[发明专利]一种基于步进式炉的小颗粒油页岩低温干馏工艺

说明书

技术领域

本发明属于油页岩干馏技术领域，具体涉及一种基于步进式炉的小颗粒油页岩低温干馏工艺。

背景技术

目前对油页岩干馏采用的工艺分为固体热载体干馏法和气体热载体干馏法。但国内外大多数干馏工艺只能对直径为10mm以上的颗粒干馏，10mm以下的小颗粒由于颗粒小，物料间空间小，透气性不好，干馏所需热量温度不能均匀传给物料，容易造成堵炉、结焦，使干馏炉不能正常运行，因而对小颗粒油页岩弃之不用，资源浪费率达到20%以上。

国外油页岩干馏技术有几种，Petrosix干馏技术是巴西国家石油公司发展的油页岩干馏方法，采用垂直式干馏炉，页岩自上而下，循环气体自下而上，加工块径为6.4～76mm,无法处理小颗粒油页岩。爱沙尼亚开发的Kiviter技术，同样也只能处理块状物料。国内抚顺式干馏炉只能干馏12mm以上的油页岩。

在国外针对小颗粒油页岩干馏的典型的工艺有三种，一种是采用澳大利亚的ATP炉(Alberea-Taciuk Processor)，该装置为固体热载体回转式干馏炉，设备庞大、结构复杂、动力消耗大、运行不稳定，经常停炉检修，开工率仅为50%左右，最长一次也只连续运行了96天。一种是爱沙尼亚的葛洛特(Galoter)炉，可以处理0-25mm的油页岩，处理能力3000t/d，设备存在的问题是运转率不高，重油所占比例大，存在机械运转、油气除尘及烟气除尘等问题。第三种是由美国Tosco公司开发的Tosco-Ⅱ油页岩干馏技术，用来处理小颗粒油页岩，该系统采用瓷球为热载体，油回收率达90%，该设备存在的问题是：设备投资高，维修量大，热效率不高，油页岩半焦中的潜热（固定碳）没有利用。近两年国内研究的小颗粒干馏装置有两种，一种是大连理工大学的DG技术，是以固体为热载体，但尚未建成工业实验装置；第二种是上海博生公司研制的油页岩流化床干馏及脱碳工艺，粉状油页岩和高温气体热载体接触，流化干馏，但需将油页岩粉碎至0.3mm以下粒径，设备工艺复杂。

CN200810228892.公开了一种带振动床的干馏炉，油页岩在干馏炉中通过用振动床折返推进和气体热载体在多次混流工况下进行干馏。该装置采用热循环瓦斯与油页岩进行热交换，一部分热量在外部管道循环中散失，热量利用率低，且设备结构复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于步进式炉的小颗粒油页岩低温干馏工艺，干馏煤气可以作为燃气辐射管的燃料，节约了油页岩干馏的成本，使用蓄热式辐射管供热具有大幅度节能和大幅度降低烟气中Nox排放量的双重优越性。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于步进式炉的小颗粒油页岩低温干馏工艺，包括以下步骤：

第一步，将0～10mm的油页岩物料通过进料装置进入步进式炉；

第二步，油页岩物料随着步进式料床的推动，送入干燥段进行干燥，来自热辐射管燃烧系统的辐射热，将物料加热到180度～200度，完成油页岩料的干燥脱水，脱除的水蒸汽和热烟气，经过冷却净化器后排出；

第三步，经干燥后的油页岩物料进入干馏热解段，被来自热辐射管燃烧系统的辐射热，将物料加热到480度～500度，使油页岩物料热解，产生页岩油气、干馏煤气和半焦产品，半焦产品随着料床进入余热回收段；

第四步，干馏后得到的页岩油气和干馏煤气，经过脱硫洗涤塔进行净化、冷却塔冷却到50度以下、气液分离器和电捕焦油器的分离方法，得到页岩油和冷煤气；

第五步，冷煤气进入余热回收段，将干馏产物半焦中所带余热吸收后变成热煤气，通入热辐射管燃烧系统当作该系统的燃料；

第六步，经余热回收过的半焦产品变冷，随着料床进入出料仓，完成油页岩物料的干馏。

本发明所针对的炉型为步进式炉，整个干馏过程在密闭炉体内进行，步进式炉各工艺段之间采用密封装置隔开，避免各段间气体相互影响，确保各段间工作温度的稳定，利用蓄热式燃气辐射技术对物料进行加热，并控制炉内氧气含量，以此保证生产过程安全。

本发明采用了物料干燥与热解分离，保证干馏煤气浓度不受干燥段废烟气的影响，保证煤气浓度能够使热辐射管燃烧系统成功点火。

本发明采用热辐射管燃烧技术作为物料的加热方式，相比气体热载体的加热方式，能够更有效的控制炉内氧气的含量，安全性更高，产生的干馏煤气浓度也更高一些。

本发明经冷却后的干馏煤气进入余热回收段，回收高温半焦余热后成为热煤气送入热辐射管作为燃料使用，减少煤气提纯和储运环节。