[发明专利]一种油页岩矿石高压干馏工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及油页岩矿石干馏领域，特别涉及一种油页岩矿石高压干馏工艺及装置。

背景技术

我国是世界第二大能源消耗国，每年消耗约6亿吨原油，原油进口量的比例超过55%，已越过国际公认的50%的警戒线，而进口原油的比例还将持续增加，由于国际形势的复杂多变，长期严重依赖国外进口原油的局面将无法得到保证，未来的能源供应的不确定性将制约我国经济持续稳定发展，为此，减少能源消耗、提高发展质量、寻找开发新的替代能源是我国经济未来发展的重要方向。

我国的油页岩矿石储量十分丰富，已探明储量位居世界前列，从油页岩矿石中提取页岩油的前景十分广阔，对降低我国对外石油的依存度和保障我国经济安全具有重要的战略意义。

目前，国内从油页岩矿石中提取页岩油均采用低压竖炉工艺，该工艺的主要缺点是加热油页岩的循环气体在竖炉内分布不均，不能与油页岩矿石充分接触，加热气体与油页岩矿石间的传热受到限制，加热气体的热量不能有效的传递给油页岩矿石，单炉产能低，单炉每天最大处理油页岩矿石仅300吨。

现有的加热油页岩矿石竖炉为了实现入炉加热气流在炉内的均匀分布及流到炉子中心，通过炉内的砌筑通道来实现，导致炉内砌筑结构复杂，砌筑结构不稳定，并影响油页岩矿石的下行，从而影响干馏炉的使用寿命和产能。

发明内容

本发明的目的是提供一种油页岩矿石高压干馏工艺及装置，通过提高加热气体的压力以及加热气体和矿石间的换热效率，来大幅提高单炉产能及油页岩矿石的收油率的装置及工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种油页岩矿石高压干馏工艺，所述的干馏工艺具体步骤如下：

1）装料、加压及排压：确定排压阀处于开启状态，均压阀处于关闭状态，然后通过上料皮带机将油页岩矿石运输到料斗中，然后依次开启料罐上密封阀和料斗卸料阀，当料斗中的油页岩矿石卸入料罐中时，关闭料斗卸料阀、料罐上密封阀和排压阀，开启均压阀，均压气体进入料罐，当料罐中的均压气体压力与干馏炉炉顶气体压力相当时，依次开启料罐下密封阀和料罐卸料阀，料罐中的油页岩矿石经卸料管装入干馏炉，料罐中的油页岩矿石排空后，依次关闭料罐卸料阀、料罐下密封阀和均压阀，开启排压阀，料罐中的残留气体经排压消声器降噪后排放至大气中或经除尘处理后回收至循环气体中，然后开启料罐上密封阀和料斗卸料阀，开始下一次装料；

2）提供加热气体：来自加热炉的加热气体进入加热气体分配环管，在加热气体分配环管内均匀分布后由加热气体入口管和喷口进入干馏炉，加热气体温度为700～800℃，压力为0.1～0.6MPa，气流速度为60～150m/s，加热气体在喷口处形成气流回旋区；

3）预热：干馏炉上部为上小下大的圆锥体，此区域为预热段，油页岩矿石在此区域下降过程中被高温气流加热，温度逐渐升高，油页岩矿石随温度升高体积膨胀，在到达预热段底部时油页岩矿石温度升高至350～450℃，此时有部分干馏过程发生；

4）干馏：干馏炉中部为圆柱形结构，此区域为干馏段，油页岩矿石在此区域被继续加热，在到达干馏段底部时油页岩矿石温度升高至500～600℃，干馏过程基本完成，经过干馏后的油页岩矿石成为矿渣；

5）排气回收：干馏过程产生的干馏气随加热气体一起上升，在上升过程中将热量传递给下行的油页岩矿石，到达干馏炉上部离开油页岩时，排出干馏气的温度为100～150℃，从干馏炉顶部排出的干馏气经干馏炉排气管道进入油回收器，油回收器将干馏气中的页岩油回收，得到主要产品，除油后的干馏气进入气柜，干馏气再经加压和加热后的送回干馏炉作为矿石的加热气体使用；

6）冷却：干馏炉下部为上大下小的圆锥体，此区域为矿渣冷却段，为了回收矿渣的热量，冷却气依次通过冷却气体供气管道、冷却气环管和冷却气入口管进入干馏炉内，冷却气体温度低于30～60℃，冷却气在上升过程中将下降的矿渣冷却，矿渣到达下部排出口时温度低于100～150℃，冷却气在冷却矿渣的同时自身温度不断升高，到达干馏段下端时温度上升至300～350℃以上，与该处入炉的700～800℃加热气体汇合，混合后的气体温度控制在600～670℃，以保证干馏区具有足够的干馏热量，矿渣在此区域下降过程中被上升的冷却气冷却，温度逐渐降低，矿渣体积缩小；

7）排渣：当需要排渣时，依次开启排料管切断阀和干馏炉出口卸料阀，干馏炉底部的矿渣便通过排渣管排出。