熱解油頁巖的系統和方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化工領域，具體而言，本發明涉及一種熱解油頁巖的系統和方法。
【背景技術】
[0002] 世界油頁巖資源豐富，共計37個國家的探明油頁巖儲量總和換算成頁巖油約4000 多億噸，遠比世界探明原油儲量大，也比世界原油資源大。我國的油頁巖探明儲量換算成頁 巖油約400多億噸。當前，對于中國等一些國家而言，生產的原油不能滿足本國的需求，而必 須依靠大量的進口原油。這不僅牽扯到國民經濟發展，還關系到國家能源安全問題。面對緊 缺的石油資源，大力頁巖油工業應加以規劃并落實。
[0003] 油頁巖干餾爐可分為塊狀頁巖干餾爐（油頁巖粒度一般在8mm或者10mm以上）、顆 粒和粉末油頁巖干餾爐。目前塊狀油頁巖干餾爐有中國的撫順爐、神木的三江方爐、愛莎尼 亞的基維特(Kiviter)爐、巴西的佩特羅瑟克斯(Petrosix)爐。顆粒油頁巖干餾爐有愛莎尼 亞的葛洛特(Galoter)爐和澳大利亞的ATP爐。中國頁巖油產量每年在不斷增長，但國內的 干餾爐型只能用來熱解塊狀頁巖并且裝置的油收率較低，造成小顆粒頁巖無法充分利用， 油頁巖利用率不高，且由于以氣體為熱載體，干餾氣被沖稀，冷凝回收系統龐大，氣體熱值 低，難以進一步綜合利用。而國外成熟的顆粒油頁巖干餾技術多為固體熱載體直接加熱原 料，存在工藝復雜操作環節太多，制造成本高昂等缺點。此外，國內外油頁巖干餾技術均未 設有快速導出油氣的工藝，存在油氣二次裂解的問題，油頁巖熱解過程中，若干餾爐內局部 溫度過高，則一次熱解產物容易發生二次裂解，導致頁巖油收率偏低。
[0004] 因此，現有的油頁巖熱解技術有待進一步改善。

【發明內容】

[0005] 本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的 一個目的在于提出一種熱解油頁巖的系統和方法，該系統可以有效抑制油氣二次裂解，提 高頁巖油收率，并且可以提高系統的熱效率并簡化了系統工藝。
[0006] 在本發明的一個方面，本發明提出了一種熱解油頁巖的系統。根據本發明的實施 例，該系統包括:移動床熱解反應器和分餾塔，
[0007] 其中，所述移動床熱解反應器包括：
[0008] 油頁巖入口、熱解油氣出口和半焦出口；
[0009] 所述油頁巖入口位于所述反應器的頂部；
[0010] 所述熱解油氣出口位于所述反應器的頂壁和/或側壁上，并且所述熱解油氣出口 與所述分餾塔相連；
[0011] 所述半焦出口位于所述反應器的底部；
[0012] 蓄熱式輻射管，所述蓄熱式輻射管在所述移動床熱解反應器的內部沿著所述反應 器的高度方向多層布置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管；以及
[0013] 油氣導出管道，所述油氣導出管道與所述熱解油氣出口連通，并且所述油氣導出 管道的管壁上設置有通孔。
[0014] 由此，根據本發明實施例的熱解油頁巖的系統可以有效抑制油氣二次裂解，提高 頁巖油收率，并且通過采用蓄熱式輻射管加熱技術，提高了系統的熱效率并簡化了系統工 〇
[0015] 在本發明的一些實施例中，所述油氣導出管道沿所述反應器的高度方向多層布 置，每層具有多根在水平方向上彼此平行的油氣導出管道。由此，可以顯著提高反應器中的 油氣導出效率。
[0016] 在本發明的一些實施例中，所述油氣導出管道與所述蓄熱式輻射管平行布置，且 所述蓄熱式輻射管各自的左右兩側對稱設置有兩根油氣導出管道。由此，可以進一步提高 反應器中的油氣導出效率。
[0017] 在本發明的一些實施例中，所述油氣導出管道與鄰近的所述蓄熱式輻射管的管壁 之間距離為所述油氣導出管道管徑d的1/2-3倍。由此，可以進一步提高反應器中的油氣導 出效率。
[0018] 在本發明的一些實施例中，所述油氣導出管道的管壁上設置有多個通孔。由此，可 以進一步提高反應器中的油氣導出效率。
[0019] 在本發明的一些實施例中，所述通孔在所述油氣導出管道的長度方向上均勻分 布。由此，可以進一步提高反應器中的油氣導出效率。
[0020] 在本發明的一些實施例中，所述蓄熱式輻射管的兩側管壁上分別設置有擋板，所 述擋板位于所述油氣導出管道的上方，且覆蓋所述油氣導出管道的全部豎向投影。由此，不 僅可以有效防止油氣導出管道的堵塞，而且可以將下落的油頁巖打散，從而提高油頁巖熱 解效率。
[0021] 在本發明的一些實施例中，所述擋板從所述蓄熱式輻射管的管壁的豎直切面的相 切線為起點，呈一定角度向下延伸至所述油氣導出管道的豎直切面。
[0022]在本發明的一些實施例中，所述角度為40-90度，不含90度。
[0023] 在本發明的一些實施例中，同一層所述油氣導出管道連通至同一個所述熱解油氣 出口。
[0024] 在本發明的一些實施例中，相鄰兩層或更多層的油氣導出管道連接至同一個熱解 油氣出口。
[0025] 在本發明的一些實施例中，所述油氣導出管道通過集氣管與所述熱解油氣出口連 通。
[0026] 在本發明的一些實施例中，同一層所述油氣導出管道通過同一根所述集氣管連通 至同一個所述熱解油氣出口。
[0027] 在本發明的一些實施例中，相鄰兩層或更多層的油氣導出管道通過兩根或更多根 所述集氣管連通至同一個所述熱解油氣出口，并且所述油氣導出管的層數與所述集氣管的 根數相同。
[0028] 在本發明的一些實施例中，在水平方向上彼此平行的蓄熱式輻射管均勻分布。
[0029] 在本發明的一些實施例中，沿所述反應器的高度方向布置的蓄熱式輻射管彼此平 行并且錯開布置。
[0030] 在本發明的一些實施例中，所述熱解油頁巖的系統進一步包括:螺旋送料機，所述 螺旋送料機具有送料入口和送料出口，所述送料入口與所述半焦出口相連;氣化爐，所述氣 化爐具有半焦進口和燃料氣出口，所述物料進口與所述送料出口相連，所述燃料氣出口與 所述蓄熱式輻射管的燃氣入口相連。由此，通過將系統內部得到的熱解產物半焦進行氣化， 并將氣化得到的燃料氣供給至蓄熱式輻射管作為燃料使用，可以顯著降低對外部補給燃料 的依賴。
[0031] 在本發明的一些實施例中，所述熱解油頁巖的系統進一步包括:油頁巖料斗，所述 油頁巖料斗具有油頁巖出口；氣流干燥器，所述氣流干燥器具有煙氣入口和混合物料出口， 所述煙氣入口與所述蓄熱式輻射管上的煙氣出口相連，所述油頁巖進料口與所述油頁巖出 口相連;干燥旋風分離器，所述干燥旋風分離器具有混合物料入口、尾氣出口和固體物料出 口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連;熱解料斗，所述熱解料斗具有待熱解物料 入口和待熱解物料出口，所述待熱解物料入口與所述固體物料出口相連；以及螺旋進料機， 所述螺旋進料機具有進料口和出料口，所述進料口與所述待熱解物料出口相連，所述出料 口與所述油頁巖入口相連。由此，使得油頁巖入爐時水分小，耗熱少，從而可以進一步提高 油頁巖的熱解效率。
[0032] 在本發明的一些實施例中，所述熱解油頁巖的系統進一步包括:尾氣引風機，所述 尾氣引風機具有煙氣進口和出煙口，所述煙氣進口與所述尾氣出口相連;尾氣凈化裝置，所 述尾氣凈化裝置具有進煙口和凈化氣出口，所述進煙口與所述出煙口相連；以及煙肉，所述 煙囪具有凈化氣入口，所述凈化氣入口與所述凈化氣出口相連。由此，可以顯著降低環境污 染。
[0033] 在本發明的一些實施例中，所述熱解油頁巖的系統進一步包括:熱解旋風分離器， 所述熱解旋風分離器具有油氣進口、固體顆粒出口和凈化油氣出口，所述油氣進口與所述 熱解油氣出口相連，所述固體顆粒出口與所述送料入口相連;過濾器，所述過濾器具有過濾 油氣入口和過濾后油氣出口，所述過濾油氣入口與所述凈化油氣出口相連，所述過濾后油 氣出口與所述分餾塔相連;第一燃氣引風機，所述第一燃氣風機具有第一燃氣入口和第一 燃氣出口，所述第一燃氣入口與所述分餾塔相連;燃氣罐，所述燃氣罐具有第一燃氣入口和 儲罐燃氣出口，所述第一燃氣入口與所述第一燃氣出口相連；以及第二燃氣引風機，所述第 二燃氣引風機具有第二燃氣入口和第二燃氣出口，所述第二燃氣入口與所述儲罐燃氣出口 相連，所述第二燃氣出口與所述蓄熱式輻射管的燃氣入口相連。由此，通過將分餾塔中分離 得到的可燃氣供給至蓄熱式輻射管作為燃料使用，可以進一步降低對外部補給燃料的依 賴。
[0034] 在本發明的一些實施例中，每層所述蓄熱式輻射管包括多個平行并且均勻分布的 蓄熱式輻射管且每個所述蓄熱式輻射管與相鄰上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個蓄熱式 輻射管平行。由此，油頁巖進入反應器可以通過輻射管進行均布，保障了油頁巖在反應器的 均勻加熱，從而進一步提高油頁巖的熱解效率。
[0035]在本發明的一些實施例中，所述反應器本體的高度為3~20m，所述蓄熱式輻射管 的管徑為100~500mm，相鄰所述蓄熱式輻射管外壁間的水平距離為200~500mm，相鄰所述 蓄熱式輻射管外壁間的豎直距離為200~700mm。由此，可以保障油頁巖熱解停留時間，從而 進一步提尚油頁巖的熱解效率。
[0036]在本發明的另一個方面，本發明提出了一種熱解油頁巖的方法。根據本發明的實 施例，該方法是采用上述所述的