热解反应系统和对油页岩进行热解的方法
【技术领域】
[0001 ]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】
[0002] 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°C(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。
[0003] 目前中国有10座页岩油厂，年产页岩油共约70xl04t。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35xl0 4t。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。
[0004]由此，制备页岩油的系统有待改进。
【发明内容】
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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：
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 根据本发明的实施例，该系统进一步包括:干燥旋风分离器，所述干燥旋风分离器 与所述干燥原料出口和所述物料入口相连。
[0013] 根据本发明的又一方面，本发明提供了一种利用前述的热解反应系统对油页岩进 行热解的方法。根据本发明的实施例，该方法包括:在热解反应器中，在搅拌组件对油页岩 的搅拌处理下，进行热解处理，以便得到热解油气和半焦，其中，热解油气通过抽气伞排出 所述热解反应器；以及利用横管冷凝器对所述热解油气进行冷凝处理，以便得到页岩油和 可燃气。
[0014] 其中，在本发明中，热解反应器和蓄热式辐射管下行床可以互换使用。
[0015] 根据本发明的实施例的前述热解反应系统对油页岩进行热解的方法，该方法可以 对油页岩粉料进行快速热解，并且油气产率高。并且，该方法可以有效抑制油气二次裂解， 页岩油收率高。另外，该方法中，热解反应器采用蓄热式辐射管加热技术，热效率高，工艺流 程简便。
[0016] 根据本发明的实施例，该方法进一步包括:利用提升管干燥器对所述油页岩进行 干燥和提升处理，以便得到干燥的油页岩。
[0017] 根据本发明的实施例，所述油页岩的粒径不大于3毫米。
[0018] 根据本发明的实施例，所述干燥和提升处理是利用所述热解处理产生的烟气进行 的。
[0019] 根据本发明的实施例，所述热解处理的温度为500-700摄氏度，时间为1-10分钟。
[0020] 根据本发明的实施例，当所述分离后的油页岩的温度为500-600摄氏度时，完成所 述热解处理。
[0021] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0022] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中：
[0023] 图1显示了根据本发明一个实施例的热解反应系统的结构示意图；
[0024] 图2显示了根据本发明一个实施例的热解反应系统的结构示意图；
[0025] 图3显示了根据本发明一个实施例的利用热解反应系统对油页岩进行热解的方法 的流程示意图；
[0026] 图4显示了根据本发明一个实施例的利用热解反应系统对油页岩进行热解的方法 的流程示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0028] 在本发明的描述中，术语"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖 直"、"水平"、"顶"、"底"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是 为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明的限制。
[0029] 需要说明的是，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相 对重要性或者隐含指明