[发明专利]多层滚筒式油页岩干馏工艺及干馏炉

说明书

技术领域

本发明是一种对油页岩进行干馏炼油的工艺和设备，在油页岩干馏行业属于以气体为热载体的干馏工艺和装置。

背景技术

目前国内外的油页岩干馏炉可分为两大类，一类以固体为热载体，一类以气体为热载体。以固体为热载体的干馏炉的特征是用固体介质作为油页岩干馏的热载体，干馏所需热量来源于和固体热载体的接触热传导，以气体为热载体的干馏炉的特征是用气体介质作为油页岩干馏的热载体，干馏所需热量主要来源于和气体热载体的对流换热和接触热传导。以固体为热载体的干馏炉典型的有澳大利亚的ATP炉(Alberea-Taciuk Processor)，爱沙尼亚的葛洛特(Caloter)炉，以气体为热载体的干馏炉典型的有巴西炉(Petrosix)、中国的抚顺炉、桦甸炉。以固体为热载体的干馏炉的优点是，炉型大、可以实现大规模工业化生产，资源利用率高，可以达到100％；缺点是设备庞大、结构复杂、操作繁琐，故障率高，运转率不高。例如，ATP炉和Caloter干馏炉均可以处理0-25mm的油页岩，ATP炉处理能力为6000t/d，Caloter炉处理能力为3000t/d。ATP炉的转炉长62.5m，直径8.2m，重量2500t。名义处理能力虽为6000t/d，但实际运行仅达到4400t/d，为设计的74％，而且经常停炉检修，开工率为50％左右，最长一次也只连续运行了96天。以气体为热载体的干馏炉的优点是，炉型结构简单、操作方便，故障率低，运转率高，可以连续稳定生产，缺点是资源利用率低，一般均低于80％，处理量小，例如，巴西炉(Petrosix)和抚顺炉、桦甸干馏炉均不能处理小颗粒油页岩，抚顺炉处理能力仅为100t/d，桦甸炉处理能力仅为300t/d。以气体为热载体的干馏炉之所以不能利用小颗粒油页岩、炉型较小，主要是是因为小颗粒油页岩容易造成堵炉、结焦，气体分布不均，使干馏炉工况不稳，甚至不能正常运行，因而以气体为热载体的干馏炉对小颗粒油页岩弃之不用，造成资源浪费，同时由于部分资源被废弃，造成生产成本升高和污染环境等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既具备气体热载体干馏炉结构简单、操作方便等优点、又具备固体热载体处理量较大、适合于大规模工业生产、油收率较高等优点，可以处理目前被当作废料抛弃而又十分珍贵的小颗粒油页岩资源的干馏炼油工艺和设备。解决油页岩开发利用中的重大难题，本发明的油页岩资源利用率为100％，油收率为90％以上。

本发明的技术关键是：一、利用多层滚筒输送油页岩，油页岩在滚筒中依靠机械力不停地翻滚，和气体热载体充分接触。不仅解决了传统固体热载体干馏装置结构庞大的问题，也解决了传统气体热载体干馏炉油页岩依靠自重下落，干馏不均匀和干馏时间不易调控的问题。二、采用气固相对流换热技术，气体热载体可以是烟气，也可以是瓦斯，传热效率高。在传统固体热载体干馏炉中，发生的是固相和固相之间的接触换热(热传导)，而在本发明中，油页岩和气体热载体之间发生的是气固相对流换热，干馏热量的获得速度快，效率高。三、在气固相对流换热中，又采用了高强度的紊流换热，换热强度大、换热均匀、充分。在传统气体热载体干馏炉中，虽然发生的是气相和固相之间的对流换热，但由于油页岩的运动速度很低，一般，速度低于0.5mm/s，几乎处于静止状态，所以发生的是层流状态下的热交换，虽然比热传导的强度要大，但还是较低。而在本发明中，油页岩处于不停的翻滚运动状态中，速度高于0.5m/s，是传统气体热载体干馏炉的1000倍，发生的是紊流状态下的热交换，不但换热强度大、而且油页岩和气体热载体之间的接触均匀、换热均匀、干馏充分。