[发明专利]油页岩的流化床干馏方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于油页岩干馏技术领域，涉及一种油页岩的流化床干馏方法和装置。

背景技术

随着石油资源的日益匮乏和高油价时代的到来，世界各国利用油页岩干馏技术生产页岩油，已经成为替代、补充石油资源的重要方案。油页岩又称为油母页岩，是一种含有有机物的沉积岩。油页岩中的有机物通常由两种物质构成：一种为沥青质，另一种为高分子聚合物(称之为油母)。油页岩中的无机物主要有石英、高岭土、黏土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。油页岩经加热干馏后，生成页岩油、干馏气和页岩半焦。页岩油可以直接作为燃料油，亦可进一步加工生产出汽油、柴油等车用燃料。油页岩的流化床干馏技术，具有干馏热强度高、干馏速度快、生成的页岩油品质好、收油率高等特征，参见中国专利CN101440293A、《煤化工》杂志2009年6月第3期“油页岩固体热载体流化干馏炼油工艺中试研究”(文献1)等文献的介绍。

CN101440293A和文献1所述的工艺，在烧炭器内烧炭所生成的高温热载体(循环热灰或高温页岩灰)有一部分经取热后排出干馏装置，另有一部分与油页岩原料混合、将其加热；干馏反应后生成页岩半焦和热载体混合而成的混合半焦，混合半焦在烧炭器内烧去焦炭生成高温热载体。使用高温热载体作为油页岩干馏热源，能耗较低。本发明所述高温热载体的组成，相当于CN101440293A所述烧炭器(即循环流化床燃烧室)生成的循环热灰或文献1所述烧炭器生成的高温页岩灰。上述干馏技术，都是将干馏反应后生成的大量高热值混合半焦全部送入一个烧炭器烧炭(即烧去焦炭)，使烧炭器承担的烧炭负荷较高，造成烧炭温度难以控制、烧炭器容易超温损坏。另外，CN101440293A和文献1所述的干馏技术，高温热载体都是与环境温度下的油页岩原料混合；由于油页岩原料的温度较低，所以用于加热油页岩原料的高温热载体的用量较大，降低了干馏装置油页岩原料的处理量。

发明内容

本发明的目的是提供一种油页岩的流化床干馏方法和装置，以解决现有的油页岩流化床干馏技术所存在的因使用一个烧炭器进行烧炭而使烧炭器承担的烧炭负荷较高、造成烧炭温度难以控制以及烧炭器容易超温损坏的问题，以及用于加热油页岩原料的高温热载体的用量较大而降低了干馏装置油页岩原料处理量的问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种油页岩的流化床干馏方法，其特征在于：该方法依次包括如下步骤：

A.粉碎后的油页岩原料经油页岩原料进料管进入垂直管段设于管式烧炭器内的油页岩原料预热管，在提升气体的作用下沿油页岩原料预热管上行，吸收在管式烧炭器下反应段内进行一段烧炭的混合半焦和烧炭生成烟气携带的热量，进行预热，预热后的油页岩原料进入混合管，同时，床层式烧炭器内的高温热载体经高温热载体输送管进入混合管，预热后的油页岩原料和高温热载体在混合管内混合后由混合管的出口进入床层式干馏反应器；

B.油页岩原料在床层式干馏反应器密相床内进行干馏反应，生成页岩油、干馏气和页岩半焦，床层式干馏反应器密相床内的页岩半焦和热载体相互混合形成混合半焦，干馏反应生成的油气经设于床层式干馏反应器内的旋风分离器分离出混合半焦后由床层式干馏反应器流出，床层式干馏反应器密相床内的混合半焦向下流动，进入设于床层式干馏反应器下方的汽提段，向汽提段内通入汽提水蒸汽，汽提出混合半焦夹带的油气，在汽提段内汽提后的混合半焦流动至汽提段的下部，经半焦输送管进入管式烧炭器进行一段烧炭；

C.进入管式烧炭器内的混合半焦首先在管式烧炭器下反应段与一次烧炭空气接触，沿管式烧炭器下反应段上行进行一段烧炭，之后，在管式烧炭器下反应段烧炭后的混合半焦进入管式烧炭器上反应段，与二次烧炭空气和剩余的一次烧炭空气接触，沿管式烧炭器上反应段上行继续进行一段烧炭；

D.一段烧炭后的混合半焦由管式烧炭器的出口进入床层式烧炭器，在床层式烧炭器密相床内与烧炭主风接触进行二段烧炭，烧去混合半焦上剩余的焦炭，生成高温热载体，一段烧炭和二段烧炭生成的烟气经设于床层式烧炭器内的旋风分离器分离出高温热载体后由床层式烧炭器排出，床层式烧炭器密相床内的高温热载体由床层式烧炭器流出，一部分经高温热载体输送管进入混合管内与预热后的油页岩原料混合，另一部分进行取热降温，取热降温后成为低温热载体，低温热载体的一部分返回床层式烧炭器密相床，另一部分排出干馏装置。