[实用新型]一种超临界流体萃取页岩油的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种萃取页岩油的装置。

背景技术

目前，测试油页岩含油率通常使用铝甄分析方法，既在隔绝空气的条件下，将油页岩样品置于铝甄中，以规定的升温速度加热至520℃，并保持一定的时间。而工业上则主要采用气体热载体干馏技术，油质的提取率约为铝甄分析的65％～85％。然而，铝甄分析的方法并不能够彻底的从油页岩中提取出全部的油质成分，提取后的油页岩中仍然会有较多的油质残余，而普通的干馏方法耗时长，能量消耗大，提取效率更差，会造成资源的浪费和二次污染。

已有的超临界萃取油页岩的方法，使用超临界甲苯作为介质，萃取压力约为10MPa，油质的提取率大幅优于铝甄分析，但由于使用了致癌且昂贵的有机溶剂，因此应用受到了限制。

实用新型内容

本实用新型是要解决现有页岩油提取方法存在油质残余较多，能耗大，成本高，易于造成二次污染的问题，提供一种超临界流体萃取页岩油的装置。

本实用新型超临界流体萃取页岩油的装置包括控压釜加热套、控压釜、双椎环、控压釜上盖、第一螺栓、加热套上盖、注射泵接口、控压釜压力表、第一管道、第一阀门、加热套盖、分离管加热套、分离管盖、第二螺栓、滑块、分离管、套管、分离管压力表、第二阀门、第二管道、冷凝釜、冷凝器、节流喷口和冷凝管，控压釜外部设有控压釜加热套，控压釜上部通过第一螺栓固定连接有控压釜上盖，控压釜和控压釜上盖之间设有双椎环，控压釜加热套上部设有加热套上盖，注射泵接口与控压釜连通，控压釜上设有控压釜压力表，第一管道上设有第一阀门，控压釜通过第一管道与分离管连通，分离管内部设有套管，套管内部设有滑块，分离管开口处通过第二螺栓固定连接有分离管盖，分离管外部设有分离管加热套，分离管加热套开口处设有加热套盖，第二管道上设有第二阀门和分离管压力表，分离管通过第二管道与冷凝釜连通，冷凝釜下部外侧设有冷凝器，冷凝釜侧边开有节流喷口，节流喷口外部设置冷凝管。

本实用新型超临界流体萃取页岩油的装置的工作原理和过程为：将油页岩样品放置在分离管中，关闭第一阀门和第二阀门，用注射泵通过控压釜上的注射泵接口在控压釜中加入二氧化碳液体，升高控压釜的温度，使液态的二氧化碳转化为超临界流体，并且达到较高的压力。然后打开第一阀门，保持控压釜的温度高于分离管的温度，此时超临界二氧化碳向分离管富集，并且溶胀油页岩中的油质。然后关闭第一阀门，加热分离管，当分离管内的超临界二氧化碳达到较高的压力时(30～35MPa)，维持一段时间(大约5～15min)。调节冷凝釜的节流喷口至最大口径，然后再打开第二阀门，进行快速的卸压过程。在冷凝釜和节流喷口处可以收集到页岩油产物，由于分子量不同的分子在喷口处的隙流速度不同，冷凝釜中收集到的是重油，冷凝喷口处收集到的是气态小分子产物和轻质油。继续加热分离管和控压釜，待排空装置中的二氧化碳后，关闭两个阀门，分解实验装置，回收冷凝釜和冷凝管中的油质，并取出分离管中油页岩残渣。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

本实用新型将超临界流体萃取技术应用于页岩油的提取，可以有效地利用超临界流体易于渗透和传质的特点，使其充分的渗透到油页岩的内部。由于超临界流体能够与气体，包括页岩油的蒸汽，以任意比例混融，因此利用超临界流体萃取油页岩中的油质时能够降低分离过程中的能量消耗，提高分离的效率。同时，超临界流体独特的表面张力性质可以保证萃取的过程不受油页岩微细结构中毛细管力的影响，这使得油页岩微小空隙中的油质也能够通过超临界流体的传质作用而被提取出来。

本实用新型使用超临界萃取的方法能够最大幅度的减少油页岩废渣中残留的有机质，同时也便于油页岩废渣的回收再利用。

本实用新型使用无毒且价格低廉的超临界二氧化碳作为萃取介质，以升高萃取压力和加入少量共溶剂(四氢萘)的方法来提高超临界二氧化碳对油质的溶解能力，用于实验室分析和小规模的工业生产耗能较低，提取的效率高，可以近乎完全的利用油母，因而具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型超临界流体萃取页岩油的装置的结构示意图。

具体实施方式