热解油页岩的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及一种热解油页岩的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 世界油页岩资源丰富，共计37个国家的探明油页岩储量总和换算成页岩油约4000 多亿吨，远比世界探明原油储量大，也比世界原油资源大。我国的油页岩探明储量换算成页 岩油约400多亿吨。当前，对于中国等一些国家而言，生产的原油不能满足本国的需求，而必 须依靠大量的进口原油。这不仅牵扯到国民经济发展，还关系到国家能源安全问题。面对紧 缺的石油资源，大力页岩油工业应加以规划并落实。
[0003] 油页岩干馏炉可分为块状页岩干馏炉（油页岩粒度一般在8mm或者10mm以上）、颗 粒和粉末油页岩干馏炉。目前块状油页岩干馏炉有中国的抚顺炉、神木的三江方炉、爱莎尼 亚的基维特(Kiviter)炉、巴西的佩特罗瑟克斯(Petrosix)炉。颗粒油页岩干馏炉有爱莎尼 亚的葛洛特(Galoter)炉和澳大利亚的ATP炉。中国页岩油产量每年在不断增长，但国内的 干馏炉型只能用来热解块状页岩并且装置的油收率较低，造成小颗粒页岩无法充分利用， 油页岩利用率不高，且由于以气体为热载体，干馏气被冲稀，冷凝回收系统庞大，气体热值 低，难以进一步综合利用。而国外成熟的颗粒油页岩干馏技术多为固体热载体直接加热原 料，存在工艺复杂操作环节太多，制造成本高昂等缺点。此外，国内外油页岩干馏技术均未 设有快速导出油气的工艺，存在油气二次裂解的问题，油页岩热解过程中，若干馏炉内局部 温度过高，则一次热解产物容易发生二次裂解，导致页岩油收率偏低。
[0004] 因此，现有的油页岩热解技术有待进一步改善。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种热解油页岩的系统和方法，该系统可以有效抑制油气二次裂解，提 高页岩油收率，并且可以提高系统的热效率并简化了系统工艺。
[0006] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种热解油页岩的系统。根据本发明的实施 例，该系统包括:移动床热解反应器和分馏塔，
[0007] 其中，所述移动床热解反应器包括：
[0008] 油页岩入口、热解油气出口和半焦出口；
[0009] 所述油页岩入口位于所述反应器的顶部；
[0010] 所述热解油气出口位于所述反应器的顶壁和/或侧壁上，并且所述热解油气出口 与所述分馏塔相连；
[0011] 所述半焦出口位于所述反应器的底部；
[0012] 蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述移动床热解反应器的内部沿着所述反应 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；以及
[0013] 油气导出管道，所述油气导出管道与所述热解油气出口连通，并且所述油气导出 管道的管壁上设置有通孔。
[0014] 由此，根据本发明实施例的热解油页岩的系统可以有效抑制油气二次裂解，提高 页岩油收率，并且通过采用蓄热式辐射管加热技术，提高了系统的热效率并简化了系统工 〇
[0015] 在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道沿所述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油气导出管道。由此，可以显著提高反应器中的 油气导出效率。
[0016] 在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且 所述蓄热式辐射管各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。由此，可以进一步提高 反应器中的油气导出效率。
[0017] 在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁 之间距离为所述油气导出管道管径d的1/2-3倍。由此，可以进一步提高反应器中的油气导 出效率。
[0018] 在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔。由此，可 以进一步提高反应器中的油气导出效率。
[0019] 在本发明的一些实施例中，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分 布。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。
[0020] 在本发明的一些实施例中，所述蓄热式辐射管的两侧管壁上分别设置有挡板，所 述挡板位于所述油气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道的全部竖向投影。由此，不 仅可以有效防止油气导出管道的堵塞，而且可以将下落的油页岩打散，从而提高油页岩热 解效率。
[0021] 在本发明的一些实施例中，所述挡板从所述蓄热式辐射管的管壁的竖直切面的相 切线为起点，呈一定角度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面。
[0022]在本发明的一些实施例中，所述角度为40-90度，不含90度。
[0023] 在本发明的一些实施例中，同一层所述油气导出管道连通至同一个所述热解油气 出口。
[0024] 在本发明的一些实施例中，相邻两层或更多层的油气导出管道连接至同一个热解 油气出口。
[0025] 在本发明的一些实施例中，所述油气导出管道通过集气管与所述热解油气出口连 通。
[0026] 在本发明的一些实施例中，同一层所述油气导出管道通过同一根所述集气管连通 至同一个所述热解油气出口。
[0027] 在本发明的一些实施例中，相邻两层或更多层的油气导出管道通过两根或更多根 所述集气管连通至同一个所述热解油气出口，并且所述油气导出管的层数与所述集气管的 根数相同。
[0028] 在本发明的一些实施例中，在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管均匀分布。
[0029] 在本发明的一些实施例中，沿所述反应器的高度方向布置的蓄热式辐射管彼此平 行并且错开布置。
[0030] 在本发明的一些实施例中，所述热解油页岩的系统进一步包括:螺旋送料机，所述 螺旋送料机具有送料入口和送料出口，所述送料入口与所述半焦出口相连;气化炉，所述气 化炉具有半焦进口和燃料气出口，所述物料进口与所述送料出口相连，所述燃料气出口与 所述蓄热式辐射管的燃气入口相连。由此，通过将系统内部得到的热解产物半焦进行气化， 并将气化得到的燃料气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，可以显著降低对外部补给燃料 的依赖。
[0031] 在本发明的一些实施例中，所述热解油页岩的系统进一步包括:油页岩料斗，所述 油页岩料斗具有油页岩出口；气流干燥器，所述气流干燥器具有烟气入口和混合物料出口， 所述烟气入口与所述蓄热式辐射管上的烟气出口相连，所述油页岩进料口与所述油页岩出 口相连;干燥旋风分离器，所述干燥旋风分离器具有混合物料入口、尾气出口和固体物料出 口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连;热解料斗，所述热解料斗具有待热解物料 入口和待热解物料出口，所述待热解物料入口与所述固体物料出口相连；以及螺旋进料机， 所述螺旋进料机具有进料口和出料口，所述进料口与所述待热解物料出口相连，所述出料 口与所述油页岩入口相连。由此，使得油页岩入炉时水分小，耗热少，从而可以进一步提高 油页岩的热解效率。
[0032] 在本发明的一些实施例中，所述热解油页岩的系统进一步包括:尾气引风机，所述 尾气引风机具有烟气进口和出烟口，所述烟气进口与所述尾气出口相连;尾气净化装置，所 述尾气净化装置具有进烟口和净化气出口，所述进烟口与所述出烟口相连；以及烟肉，所述 烟囱具有净化气入口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。由此，可以显著降低环境污 染。
[0033] 在本发明的一些实施例中，所述热解油页岩的系统进一步包括:热解旋风分离器， 所述热解旋风分离器具有油气进口、固体颗粒出口和净化油气出口，所述油气进口与所述 热解油气出口相连，所述固体颗粒出口与所述送料入口相连;过滤器，所述过滤器具有过滤 油气入口和过滤后油气出口，所述过滤油气入口与所述净化油气出口相连，所述过滤后油 气出口与所述分馏塔相连;第一燃气引风机，所述第一燃气风机具有第一燃气入口和第一 燃气出口，所述第一燃气入口与所述分馏塔相连;燃气罐，所述燃气罐具有第一燃气入口和 储罐燃气出口，所述第一燃气入口与所述第一燃气出口相连；以及第二燃气引风机，所述第 二燃气引风机具有第二燃气入口和第二燃气出口，所述第二燃气入口与所述储罐燃气出口 相连，所述第二燃气出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口相连。由此，通过将分馏塔中分离 得到的可燃气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，可以进一步降低对外部补给燃料的依 赖。
[0034] 在本发明的一些实施例中，每层所述蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的 蓄热式辐射管且每个所述蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式 辐射管平行。由此，油页岩进入反应器可以通过辐射管进行均布，保障了油页岩在反应器的 均匀加热，从而进一步提高油页岩的热解效率。
[0035]在本发明的一些实施例中，所述反应器本体的高度为3~20m，所述蓄热式辐射管 的管径为100~500mm，相邻所述蓄热式辐射管外壁间的水平距离为200~500mm，相邻所述 蓄热式辐射管外壁间的竖直距离为200~700mm。由此，可以保障油页岩热解停留时间，从而 进一步提尚油页岩的热解效率。
[0036]在本发明的另一个方面，本发明提出了一种热解油页岩的方法。根据本发明的实 施例，该方法是采用上述所述的