專利名稱：油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油化工與環(huán)保領域，涉及一種油頁巖瓦斯塔段干餾系統(tǒng)頁巖油冷 凝回收方法，適用于油頁巖干餾工藝中對瓦斯塔出口洗滌冷卻水提高除泥除水效率并進 行頁巖油富集回收。具體地說，本發(fā)明提供了對油頁巖干餾系統(tǒng)中瓦斯塔段頁巖油冷凝 和凈化收集的方法及裝置。
背景技術：
油頁巖又稱油母頁巖，是一種含有機質的沉積巖，一般屬于高礦物質的腐泥 煤，為低熱值固體化石燃料，其色淺灰至深褐。它同石油一樣，是由生物的殘體混同泥 沙變成的，所以可以用來煉油。在隔絕空氣的條件下加熱分解，經低溫干餾可得頁巖 油、干餾氣和頁巖半焦。頁巖油類似于原油，可作為燃料油或進一步加工制成汽油、柴 油和下游石化產品。與常規(guī)石油資源相比，我國頁巖油可回收資源量相當于全國石油可 采資源量的56.5%，未來開發(fā)利用具有廣闊的前景，將成為常規(guī)油氣資源的重要補充。 油頁巖曾支持了我國在貧油時期的經濟建設，但其研究與開發(fā)也曾一度逐年萎縮。上世 紀90年代初，撫順礦業(yè)集團引進循環(huán)經濟理念，重新開始油頁巖的綜合利用和研發(fā)，其 中以油頁巖煉油最為重點。頁巖油提煉技術主要分地面干餾和原位(地下)干餾兩類。地面干餾技術較為 成熟，目前，全球的頁巖油工業(yè)生產幾乎均采用地面干餾技術。地面干餾技術是指將油 頁巖采出后，在地面用干餾設備對油頁巖進行熱解，使其生成頁巖油。干餾爐是地面干 餾的關鍵設備，通過干餾爐內熱載氣加熱油頁巖物料，從而分解出頁巖油氣，與循環(huán)瓦 斯熱載氣、伴生水汽等一起，夾帶一定量的頁巖粉塵和焦油出干餾爐。在撫順式油頁巖 干餾系統(tǒng)中，一般采用集合管、洗滌飽和塔、冷卻塔的組合系統(tǒng)進行干餾油氣的冷凝和 洗滌。在傳統(tǒng)的撫順式油頁巖干餾系統(tǒng)中，一般采用洗滌飽和塔對干餾混合氣進行第 二級分離。洗滌塔置于主風飽和塔之上，這樣做的好處是既對混合氣進行了二級洗滌， 又對主風進行了加溫、增濕。但是，經過飽和塔飽和后的主風溫度無法根據實際生產需 求進行調整，而且通過飽和塔的空氣難免帶走洗滌水中的一部分頁巖油和油泥進入主風 總管中，造成主風帶油泥從而導致管路堵塞的問題。雖然主風帶油泥可以通過倒置洗滌 飽和塔的方式完成，但是這么做的話，由于液封溢流水的沖力不夠，無法很好地完成洗 滌的任務。洗滌飽和塔為一體也不利于安全，遇到停電或瓦斯、空氣壓力突然增大的情 況，也會造成空氣上竄到洗滌塔中而發(fā)生暴躁事件。洗滌飽和塔的分離可以解決上述問 題。在最新的油頁巖工藝中，洗滌飽和塔分成瓦斯塔和空氣塔，并將洗滌部分置于 兩塔塔底。瓦斯塔承擔了正向混合氣和循環(huán)瓦斯氣的洗滌或冷卻，空氣塔承擔了正向混 合氣和主風的洗滌或冷卻。空氣塔中混合氣因為已經由前一級瓦斯塔脫除全部油泥且洗 滌部分在下的關系，避免了主風帶泥的問題。采用瓦斯塔和空氣塔雙級洗滌則很好地解決了空氣塔倒置引起的洗滌能力不足的問題。瓦斯塔的下半部分用來對混合氣進行第二 級的冷卻和洗滌。而其上半部分則對從冷卻塔返回的循環(huán)瓦斯進行新一級的洗滌，徹底 除去其中的焦油。上下部分的結合面設置水封，防止瓦斯氣和混合氣的互竄。循環(huán)水 經過塔頂下淋的過程中，以溢流方式通過液封，并先后對瓦斯氣和混合氣進行洗滌或冷 卻。這樣做更好地提高了頁巖油回收率和冷卻效果，避免了油污進入加熱爐后的結垢問 題。在目前的撫順式油頁巖干餾系統(tǒng)中，洗滌部分(包括瓦斯塔和空氣塔)的頁巖油 收率達到近60%，瓦斯塔部分更是占了其中的較多部分，但是這些油品只是經過洗滌池 的簡單洗滌和沉降來去除油泥，再通過隔油池來脫水，效率不高，而且由于許多細微的 頁巖粉塵或油泥無法清除干凈，非但影響了產品的品質，而且還對后續(xù)的管路有較強的 腐蝕作用，并且存在堵塞，清理不便的問題。因此，本領域迫切需要開發(fā)出一種能夠高效地對油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖 油進行回收的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種新的油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收方法及裝置， 通過在洗滌池底部設置適當的油泥分離設備和油水分離設備，對集合管段的油產品質量 的提高大有助益，對相關管路和設備也有很好的維護作用，從而克服了現有技術存在的 缺陷。一方面，本發(fā)明提供了一種油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收方法，該 方法包括循環(huán)水進入瓦斯塔淋洗并冷卻由循環(huán)瓦斯和干餾焦油氣組成的干餾混合氣，冷 凝產生的頁巖油隨夾帶著油泥的循環(huán)水從瓦斯塔出口作為干餾污水排出；以及對干餾污水進行除塵處理，以脫除干餾污水中的油泥，然后進行脫水處理，以 脫除其中的水分，最后進一步隔油脫水，以得到頁巖油產品。在一個優(yōu)選的實施方式中，經除塵處理后，干餾污水中的油泥含量低于0.001體 積％，以所述經除塵處理的干餾污水的體積計。在另一個優(yōu)選的實施方式中，經脫水處理后，頁巖油的回收量大于99.9%，產 品的含水量小于10%。另一方面，本發(fā)明提供了一種油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收裝置， 該裝置包括與瓦斯塔的底出水口連接的瓦斯塔除塵器，用于對干餾污水進行除塵處理，以 脫除干餾污水中的油泥，其中，所述干餾污水包括循環(huán)水進入瓦斯塔淋洗并冷卻由循環(huán) 瓦斯和干餾焦油氣組成的干餾混合氣而冷凝產生的頁巖油以及夾帶著油泥的循環(huán)水；與瓦斯塔除塵器的頂出水口連接的瓦斯塔脫水器，用于對干餾污水進行脫水處 理，以脫除其中的水分；與所述瓦斯塔脫水器的出水口連接的油水分離罐，用于對干餾污水進行進一步 隔油脫水，以得到頁巖油產品。在一個優(yōu)選的實施方式中，該裝置還包括位于瓦斯塔的底出水口與瓦斯塔除塵器之間的泵)，用于將瓦斯塔底出水口的干餾污水泵送入瓦斯塔除塵器。在另一個優(yōu)選的實施方式中，所述瓦斯塔除塵器與瓦斯塔串聯布置，所述瓦斯 塔除塵器選自旋流除塵器。在另一個優(yōu)選的實施方式中，所述瓦斯塔脫水器與瓦斯塔除塵器串聯布置，所 述瓦斯塔脫水器選自旋流脫水器。在另一個優(yōu)選的實施方式中，所述油水分離槽與瓦斯塔脫水器串聯布置，所述 油水分離槽選自隔油池。在另一個優(yōu)選的實施方式中，所述瓦斯塔除塵器以單級或多級串聯組合的方式 使用。在另一個優(yōu)選的實施方式中，所述瓦斯塔脫水器以單級或多級串聯組合的方式 使用。


圖1是根據本發(fā)明一個實施方式的油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收流 程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的發(fā)明人經過廣泛而深入的研究后發(fā)現，油頁巖干餾系統(tǒng)的焦油氣在出 集合管后進入后續(xù)的洗滌冷卻部分，該部分產油一般高達六成左右，因此對這一部分的 油產品的質量應相當重視；采用瓦斯塔和空氣塔代替原先的洗滌飽和塔，也就是在主風 增濕過程前，率先通過瓦斯塔把干餾氣中的油泥脫除掉，進行一定的洗滌和冷卻工作， 具有循環(huán)氣洗滌徹底，主風不帶油泥避免加熱爐結垢的優(yōu)點；這種工藝中由于瓦斯塔段 仍有部分頁巖粉塵或者油泥存在，仍然需要設置除泥裝置，避免油泥的污染問題，另外 通過設置二級脫水系統(tǒng)，共同保證了油產品的質量，還解決了水中雜質堵塞或腐蝕管道 和設備，降低了污水處理的難度和處理量?；谏鲜霭l(fā)現，本發(fā)明得以完成。本發(fā)明的技術構思如下1.在油頁巖干餾工藝的瓦斯塔部分冷卻和洗滌過程產生的油-泥_水混合物中含 有大量的頁巖粉塵與干餾油形成的油泥，通過設置瓦斯塔除塵器，可以很好地實現循環(huán) 水脫除油泥的目的；2.在瓦斯塔除塵器出口設置瓦斯塔脫水器和油水分離槽，對經過除泥處理的油 水混合物進行二級脫水處理，可以很好地保證油產品的質量。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油回收的方 法，該方法包括循環(huán)水進入瓦斯塔淋洗并冷卻由循環(huán)瓦斯和干餾焦油氣組成的干餾混合氣，冷 凝產生的頁巖油隨夾帶著油泥的循環(huán)水從瓦斯塔出口作為干餾污水排出；采用瓦斯塔除塵器脫除干餾污水中的油泥，隨后采用瓦斯塔脫水器脫除其中的 大部分水分，最后采用油水分離槽進行進一步隔油脫水，產生的頁巖油作為產品出裝置。在本發(fā)明中，在瓦斯塔底部設置瓦斯塔除塵器，除去對未經集合管徹底脫除的頁巖粉塵和焦油所形成的油泥，避免油泥污染管路，腐蝕設備。在本發(fā)明中，采用干餾污水分級脫水方法經過除泥凈化后的干餾污水進入瓦斯塔脫水器，脫除其中的大部分水分；含水頁巖油進入后續(xù)的油水分離槽，除去剩余水 分，產出合格頁巖油。在本發(fā)明中，瓦斯塔段出水經過瓦斯塔除塵器處理后的油品的油泥量低于 0.001%。在本發(fā)明中，瓦斯塔除塵器出水所含頁巖油經過瓦斯塔脫水器后回收的油量大 于99.9%，且脫水后油品的含水量小于10%。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油回收的 裝置，該裝置包括用于頁巖油回收除泥的瓦斯塔除塵器，設置于瓦斯塔底出水口 ；與所述瓦斯塔除塵器出水口相連的瓦斯塔脫水器，用于對瓦斯塔除塵器出水進 行一級脫水；與所述瓦斯塔脫水器出水口相連的油水分離罐，用于對瓦斯塔脫水器出口含水 原油進行二級脫水，并最終作為產品出裝置。在本發(fā)明中，所述瓦斯塔除塵器與瓦斯塔串聯布置，所述除塵器可選自旋流除 塵器或其它各類固液分離設備。在本發(fā)明中，所述瓦斯塔脫水器與瓦斯塔除塵器串聯布置，所述脫水器可選自 旋流脫水器或其它各類油水分離設備。在本發(fā)明中，所述脫水器或除塵器以單級或多級串聯組合的方式使用。本發(fā)明的方法和裝置還可以用于其它含油水混合物的分步分離過程。以下參看附圖。圖1是根據本發(fā)明一個實施方式的油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收流 程示意圖。如圖1所示，集合管出口干餾混合氣(來自干餾爐的油氣)進入瓦斯塔1下 部，被循環(huán)水淋洗冷卻；瓦斯塔內的循環(huán)瓦斯自冷卻塔來，并循環(huán)返回加熱爐；循環(huán)水 與塔內焦油氣和瓦斯氣載體接觸后，將其中的焦油氣冷卻凝結成干餾原油，同時洗去其 中的頁巖粉塵形成的油泥，該過程產生的油-水-泥三相混合物作為瓦斯塔段的干餾廢 水從出水口排出(部分油氣進入空氣塔)；干餾廢水用泵2打入瓦斯塔除塵器3，通過高 壓產生的強旋渦流場和離心力脫除其中的油泥，油泥由除塵器底部進入油泥處理部分； 從除塵器頂部出來的干餾廢水進入瓦斯塔脫水器4，通過高壓產生的強旋渦流場和離心力 脫除其中的水分；成為油占主體的含水頁巖油；含水頁巖油從脫水器頂部出口進入油水 分離槽5 (油污進入后續(xù)隔油處理)，進行最后工序的油提純，提純的油產品計量后出裝 置，循環(huán)水返回瓦斯塔作為洗滌水和冷卻水使用。本發(fā)明的方法和裝置的主要優(yōu)點在于本發(fā)明采用循環(huán)水對油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段的干餾混合氣進行了冷凝和洗滌 的處理，并采用液-液分離技術和固-液分離技術對冷卻洗滌水進行了凈化處理，從中提 取出頁巖油產品，同時避免了水中雜質堵塞或腐蝕管道和設備，降低了污水處理的難度 和處理量。本本發(fā)明方法工藝先進，設備投資成本較低，占地面積小，故障率低，反應 效果好，能耗低，能有效改進油頁巖干餾系統(tǒng)油-泥回收的工藝過程。
實施例下面結合具體的實施例進一步闡述本發(fā)明。但是，應該明白，這些實施例僅用 于說明本發(fā)明而不構成對本發(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。除非另有說明，所有的百分比 和份數按重量計。棚列ι 棚r、丨k麵蒲奸艦-俯·附躺趣工藝流稈該項目采用本發(fā)明的裝置，其工藝流程如圖1所示。常規(guī)工藝中洗滌部分油產量可達60%，本工藝中的洗滌部分由瓦斯塔和空氣塔 組成，瓦斯塔段干餾混合氣通過集合管段一級的冷卻洗滌過程，其頁巖粉塵含量大大降 低，但是，由于該段油產量較高，故對質量的影響依然應當十分重視，故直接采用瓦斯 塔除塵器去除油泥后，通入瓦斯塔脫水器和油水分離槽進行脫水凈化。集合管出口干餾混合氣進入瓦斯塔1下部，被循環(huán)水淋洗冷卻；循環(huán)水與塔內 焦油氣和瓦斯氣載體接觸后，將其中的焦油氣冷卻凝結成干餾原油，同時洗去其中的頁 巖粉塵形成的油泥，該過程產生的油-水-泥三相混合物作為瓦斯塔段的干餾廢水從出水 口排出；干餾廢水用泵2打入瓦斯塔除塵器3，所述除塵器選用旋流除泥器，通過高壓產 生的強旋渦流場和離心力脫除其中的油泥；干餾廢水進入瓦斯塔脫水器4，所述脫水器 選用旋流脫水器，通過高壓產生的強旋渦流場和離心力脫除其中的水分，得到油占主體 的含水頁巖油；含水頁巖油進入油水分離槽5，進行最后工序的油提純。經過上述除油除泥處理的干餾廢水基本具備了作為循環(huán)水的條件，通過循環(huán)泵 打入瓦斯塔作為洗滌水和冷卻水使用。技術效果在該工藝中，瓦斯塔段旋流器入口流量為503000kg/h，頂流口流量為 493000kg/h,底流口為10000kg/h，其中含泥量(指油巖灰)為95mg/L，含油量為 3187mg/L。經過瓦斯塔段的洗滌和分離，空氣塔出口即空氣塔分離器入口含泥量(指油 巖灰)為0，含油量為500mg/L;對于循環(huán)水，旋流除泥器的進口與水相出口之間的壓力 降O.lOMPa。當進水油泥含量不大于2000mg/L時，旋流除泥器的水相出口泥水濃度不大 于300mg/L ；規(guī)定頻次的分析值(不大于300mg/L)合格率沖0%且旋流除塵器的油泥相 流量不大于旋流除泥器進口流量的10%。旋流脫水器的進口與水相出口之間的壓力降為 0.15-0.25MPa。當旋流脫水器進水含油量不大于2000mg/L時，水相出口含油濃度不大 于200mg/L ；當進水含油量不大于1000mg/L時，水相出口含油濃度不大于150mg/L ； 規(guī)定頻次的分析值(不大于200mg/L或不大于150mg/L)合格率>95%。旋流脫水器的 油相流量約為旋流脫水器進口流量的5%，控制不大于10%。在本發(fā)明提及的所有文獻都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻被單 獨引用作為參考那樣。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內容之后，本領域技術 人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所 限定的范圍。
權利要求
1.一種油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收方法，該方法包括循環(huán)水進入瓦斯塔淋洗并冷卻由循環(huán)瓦斯和干餾焦油氣組成的干餾混合氣，冷凝產 生的頁巖油隨夾帶著油泥的循環(huán)水從瓦斯塔出口作為干餾污水排出；以及對干餾污水進行除塵處理，以脫除干餾污水中的油泥，然后進行脫水處理，以脫除 其中的水分，最后進一步隔油脫水，以得到頁巖油產品。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，經除塵處理后，干餾污水中的油泥含量低 于0.001體積％，以所述經除塵處理的干餾污水的體積計。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，經脫水處理后，頁巖油的回收量大于 99.9%,且產品的含水量小于10%。
4.一種油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收裝置，該裝置包括與瓦斯塔(1)的底出水口連接的瓦斯塔除塵器(3)，用于對干餾污水進行除塵處理， 以脫除干餾污水中的油泥，其中，所述干餾污水包括循環(huán)水進入瓦斯塔淋洗并冷卻由循 環(huán)瓦斯和干餾焦油氣組成的干餾混合氣而冷凝產生的頁巖油以及夾帶著油泥的循環(huán)水；與瓦斯塔除塵器(3)的頂出水口連接的瓦斯塔脫水器(4)，用于對干餾污水進行脫水 處理，以脫除其中的水分；與所述瓦斯塔脫水器(4)的出水口連接的油水分離罐(5)，用于對干餾污水進行進一 步隔油脫水，以得到頁巖油產品。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括位于瓦斯塔(1)的底出水口 與瓦斯塔除塵器(3)之間的泵(2)，用于將瓦斯塔底出水口的干餾污水泵送入瓦斯塔除塵 器(3) ο
6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述瓦斯塔除塵器(3)與瓦斯塔(1)串聯 布置，所述瓦斯塔除塵器(3)選自旋流除塵器。
7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述瓦斯塔脫水器(4)與瓦斯塔除塵器 (3)串聯布置，所述瓦斯塔脫水器(4)選自旋流脫水器。
8.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述油水分離槽(5)與瓦斯塔脫水器(4) 串聯布置，所述油水分離槽(5)選自隔油池。
9.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述瓦斯塔除塵器(3)以單級或多級串聯 組合的方式使用。
10.如權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述瓦斯塔脫水器(4)以單級或多級串 聯組合的方式使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收方法及裝置，提供了一種油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收方法，該方法包括循環(huán)水進入瓦斯塔淋洗并冷卻由循環(huán)瓦斯和干餾焦油氣組成的干餾混合氣，冷凝產生的頁巖油隨夾帶著油泥的循環(huán)水從瓦斯塔出口作為干餾污水排出；以及對干餾污水進行除塵處理，以脫除干餾污水中的油泥，然后進行脫水處理，以脫除其中的水分，最后進一步隔油脫水，以得到頁巖油產品。本發(fā)明還提供了一種油頁巖干餾系統(tǒng)瓦斯塔段頁巖油冷凝回收裝置。
文檔編號C10B53/06GK102010732SQ20101058438
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權日2010年12月13日
發(fā)明者呂文杰, 徐效梅, 李志明, 楊強, 汪華林, 沈其松, 王劍剛, 謝嘉 申請人:華東理工大學