物的物理顯熱的利用量；同時，將經過分餾后的化合物重新注入吸收槽時，原本就希望其具有較低的溫度。這就意味著能夠獲得雙重的節(jié)能效果。即使與現有的專業(yè)化的油汽提取工藝相比，也具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。為了節(jié)能，建議在所述的吸收槽與爐氣相鄰的界面上敷設有絕熱層，以降低熱損失。為了進一步節(jié)能，當利用液封裝置的液封槽兼作油汽吸收槽時，還建議在所述的液封裝置的封閉用的插件上敷設有絕熱層，以便使分布在插件兩側的液體封閉介質具有較大的溫差，以降低熱損失。為了使吸收液的溫度可靠地保持在設定的范圍內，建議采用必要的冷卻措施，例如，可以在液封槽內布設冷卻管路，也可以采用集中冷卻的方式等，但是，推薦采用集中冷卻的方式。本發(fā)明的主要優(yōu)點在于1.由于本發(fā)明能夠從干餾爐內部吸收爐氣中的油汽成分，能夠降低爐氣的輸出量和處理量，既節(jié)能，又能夠降低初次投資。2.由于本發(fā)明能夠從干餾爐內部吸收爐氣中的油汽成分，提高了爐氣中以甲烷為主的干氣的分壓，保持爐氣具有較高的干度，在同等條件下，有利于提高干餾爐的產量、特別是油頁巖中所含的油汽的收得率，其結果，是運行成本的降低和資源的節(jié)約。3.當采用能夠吸收頁巖油汽的化合物作為吸收液來提取油汽時，在采用負壓分餾方法的條件下，即使與現有的專業(yè)化的油汽提取工藝相比，也具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢。4.由于本發(fā)明能夠保持爐氣較高的干度，可以最大限度地避免出現循環(huán)管道內油汽凝結的問題，即解決掛油的問題。5.由于將干餾產物由汽態(tài)轉化成了液態(tài)，簡化了它的處理過程，有利于降低生產成本。6.當本發(fā)明是利用液封裝置的液封槽作為油汽吸收槽時，它能夠有效地克服現有的液封技術應用到干餾爐中時，所產生的冷凝油難以處理的問題。


本發(fā)明有附圖6頁，共8幅。其中圖1、圖2、圖3、圖4是用于實施例1的。在這4幅圖中，圖2是圖1的A部放大圖，它們用作本發(fā)明的實施例1的直接示意圖；圖3、圖4則是用于對實施例1的補充說明的。圖6是圖5的A部放大圖，它們用作本發(fā)明的實施例2的示意圖。圖7所示的是一種從油頁巖中提取頁巖油氣的動篦式干餾爐的工藝布置圖；圖8 是圖7中A部的方大圖。圖7、圖8共同用于實施例3。
具體實施例方式本發(fā)明的具體實施方式
將結合實施例及附圖進行說明。實施例1，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。圖1所示的是一種從油頁巖中提取頁巖油氣的環(huán)形動篦式干餾爐的大致結構的布置示意圖。其中，1是該干餾爐的上罩。2是該干餾爐的動篦，且該動篦環(huán)繞中心線5轉動。3是布設在動篦2上的油頁巖。4是該干餾爐的下罩。載熱氣體或者說爐氣由進氣管道6進入，穿過頁巖油料層并由排氣管道7排出。它的密封任務由封閉罩殼8來完成。在本實施例中，設置了油汽吸收槽9和10，它們都是與干餾爐直接連通的，同時， 這些槽還可以作多點布置。由于它們的功能是相通的，僅就吸收槽9進行較詳細地說明。圖 2是圖1的A部放大圖，也就是對吸收槽9的放大圖。在圖2中，11是吸收槽本體。12是槽內盛裝的吸收液。13是收集管，并將收集物通過該管導出。14則是冷凝在吸收槽9內的輕質油。在本實施例中，油汽吸收槽9內盛裝的吸收液12是水，并將其溫度控制在< 65°C 的范圍內，這時，爐氣與該水的溫差顯然遠大于20°C。本實施例的工作過程是，當爐氣中的油汽遇到溫度較低的吸收液(水)時，便在其表面形成冷凝油；隨著冷凝量的增加，便通過收集管13溢出并加以利用。需要注意的是(1)為了保持吸收液的溫度在設定的范圍內，應采取冷卻措施，該措施包括在吸收槽內布設冷卻水管；采用循環(huán)加外部集中冷卻方式等。( 收集管13的出口端應采用密封措施，以阻斷空氣及含氧氣體進入爐內和防止爐氣的外泄。(3)當由收集管13排出的頁巖油存在凝固傾向時，可采取對該管的加熱及保溫措施。(4)由于水的蒸發(fā)損失不可避免，還應設置補水通道，只是圖中未示出而已。事實上，本實施例還可以采用不同形式的油汽吸收槽。例如，圖3所示的就是一種可以替換油汽吸收槽9的油汽吸收槽15。在該油汽吸收槽15內，盛裝的吸收液16是能夠吸收頁巖油汽的化合物，例如是30烷、40烷或者是浙青等。當新的吸收液從通道18不斷進入油汽吸收槽15時，已經溶入或者說吸收了較多油汽的位于上層的該吸收液17就不斷從收集管13溢出并被利用。除了需注意保持該吸收液的溫度、收集管13的密封性、防止出現凝固傾向的問題之外，還要注意在從所述的能夠吸收頁巖油汽的化合物提取頁巖油時，優(yōu)先采用減壓蒸餾的方法，以便節(jié)約能源。再例如，圖4所示的是另一種可以替換油汽吸收槽9的油汽吸收槽19。在該油汽吸收槽19內，盛裝的吸收液是一種雙介質吸收液。它的下層是水20，而上層是25烷或磷酸酯液壓液等，并用序號21表示。在圖4中，23是一個補水通道，它的進水量以能夠維持油汽吸收槽19內的水的液面穩(wěn)定在某一范圍內就可以了。
當新的吸收液21從通道M不斷進入油汽吸收槽19時，已經溶入或者說吸收了較多油汽的位于上層的該吸收液22就不斷從收集管13溢出并被利用。在圖4所示的情況下， 需注意的有關問題包括當采用的上層吸收液的密度高于水的密度時，為了防止其不下沉， 可以在水中溶入腐蝕性較小的鹽或者其他溶質，以提高其密度，保證分層狀態(tài)的穩(wěn)定性。其它需注意的問題，請參見上面的說明，就不在此重復說明了。實施例2，如圖5、圖6所示。圖5所示的也是一種從油頁巖中提取頁巖油氣的環(huán)形動篦式干餾爐的大致結構的布置示意圖，除了它的密封裝置采用了液封裝置之外，其余與圖1的情形大致相同。其中，1是該干餾爐的上罩。2是該干餾爐的動篦，且該動篦環(huán)繞中心線5轉動。3是布設在動篦2上的油頁巖。4是該干餾爐的下罩。載熱氣體或者說爐氣由進氣管道6進入，穿過頁巖油料層并由排氣管道7排出，它的密封任務是由液封裝置來完成。在本環(huán)形動篦式干餾爐中，共使用了 4組液封裝置。A部所示的，是其中的1組，并在圖6中將它放大；在本實施例中，僅就這一組進行說明，其余可由讀者自行解讀，就不再在此贅述了。列舉本實施例的目的之一在于展示所述的油汽吸收槽25是該干餾爐的液封槽， 且該干餾爐的液封槽內盛裝的是所述的吸收液。在本實施例中，油汽吸收槽25兼有液封裝置的雙重功能。為了防止吸收液或者說是密封介質的溫度過高、降低冷卻能耗，還加裝了絕熱層沈。在本實施例中，當油汽吸收槽25用作捕獲爐氣中的頁巖油汽時，只是在結構和/ 或尺寸處理時，應當進行適應性調整，其詳細結構與方法可以從實施例1中得到解讀；當油汽吸收槽25用于液封時，可以從現有技術中得到解讀；因此，就不多加贅述了。實施例3，如圖7、圖8所示。圖7所示的是一種從油頁巖中提取頁巖油氣的動篦式干餾爐的工藝布置圖；圖8 是圖7中A部的方大圖。圖7、圖8共同用于本實施例。列舉本實施例的目的在于要展示所述的油汽吸收槽27設置在盡量接近干餾爐的爐氣的出口處的情形。從圖7、圖8中還可以看出，爐氣在輸出的過程中存在一個掠過吸收液表面的過程，這時，可以使爐氣中的部分油汽被捕獲，從而降低了爐氣中油汽的濃度， 以減少或避免爐氣在輸送過程中產生掛油問題。至于油汽吸收槽27的其他細節(jié)，請參看關于油汽吸收槽9、15和19的有關描述，也不在此重復了。另外需要注意的是上述實施例都是本發(fā)明的個案，它們的作用之一是對本發(fā)明起解釋的作用，而不應理解為對本發(fā)明做出的任何限制。
權利要求
1. 一種從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于 1.1在與干餾爐直接連通的部位設置油汽吸收槽；1. 2所述的吸收槽內盛裝著吸收液，該吸收液的溫度低于與之相連通的爐氣溫度，且其溫差彡20 0C ；1.3收集由所述的吸收槽捕獲的油汽并加以利用。
2.如權利要求1所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于2.1所述的吸收槽是該干餾爐的液封槽。
3.如權利要求1所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于3.1所述的油汽吸收槽設置在接近干餾爐的爐氣的出口處。
4.如權利要求1、2或3所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于4.1它是從所述的吸收液的上部收集油汽的富集產物。
5.如權利要求1、2或3所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于 5.1它采用的吸收液是水。
6.如權利要求4所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于 6.1它采用的吸收液是水。
7.如權利要求1、2或3所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于7.1它采用的吸收液是能夠吸收頁巖油汽的化合物，且它能夠穩(wěn)定存在的溫度 > 設定的工作溫度。
8.如權利要求4所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于8.1它采用的吸收液是能夠吸收頁巖油汽的化合物，且它能夠穩(wěn)定存在的溫度 > 設定的工作溫度。
9.如權利要求1、2或3所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于9.1它采用的吸收液的下層是水，而上層是能夠吸收頁巖油汽的化合物，且該化合物能夠穩(wěn)定存在的溫度》設定的工作溫度。
10.如權利要求4所述的從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，其特征在于10. 1它采用的吸收液的下層是水，而上層是能夠吸收頁巖油汽的化合物，且該化合物能夠穩(wěn)定存在的溫度 > 設定的工作溫度。
全文摘要
一種從干餾爐爐氣中提取油汽的方法，屬于從油頁巖中提取頁巖油氣的技術領域。其特征在于在與干餾爐直接連通的部位設置油汽吸收槽；所述的吸收槽內盛裝著吸收液，該吸收液的溫度低于與之相連通的爐氣溫度，且其溫差≥20℃。本發(fā)明能夠從干餾爐內部吸收爐氣中的油汽成分，能夠降低爐氣的輸出量和處理量，既節(jié)能，又能夠降低初次投資；本發(fā)明還能夠提高了爐氣中以甲烷為主的干氣的分壓，保持爐氣具有較高的干度，在同等條件下，有利于提高干餾爐的產量、特別是油頁巖中所含的油汽的收得率，其結果，是運行成本的降低和資源的節(jié)約。因此，它特別適用于油頁巖的干餾爐。
文檔編號C10B53/06GK102191070SQ201010150628
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月16日
發(fā)明者姚朝勝, 衣忠德, 錢綱, 魏新民, 黃東生 申請人:山東省冶金設計院股份有限公司