[发明专利]一种将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统及工艺

说明书

技术领域

本发明属于油页岩资源利用技术领域，涉及一种将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统及工艺。

背景技术

油页岩也称为“固体石油”，是一种储量巨大的非常规油气资源，在400～600℃的干馏装置内受热即可获得性质类似天然石油的页岩油，在世界原油供应紧张的年代一直作为非常重要的石油补充能源。目前，世界上已探明页岩油储量4000多亿吨（按油页岩原位储量折算），远高于世界原油探明可采储量，并且这一数字将随着油页岩资源进一步勘探、开发的加大而加大；我国为油页岩资源储量大国，根据2004～2006年全国性油页岩资源评价工作结果，我国油页岩资源为7199.37亿吨，折算成页岩油的储量为476.44亿吨。

鉴于油页岩资源储量巨大，为缓解当前石油供应紧张的局势，油页岩炼油工业日益复兴，很多国家和单位在长期研发工作基础上，开发出各种各样的干馏工艺，已用于工业生产的代表性干馏技术有爱沙尼亚Kiviter和Galoter干馏技术、澳大利亚ATP干馏技术、巴西Petrosix干馏技术以及我国抚顺式炉干馏技术等。这些干馏技术经多年发展已日益完善，然而在实际运行过程中依旧暴露出一些问题无法得到彻底解决，如Kiviter和抚顺式炉干馏技术产生的固体废弃物油页岩半焦未得到有效处理和利用、水资源浪费严重和抗市场竞争能力，ATP干馏技术热损失大，Galoter技术结构复杂等。鉴于上述问题，中国、爱沙尼亚、美国和约旦等国越来越多的油页岩工作者们建议油页岩工业更适宜走“炼油—发电—化工和建材”的全面综合利用技术路线，以实现油页岩资源高效、清洁利用，经济与环境并重。

发明专利CN200810013088.5公开了瓦斯全循环油页岩分级干馏工艺及装置，采用瓦斯与半焦混合燃烧为油页岩干馏炉供热，但该工艺中热半焦需要先经过水冷，造成了能源的浪费和水资源的污染，而且经水浸的半焦热值较低，很难燃烧。公开专利CN201210189395.5提出气固组合式载热油页岩流化床干馏系统，但该系统半焦与页岩灰的传输相对困难。发明专利CN201110443734.3提出油页岩回转窑干馏与循环流化床燃烧工艺，采用页岩灰作为油页岩干馏炉热载体，但页岩灰过多会对油页岩干馏产物产生很强的吸附作用，导致页岩油产率降低。上述专利均采用燃烧方式利用固体废弃物油页岩半焦，有关半焦气化利用的专利技术未见公开报道。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，进而实现固体废弃物的能源化利用和油页岩资源综合利用，减少环境污染。

为实现上述目的，本发明提供了一种将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统：包括干馏炉1、油页岩料仓2、储油罐3、油气分离器4、储气罐5、瓦斯加热器6，气化燃料仓7、可燃气罐8、气化炉10和输送装置11；其中，干馏炉1用于干馏经油页岩料仓2送入的油页岩，并连接至油气分离器4，油气分离器4与储气罐5和储油罐3相连接；气化炉10通过输送装置11与干馏炉1下端口连接，用于使干馏炉1的干馏产物半焦和经气化燃料仓7送入的粉状油页岩发生气化反应，气化炉10还与可燃气罐8连接；瓦斯加热器6与干馏炉1、储气罐5和可燃气罐8连接，瓦斯加热器6用于加热由储气罐5引入到瓦斯加热器6的瓦斯和用于燃烧由可燃气罐8送入到瓦斯加热器6的可燃气。

因油页岩干馏产生的半焦内部仍含有一定的能量，本发明引入气化炉10对其进行利用，半焦在气化炉10内气化产生的可燃气，一部分可燃气为油页岩干馏炉的热载体提供热量，剩余可燃气回收储存以备他用，因而实现了固体废弃物半焦的能源化利用和油页岩资源综合利用，减少了环境污染。

进一步地，本发明将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统还包括换热器9，该换热器9与气化炉10的下端相连接。气化炉10产生的高温固体残渣排入换热器9，冷水从入口12进入，经换热器9加热成热水或水蒸气，从出口13流出，实现了热源的合理利用，减少了热源的浪费。

本发明还提供了一种将油页岩干馏和半焦气化综合利用的工艺，该工艺使用前述的将油页岩干馏和半焦气化综合利用的系统，包括以下步骤：

a.破碎、干燥油页岩，得到颗粒油页岩和粉状油页岩，将颗粒油页岩存于油页岩料仓2，将粉状油页岩存于气化燃料仓7；

b.步骤a中的颗粒油页岩下行进入干馏炉1，进行干馏，产生半焦、页岩油和瓦斯；瓦斯和页岩油经油气分离器4分离后，瓦斯存储于储气罐5，页岩油存储于储油罐3；储气罐5中的部分瓦斯被引入到瓦斯加热器6加热后作为热载体输送至干馏炉1；