[发明专利]一种油页岩炼油集成伴生煤气化制氢综合利用系统及工艺

说明书

技术领域

本发明属于能源与化工技术领域，具体涉及一种油页岩炼油集成伴生煤气化制氢综合利用系统及工艺。 

背景技术

随着我国社会和经济快速发展，对能源需求日益增加。为减少对进口石油的依赖，我国正积极实施多元化的能源战略以保障能源持续供应。油页岩是一种沉积岩，具有无机矿物质的骨架，并含有固体有机质，为低热值固体化石燃料。我国油页岩资源十分丰富，储量达7199亿吨，折合成干馏油品相当于476亿吨，远高于原油探明储量22亿吨。我国不仅油页岩储量丰富，而且埋藏较浅，均有利于油页岩资源的开发利用。大力发展油页岩炼油技术有利于缓解我国石油资源供需矛盾，为实现能源多元化提供切实可行的途径。 

目前国内对油页岩的利用技术主要是干馏炼油技术。通过地下开采或露天开采得到的油页岩，经破碎、筛分，在隔绝空气的条件下，加热到一定温度范围，发生一系列的物理化学反应，最终生成页岩油、煤气和半焦等。该技术很少对碎页岩和热值较高的半焦和灰渣等固体废物加以利用。这就造成了能源资源的大量浪费和经济效益较差等问题。例如，油页岩热解炼油或燃烧后形成大量灰渣(约占油页岩处理量的60-80％)就近堆积占用大量土地；经雨水长久浇淋，灰渣中存留的许多有害物质随雨水进入水系和土壤，引起其严重污染并直接影响生态环境；灰渣里含有的很多细尘，进入大气环境，造成PM污染，影响居民的身体健康。 

如何进一步的提高油页岩炼油过程经济性能，已成为油页岩加工行业的“瓶 颈”。目前油页岩干馏得到的页岩油主要用于锅炉燃料等低端初级燃料，含有较多不饱和烃类和硫、氮、氧等非烃类有机化合物，这些杂质极易造成油中胶质变多，降低油的稳定性，同时杂质燃烧也会产生大量有害气体污染环境。因此页岩油需要深加工除去杂质，如生成燃料油和其它化学品。对页岩油加氢处理是一项较成熟技术，含加氢提质的油页岩炼制过程日益受到重视。该过程的示意图如图1所示。但是该过程一次性投资大，所需设备费用及操作费用也很高，造成了国内页岩油深加工率非常低。除此之外，目前氢气市场价格偏高，如果采用外购氢气作为氢源，无疑会提高过程的生产成本，降低过程的经济效益。 

页岩矿常与煤矿伴生，且通常含大量廉价的褐煤，所以采用油页岩伴生的煤炭资源可以保证制氢原料煤来源充足。例如，在我国抚顺矿务局西露天矿目前年生产能力为油页岩700万吨，煤260万吨；东露天矿计划规模为年产油页岩1190万吨，煤80万吨。但传统煤制氢工艺流程，包括空分单元、煤气化单元、煤气净化单元、变换单元和变压吸附单元。存在诸多的主要问题，如气化产物为富碳气体，氢气含量较低；环境污染严重；对于水分含量高的煤，要进行预处理；气化体积庞大，系统复杂，投资费用过高的问题。 

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种油页岩炼油集成伴生煤气化制氢综合利用系统。 

本发明的另一目的在于提供一种油页岩炼油集成伴生煤气化制氢综合利用工艺。 

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 

一种油页岩炼油集成伴生煤气化制氢综合利用系统，所述系统包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、页岩油加氢提质单元和分离器，还包括燃烧炉、煤超临界水气化单元、换热器、氢气提纯单元和建材生产单元； 

所述油页岩干馏单元设有通入油页岩原料的入口，油页岩干馏单元的油气 混合物出口通过管道与页岩油气分离单元的油气混合物原料入口相连接；页岩油气分离单元的页岩油出口通过管道与页岩油加氢提质单元的页岩油原料入口相连接，页岩油气分离单元的循环煤气出口通过管道与油页岩干馏单元的热载体原料入口相连接；岩油加氢提质单元的粗油品出口通过管道与分离器的粗油品原料入口相连接； 

分离器的氢气出口分为两个通道，一个通道通过管道与页岩油加氢提质单元3的循环氢气入口连接，另一通道用于排放驰放气； 

油页岩干馏单元的碎屑页岩出口、以及页岩油气分离单元的剩余煤气出口分别通过管道与燃烧炉的燃料入口相连接，燃烧炉的页岩灰渣出口与油页岩干馏单元的灰渣出口混合后通过管道与建材生产单元的灰渣原料入口相连接，燃烧炉产生的燃烧热提供给煤超临界水气化单元；