[发明专利]从油页岩生成石油产品

说明书

背景

A.发明领域

本发明总的涉及从油页岩中提取有用的碳氢化合物作为石油产品。更具体地，本发明涉及直接从油页岩中获得精制的石油产品的系统和方法。

B.发明背景

油页岩的储备丰富，但是相对地未被开发。因此，这些储备代表着在当代社会使用的可燃液态碳氢化合物的前景来源。有用的碳氢化合物以所谓的油母质形式存在于油页岩中。油母质包围混杂在一起的、多样性的潜在有用的碳氢化合物，所述碳氢化合物的重量范围从非常轻并且极易挥发到非常重并且可以抵抗蒸馏。

从油页岩中提取有用的碳氢化合物的一种方法包括对油页岩施加热，以及最终蒸馏并且获得从油页岩释放的有用的碳氢化合物。这种处理被称作热解。现有的热解技术利用在物理和概念上都不佳地集成的工艺。这样的系统因而不能生成石油产品，也不能在充分的量上具有足够的质量来与市场上来自其他碳氢化合物源的石油产品有效地竞争。

发明内容

本发明提供克服了在从油页岩中提取有用的碳氢化合物的现有途径中的许多缺点的系统和方法。

因此，本发明的目的是能够从油页岩中有效地获得石油产品，由此，作为其他可燃碳氢化合物源的市场替代物，有效地进行竞争。

本发明内容部分总的描述本发明的某些特征和优点；但是，附加的特征、优点和实施方案在本文中被提出，或者根据本文的附图、说明书和权利要求书将是显然的。相应地，应该理解，本发明内容部分提出的特定的特征描述不限制本发明的范围。

附图简要说明

将参考附图中所描述的本发明的示例性实施方案，这些图是说明性的而不是限制性的。尽管这些实施方案的上下文总地描述了本发明，但是这些实施方案不打算将本发明的范围限于本实施方案所描述和介绍的特定特征。

图1是实施教导的系统和方法的总的图解描述。

图2A和2B合起来示出图1系统和方法的第一实施方案的详细图解描述。

图3是与在图2B的系统和方法所显示的窑式生产线种类的一个示例性实施方案关联的装置及相关方法的详细图解描述。

图4A和4B合起来示出图1系统和方法的第二实施方案的详细图解描述。

图5是与在图2B系统和方法所显示的窑式生产线种类的一个示例性实施方案关联的装置及相关方法的详细图解描述。

具体实施方式

在下面的说明中，出于解释本发明的目的，具体细节将被提出以供理解本发明。但是，本发明可以在不具有其中一些或所有这些细节时被实施。下面描述的本发明的实施方案可以与许多不同的系统和方法中的全部或部分相结合。以图解的形式描述了结构、材料和过程，由此来说明本发明示例性实施方案中的结构、材料和过程。这些结构、材料和过程不能被用作借口来模糊本发明的宽泛教导。附图中所描述的结构、材料和过程之间的关系不打算限于直接关系。相反，这些关系可以被修改、重定格式，或者以其他方式被中间要素改变。

当本说明书提到“一个(one)实施方案”或“(a)实施方案”时意图的用意是，被讨论的实施方案中所描述的相关的特定特征、结构、特点或功能被包括在本发明的至少一个预期实施方案中。因此，短语“在一个实施方案中”在本说明书的不同地方出现不构成本发明的单一实施方案的多次引用。

本发明的方法和系统集中于将石油产品作为关键输出，而不是集中于利用潜在输出任何部分(例如，为现场或其他地方产生用以消耗的电力)。为此，本发明的一个方面是通过最小化被处理的油页岩中潜在有用的碳氢化合物的BTU含量的任何消耗来优化工艺输出的数量和质量；甚至获取其中的热来驱动热解。在一些发明实施方案中，根本没有使用被处理的油页岩中潜在有用的碳氢化合物的任何BTU含量。

在热源中采用燃料而不是被处理的油页岩颗粒对生成的油蒸气的值有积极效果，油页岩颗粒的全部BTU含量被保存在那些提取的油蒸气中。当来自油页岩颗粒的油蒸气被用来驱动热解时，被消耗的是轻质碳氢化合物。由于最小化本发明系统对油页岩的BTU含量的依赖，油页岩颗粒的轻质碳氢化合物被保存下来，导致输出甚至表现为轻质原油的形式的油蒸气，所述轻质原油仅需常规提质加工就转化成可使用的高级石油。

发明的系统最佳地在邻近矿或其他油页岩源的位置被设置和利用。所述油页岩在破碎机中被处理成直径约0.375英寸的油页岩颗粒。这些油页岩颗粒被送进系统的窑中。在那里，水分(H₂O)首先被除去。以油蒸气的形式的有用碳氢化合物通过热解被提取，热解发生在单级或接连的级(stage)中。可选择地，扫掠气被用来抑制在热解环境中生成的油蒸气的燃烧，也被用来从中去除所述油蒸气。用过的油页岩颗粒被运输或存储，可能运输或存储到油页岩源自的所述矿中。