[发明专利]热解反应系统和对油页岩进行热解的方法

说明书

技术领域

本发明涉及热解反应系统，以及利用热解反应系统对油页岩进行热解的方法。

背景技术

油页岩是一种具有片理结构的有机质沉积岩，为低热值固体化石燃料，又称为油母页岩。 油页岩含有两种有机质：一是油母质(或干酪根)，有机高分子聚合物质，不溶于普通有机溶 剂；另一种为沥青，可溶于有机溶剂，含量不超过油页岩总质量的1％。油页岩中的无机质 含量一般在50％以上，大部分为碳酸盐岩、石英等物质。在隔绝空气或氧气的情况下油页岩 被加热至约500℃(即进行干馏时)，油母质热解，从而得到页岩油、干馏气、固体含碳残渣 及少量的热解水。页岩油可进一步加工制取汽油、柴油和化学品，也可以作为燃料油使用。 油页岩可以用于锅炉燃烧产汽发电，燃烧之后剩余的页岩灰，还可用于制取水泥。

目前中国有10座页岩油厂，年产页岩油共约70x10⁴t。其中以抚顺中煤建设集团有限责 任公司(原名抚顺矿务局)的产量最高，年产35x10⁴t。龙口矿业集团建有40台改进的抚顺炉， 年产页岩油12万t，所产页岩油主要用作船用燃料油。汪清龙腾能源公司建设有40台抚顺 炉，年产页岩油5万吨。桦甸共有3个民营页岩油厂，年产页岩油5万吨。北票煤矿集团在 2011年时，建有44台抚顺炉。2013年新建了48台150t/d的抚顺炉并且已经投产。国内油 页岩热解工艺大部分为抚顺炉，抚顺干馏炉能加工贫矿油页岩，而且投资小、建造快，有其 独特的优点，但是抚顺干馏炉只能加工块状油页岩，导致了页岩利用率不高，且为气体热载 体加热，导致干馏气被稀释，热值偏低，较难利用等缺点，再者抚顺炉油收率较低。

由此，制备页岩油的系统有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提 出一种热解反应系统，该系统内的热解反应器采取蓄热式辐射管进行热解处理，能够实现油 页岩粉料的快速热解，并且油气产率高，反应系统结构简单，操作方便。同时，该热解反应 器内安装搅拌组件，使物料在反应器内分布均匀，更充分的热解，且能够使热解产生的油气 更快的释放出来。而且，在热解反应器的热解油气出口处设有抽气伞，热解产生的热解油气 能够迅速导出，有效地抑制了油气的二次裂解，提高页岩油收率。热解油气经横管冷凝器冷 凝后即可得到页岩油。

因而，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种热解反应系统。根据本发明的实施例， 该热解反应系统包括：热解反应器，所述热解反应器包括：物料入口、油气出口、半焦出口 和烟气出口，其中，所述半焦出口位于所述热解反应器底部；蓄热式辐射管，所述蓄热式辐 射管在所述热解反应器内部沿所述热解反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方 向上彼此平行的蓄热式辐射管；搅拌组件，所述搅拌组件包括：可旋转的搅拌轴，所述搅拌 轴由所述半焦出口伸入到所述热解反应器的内部；多个搅拌杆，所述搅拌杆沿所述搅拌轴 的长度分别连接在所述搅拌轴上，所述搅拌杆位于所述蓄热式辐射管的层间；抽气伞，所 述抽气伞布置在所述热解反应器内部、位于所述蓄热式辐射管顶层的上方，并与所述热解反 应器的侧壁上的油气出口相连通；横管冷凝器，所述横管冷凝器具有油气入口和热解油出口， 所述油气入口与所述油气出口相连。

根据本发明实施例的热解反应系统，该系统内的热解反应器采取蓄热式辐射管进行热解 处理，能够实现油页岩粉料的快速热解，并且油气产率高，反应系统结构简单，操作方便。 同时，该热解反应器内安装搅拌组件，使物料在反应器内分布均匀，更充分的热解，且能够 使热解产生的油气更快的释放出来。而且，在热解反应器的热解油气出口处设有抽气伞，热 解产生的热解油气能够迅速导出，有效地抑制了油气的二次裂解，提高页岩油收率。热解得 到的热解油气经横管冷凝器冷凝后即可得到页岩油。该系统的结构简单，热解效率和页岩油 收率高。

另外，根据本发明上述实施例的热解反应系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述搅拌组件可以利用电机驱动旋转。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：提升管干燥器，所述提升管干燥器具有烟气 入口、原料入口和干燥原料出口，所述干燥原料出口与所述物料入口相连，所述烟气入口与 所述烟气出口相连。

根据本发明的实施例，该系统进一步包括：热解旋风分离器，所述热解旋风分离器与所 述油气出口和所述油气入口相连。