專利名稱：一種用油頁(yè)巖類礦石制取輕質(zhì)燃料油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用油頁(yè)巖類礦石制取輕質(zhì)燃料油的方法，屬于非常規(guī)能源技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
油頁(yè)巖是一種重要的潛在能源，儲(chǔ)量巨大，在化石燃料中它的儲(chǔ)量折算成發(fā)熱量 僅次于煤而列第二位。如果將它折算成頁(yè)巖油，世界上的油頁(yè)巖儲(chǔ)量約為4750億噸，相當(dāng) 于目前世界天然原油探明可采儲(chǔ)量的數(shù)倍。油頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)應(yīng)用已有200多年歷史，油頁(yè)巖 能源的開(kāi)發(fā)利用主要在于制取頁(yè)巖油。第二次世界大戰(zhàn)期間，由于石油需求量劇增，油價(jià)猛漲，不少國(guó)家曾興起了油頁(yè)巖 開(kāi)發(fā)熱潮。而在二戰(zhàn)后的和平時(shí)期，由于廉價(jià)的天然石油被發(fā)現(xiàn)和大量開(kāi)發(fā)，油價(jià)大幅度下 降，使剛興起的油頁(yè)巖工業(yè)處于了停滯狀態(tài)。近年來(lái)，由于石油、天然氣資源日趨緊張，供需矛盾越來(lái)越突出，價(jià)格高漲，不但對(duì) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成壓力，而且影響國(guó)家的政治經(jīng)濟(jì)局勢(shì)。所以，世界各國(guó)對(duì)從油頁(yè)巖中制取頁(yè)巖 油的相關(guān)技術(shù)又重視起來(lái)。油頁(yè)巖所含油氣總量比地球上的石油天然氣總和還要多，如果提取技術(shù)能夠商業(yè) 化化大量應(yīng)用，可以在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)解決石油天然氣的資源危機(jī)。已有的油頁(yè)巖干餾工藝大體上可以分為四類1、地下干餾法，又稱原地干餾或原 位干餾(Insitu retorting),因過(guò)程難于控制，地下干餾法目前仍處于研發(fā)階段，還未商業(yè) 化應(yīng)用。2、氣體熱載體法，氣體熱載體法油頁(yè)巖干餾技術(shù)主要有中國(guó)撫順爐干餾法、俄羅斯 發(fā)生式爐干餾法、愛(ài)沙尼亞Kiviter干餾法、美國(guó)聯(lián)合油SGR干餾法、日本Joseco干餾法 等，其中撫順爐干餾法、愛(ài)沙尼亞Kiviter干餾法等已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用。3、固體熱載體法，主 要包括美國(guó)的Tosco- II干餾法、愛(ài)沙尼亞的Galoter干餾法、德國(guó)的LR干餾法、加拿大ATP 干餾法和中國(guó)大工新法干餾工藝等。4、間接傳熱干餾法，是指干餾的熱載體不與油頁(yè)巖原 料直接接觸，其熱量是通過(guò)金屬壁傳遞的，因傳熱速度慢、效率低已經(jīng)被淘汰。在國(guó)家專利局公開(kāi)的申請(qǐng)?zhí)枮?00510126073.6的專利文件中，披露了一種以含 油巖石為原料生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油的催化劑和方法，可以以含油巖石為原料加入催化劑直接制 取輕質(zhì)燃料油；在國(guó)家專利局公開(kāi)的申請(qǐng)?zhí)枮?01010158837.0的專利文件中，披露了一 種油頁(yè)巖反應(yīng)爐；在國(guó)家專利局公開(kāi)的申請(qǐng)?zhí)枮?01010158766. 4的專利文件中，披露了 一種油頁(yè)巖干餾系統(tǒng)；在國(guó)家專利局公開(kāi)的申請(qǐng)?zhí)枮?01010158321. 6的專利文件中，披 露了一種油頁(yè)巖干餾系統(tǒng)。使用申請(qǐng)?zhí)枮?01010158837. 0的專利文件披露的一種油頁(yè)巖 反應(yīng)爐、申請(qǐng)?zhí)枮?01010158766. 4的專利文件披露的一種油頁(yè)巖干餾系統(tǒng)以及申請(qǐng)?zhí)枮?201010158321. 6的專利文件披露的一種油頁(yè)巖干餾系統(tǒng)和申請(qǐng)?zhí)枮?00510126073. 6的專 利文件披露的一種以含油巖石為原料生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油的催化劑和方法，可以以油頁(yè)巖類礦 石大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油，生產(chǎn)成本比前述四類工藝大幅度降低，并且大大減輕污 染，有著極好的發(fā)展前途。
上述現(xiàn)有技術(shù)存在的共同不足之處在于
催化劑是在油頁(yè)巖裝爐前一次性加入到油頁(yè)巖中，當(dāng)混合有催化劑的油頁(yè)巖進(jìn)入爐內(nèi) 后，隨著加熱過(guò)程的進(jìn)行，油頁(yè)巖溫度逐漸升高，油頁(yè)巖中所含的有機(jī)質(zhì)在催化劑的作用下 逐漸發(fā)生裂解反應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油和干氣，同時(shí)，催化劑也隨著溫度升高而蒸發(fā)，一部分 催化劑將隨著輕質(zhì)燃料油蒸汽和干氣一起排出爐外，降低了催化劑的使用效率
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用油頁(yè)巖類礦石制取輕質(zhì)燃料 油的方法，減少催化劑的使用量，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的
一種用油頁(yè)巖類礦石制取輕質(zhì)燃料油的方法，是將油頁(yè)巖類礦石經(jīng)破碎、篩分后，在加 入催化劑的條件下加熱干餾，以此生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油；其中，加入的催化劑總量是油頁(yè)巖礦石 重量的0. 8 2%，且將其中的3(Γ70%在加熱干餾前加入油頁(yè)巖礦石原料中，將剩余的催化劑 在干餾過(guò)程中加入油頁(yè)巖礦石原料中。所述的方法優(yōu)選具體包括以下步驟將破碎篩分后的油頁(yè)巖礦石與上述催化劑總 量中的3(Γ70%混合后，共同進(jìn)入干餾爐加熱干餾，溫度從常溫逐漸升高到250°C ^480°C，經(jīng) 0. 5^1小時(shí)后，再在后續(xù)的廣3小時(shí)干餾過(guò)程中分廣4次加入剩余的催化劑，同時(shí)使溫度保 持在250°C、80°C，油頁(yè)巖礦石在干餾爐內(nèi)產(chǎn)生含有石油干氣和輕質(zhì)燃料油蒸汽的混合氣 體，最后將混合氣體冷卻、分離，即得到輕質(zhì)燃料油。所述的油頁(yè)巖類礦石可以選自油頁(yè)巖、浙青礦石、褐煤、肥煤或浙青砂中的一種。所述的催化劑可以是現(xiàn)有技術(shù)中的各種適用于油頁(yè)巖干餾制取輕質(zhì)燃料油的催 化劑。所述的催化劑優(yōu)選由以下重量百分比的組分組成環(huán)烷酸鈷2(Γ35%，乙二醇單甲 醚30 40%，酸化活性白土 3 5%，硬脂酸甘油酯10 20%和氯化石蠟20 37%。所述的催化劑進(jìn)一步優(yōu)選由以下重量百分比的組分組成環(huán)烷酸鈷25%，乙二醇 單甲醚40%，酸化活性白土 5%，硬脂酸甘油酯10%和氯化石蠟20%。所述的酸化活性白土是市售的工業(yè)級(jí)原料；所述的氯化石蠟是工業(yè)級(jí)氯化石蠟 70。所述的干餾爐可以是各種現(xiàn)有的干餾爐。一種優(yōu)選的干餾爐是環(huán)形的油頁(yè)巖反應(yīng)爐。所述的環(huán)形油頁(yè)巖反應(yīng)爐優(yōu)選申請(qǐng)?zhí)枮?01010158837. 0、公開(kāi)號(hào)為CN101812308 A的專利文獻(xiàn)中所公開(kāi)的油頁(yè)巖反應(yīng)爐，且所述發(fā)明專利申請(qǐng)的技術(shù)方案中提出的所有的 油頁(yè)巖反應(yīng)爐都適用于本發(fā)明。另一種優(yōu)選的干餾爐是豎式的油頁(yè)巖反應(yīng)爐。所述的豎式油頁(yè)巖反應(yīng)爐優(yōu)選佩特羅瑟克斯(Petrosix)爐或基維特(Kiviter) 爐。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于
1.催化劑的消耗量大幅度降低，可以比已有技術(shù)降低4(Γ70%?，F(xiàn)有技術(shù)中，用油頁(yè)巖礦石制取輕質(zhì)燃料油的方法中，催化劑是在油頁(yè)巖礦石的冷態(tài)一次性加入的，因?yàn)橛晚?yè)巖進(jìn)入干餾系統(tǒng)后，隨著溫度的升高，催化劑很容易被氣化后 蒸發(fā)損耗，導(dǎo)致干餾中的催化劑氣相濃度難以保持，所以在油頁(yè)巖冷態(tài)加入的催化劑往往 都是過(guò)量加入的，這樣不僅浪費(fèi)了大量的催化劑，而且使生產(chǎn)效率難以得到提高。本發(fā)明的 輕質(zhì)燃料油生產(chǎn)方法，通過(guò)將催化劑在油頁(yè)巖礦石的干餾前(冷態(tài))和干餾過(guò)程中(熱態(tài))分 批加入，使油頁(yè)巖干餾過(guò)程中始終能夠保持良好的催化劑氣相濃度，在使用較少量的催化 劑的情況下，仍能使油頁(yè)巖礦石的干餾達(dá)到甚至超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的反應(yīng)效果，由此大大節(jié)約 了催化劑的用量和生產(chǎn)成本，其中催化劑的用量可以比已有技術(shù)降低4(Γ70%。2.輕質(zhì)燃料油的生產(chǎn)成本大幅度降低，效益提高。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1涉及的工藝流程示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2涉及的工藝流程示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3涉及的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明，其中所述的百分比除特殊 說(shuō)明外均指重量百分比。實(shí)施例1
一種本發(fā)明所述的制取輕質(zhì)燃料油的方法，是以浙青礦石為原料，加入占原料重量 0. 8%的催化劑進(jìn)行干餾來(lái)制取輕質(zhì)燃料油。具體是將破碎篩分后的油頁(yè)巖礦石與上述催化 劑總量中的30%混合后，共同進(jìn)入干餾爐加熱干餾，溫度從常溫逐漸升高到250°C、80°C， 經(jīng)1小時(shí)后，再在后續(xù)的3小時(shí)干餾過(guò)程中分3次加入剩余的催化劑，同時(shí)使溫度保持在 250°C、80°C，油頁(yè)巖礦石在干餾爐內(nèi)產(chǎn)生含有石油干氣和輕質(zhì)燃料油蒸汽的混合氣體，最 后將混合氣體冷卻、分離，即得到輕質(zhì)燃料油。所使用的催化劑組分如下環(huán)烷酸鈷25%，乙 二醇單甲醚40%，酸化活性白土 5%，硬脂酸甘油酯10%和氯化石蠟20%。所使用的干餾爐為 環(huán)形油頁(yè)巖反應(yīng)爐。本實(shí)施例的工藝流程可以參閱圖1所示，1是油頁(yè)巖原料堆、2是破碎機(jī)、3是振動(dòng) 篩、4是催化劑儲(chǔ)罐、5是催化劑泵、6是分配閥、7是混合裝置、8是環(huán)形油頁(yè)巖反應(yīng)爐、9是 半焦冷卻裝置、10是半焦堆、11是油氣冷凝分離裝置、12是干氣循環(huán)加熱器、13是干氣收集 裝置、14是輕質(zhì)燃料油收集裝置、16是密封進(jìn)料裝置、17是密封排料裝置、18是混合氣出本實(shí)施例1的主要工作過(guò)程結(jié)合圖1描述如下開(kāi)采出的油頁(yè)巖原料堆1進(jìn)入破 碎機(jī)2，破碎到粒度為(Γ75毫米，然后進(jìn)入振動(dòng)篩3，被分成(TlO毫米和1(Γ75毫米兩種規(guī) 格，篩上的1(Γ75毫米的大粒度油頁(yè)巖進(jìn)入混合裝置7，同時(shí)，催化劑儲(chǔ)罐4中的催化劑被催 化劑泵5加壓后，經(jīng)分配閥6分配后，第一部分催化劑(催化劑總使用量的30%)進(jìn)入混合裝 置7，10^75毫米的大粒度油頁(yè)巖和催化劑在混合裝置7內(nèi)被混合，然后經(jīng)過(guò)密封進(jìn)料裝置 16進(jìn)入環(huán)形油頁(yè)巖反應(yīng)爐8內(nèi)的爐體臺(tái)車上，隨著爐體的旋轉(zhuǎn)，臺(tái)車上混合有催化劑的油 頁(yè)巖在爐內(nèi)前行，同時(shí)被來(lái)自循環(huán)加熱器12的熱循環(huán)氣加熱，溫度逐漸升高，油頁(yè)巖中的 油母質(zhì)在催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖前行到A處時(shí)，表面溫度達(dá)到250°C以上，催化劑自身在高溫下蒸發(fā)，濃度顯著降低，從分配閥6來(lái)的第二 部分催化劑的一部分(催化劑總使用量的30%)從A處加入，并被高溫氣化，使催化劑濃度重 新升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在高濃度催化劑的作用下繼續(xù)發(fā)生裂解反應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油 和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖前行到B處時(shí)，表面溫度達(dá)到300°C以上，再繼續(xù)添加第二部分催化劑中 的一部分(催化劑總使用量的25%)，使催化劑濃度再次重新升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在高濃 度催化劑的作用下繼續(xù)發(fā)生裂解反應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖前行到C處時(shí)，表 面溫度達(dá)到350°C以上再繼續(xù)添加第二部分催化劑中的一部分(催化劑總使用量的15%)， 使催化劑濃度再次重新升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在高濃度催化劑的作用下繼續(xù)發(fā)生裂解反 應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油和干氣，隨著爐體的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，臺(tái)車上的油頁(yè)巖前行到密封排料裝置17 時(shí)，油頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)裂解完成，油氣揮發(fā)殆盡，剩余物質(zhì)形成半焦，半焦從密封排料裝置17 中排出 ，進(jìn)入半焦冷卻裝置9，被冷卻到100°C以下，然后送往半焦堆10 ；振動(dòng)篩3篩出的油 頁(yè)巖(TlO毫米粒級(jí)的粉末也進(jìn)入半焦堆10，和半焦一起作為固體燃料銷售；環(huán)形油頁(yè)巖反 應(yīng)爐8內(nèi)產(chǎn)生的油蒸汽和干氣從混合氣出口 18排出，進(jìn)入油氣冷凝分離裝置11，輕質(zhì)燃料 油和干氣被分離，輕質(zhì)燃料油進(jìn)入輕質(zhì)燃料油收集裝置14，作為產(chǎn)品銷售；一部分干氣進(jìn) 入循環(huán)加熱器12，被加熱后進(jìn)入環(huán)形油頁(yè)巖反應(yīng)爐8，加熱油頁(yè)巖；另一部分干氣進(jìn)入干氣 收集裝置13，其中一部分作為循環(huán)加熱器12的燃?xì)?，剩余部分作為化工原料或燃?xì)怃N售。經(jīng)過(guò)本實(shí)施例的制備，輕質(zhì)燃料油的重量產(chǎn)出率為22%，干氣產(chǎn)出率為9%，半焦重 量產(chǎn)率為62%。經(jīng)檢測(cè)，按照上述方法得到的輕質(zhì)燃料油產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到甚至超 過(guò)了現(xiàn)有技術(shù)方法用相同原料生產(chǎn)的輕質(zhì)燃料油，但催化劑的用量比現(xiàn)有的一次性加入催 化劑的方法節(jié)省了約70%。實(shí)施例2
一種本發(fā)明所述的制取輕質(zhì)燃料油的方法，是以約旦拉瓊油頁(yè)巖礦石為原料，加入 占原料重量1%的催化劑進(jìn)行干餾來(lái)制取輕質(zhì)燃料油。具體是將破碎篩分后的油頁(yè)巖礦 石與上述催化劑總量中的35%混合后，共同進(jìn)入干餾爐加熱干餾，溫度從常溫逐漸升高到 2800C ^3500C，經(jīng)1小時(shí)后，再在后續(xù)的2小時(shí)干餾過(guò)程中分2次加入剩余的催化劑，同時(shí)使 溫度保持在280°C 350°C，油頁(yè)巖礦石在干餾爐內(nèi)產(chǎn)生含有石油干氣和輕質(zhì)燃料油蒸汽的 混合氣體，最后將混合氣體冷卻、分離，即得到輕質(zhì)燃料油。所使用的催化劑組分如下環(huán)烷 酸鈷25%，乙二醇單甲醚40%，酸化活性白土 5%，硬脂酸甘油酯10%和氯化石蠟20%。所使用 的干餾爐為豎式油頁(yè)巖反應(yīng)爐中的Petrosix爐。本實(shí)施例的工藝流程可以參閱圖2所示，1是油頁(yè)巖原料堆、2是破碎機(jī)、3是振動(dòng) 篩、4是催化劑儲(chǔ)罐、5是催化劑泵、6是分配閥、7是混合裝置、8是Petrosix爐、9是半焦冷 卻裝置、10是半焦堆、11是油氣冷凝分離裝置、12是干氣循環(huán)加熱器、13是干氣收集裝置、 14是輕質(zhì)燃料油收集裝置。本實(shí)施例2的主要工作過(guò)程結(jié)合圖2描述如下開(kāi)采出的油頁(yè)巖原料堆1進(jìn)入破 碎機(jī)2，破碎到粒度為(Γ75毫米，然后進(jìn)入振動(dòng)篩3，被分成(TlO毫米和1(Γ75毫米兩種 規(guī)格，篩上的1(Γ75毫米的大粒度油頁(yè)巖進(jìn)入混合裝置7，同時(shí)，催化劑儲(chǔ)罐4中的催化劑 被催化劑泵5加壓后，經(jīng)分配閥6分配后，第一部分催化劑(催化劑總使用量的35%)進(jìn)入 混合裝置7，10^75毫米的大粒度油頁(yè)巖和催化劑在混合裝置7內(nèi)被混合，然后從上部進(jìn)入 Petrosix爐8內(nèi)，并在爐內(nèi)連續(xù)下降，同時(shí)，來(lái)自循環(huán)加熱器12的熱循環(huán)氣進(jìn)入爐內(nèi)，加熱油頁(yè)巖，油頁(yè)巖溫度逐漸升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成輕 質(zhì)燃料油和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖下行到A處時(shí)，表面溫度達(dá)到280°C以上，催化劑自身在高溫下 蒸發(fā)，濃度顯著降低，從分配閥6來(lái)的第二部分催化劑的一部分(催化劑總使用量的40%) 從A處加入，并被高溫氣化，使催化劑濃度重新升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在高濃度催化劑的 作用下繼續(xù)發(fā)生裂解反應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖前行到B處時(shí)，表面溫度達(dá) 到320°C以上，再繼續(xù)添加第二部分催化劑中的一部分(催化劑總使用量的25%)，使催化劑 濃度再次重新升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在高濃度催化劑的作用下繼續(xù)發(fā)生裂解反應(yīng)，生成 輕質(zhì)燃料油和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖下行到Petrosix爐下部出口時(shí)，油頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)裂解完成， 油氣揮發(fā)殆盡，剩余物質(zhì)形成半焦，半焦排出爐外，進(jìn)入半焦冷卻裝置9，被冷卻到100°C以 下，然后送往半焦堆10 ；振動(dòng)篩3篩出的油頁(yè)巖(TlO 毫米粒級(jí)的粉末也進(jìn)入半焦堆10，和 半焦一起作為固體燃料銷售；Petrosix爐8內(nèi)產(chǎn)生的油蒸汽和干氣從爐身上部混合氣出口 排出，進(jìn)入油氣冷凝分離裝置11，輕質(zhì)燃料油和干氣被分離，輕質(zhì)燃料油進(jìn)入輕質(zhì)燃料油收 集裝置14，作為產(chǎn)品銷售；一部分干氣進(jìn)入循環(huán)加熱器12，被加熱后進(jìn)入Petrosix爐8，加 熱油頁(yè)巖；另一部分干氣進(jìn)入干氣收集裝置13，其中一部分作為循環(huán)加熱器12的燃?xì)?，?余部分作為化工原料或燃?xì)怃N售。經(jīng)過(guò)本實(shí)施例的制備，輕質(zhì)燃料油的重量產(chǎn)出率為19%，干氣產(chǎn)出率為10%，半焦 重量產(chǎn)率為64%。經(jīng)檢測(cè)，按照上述方法得到的輕質(zhì)燃料油產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到甚至 超過(guò)了現(xiàn)有技術(shù)方法用相同原料生產(chǎn)的輕質(zhì)燃料油，但催化劑的用量比現(xiàn)有的一次性加入 催化劑的方法節(jié)省了約55%。實(shí)施例3
一種本發(fā)明所述的制取輕質(zhì)燃料油的方法，是以愛(ài)沙尼亞油頁(yè)巖礦石為原料，加入 占原料重量2%的催化劑進(jìn)行干餾來(lái)制取輕質(zhì)燃料油。具體是將破碎篩分后的油頁(yè)巖礦 石與上述催化劑總量中的40%混合后，共同進(jìn)入干餾爐加熱干餾，溫度從常溫逐漸升高到 300°C 35(rC，經(jīng)0.5小時(shí)后，再在后續(xù)的1小時(shí)干餾過(guò)程中加入剩余的催化劑，同時(shí)使溫度 保持在300°C 350°C，油頁(yè)巖礦石在干餾爐內(nèi)產(chǎn)生含有石油干氣和輕質(zhì)燃料油蒸汽的混合 氣體，最后將混合氣體冷卻、分離，即得到輕質(zhì)燃料油。所使用的催化劑組分如下環(huán)烷酸鈷 25%，乙二醇單甲醚40%，酸化活性白土 5%，硬脂酸甘油酯10%和氯化石蠟20%。所使用的干 餾爐為豎式油頁(yè)巖反應(yīng)中的Kiviter爐。本實(shí)施例的工藝流程可以參閱圖3所示，1是油頁(yè)巖原料堆、2是破碎機(jī)、3是振動(dòng) 篩、4是催化劑儲(chǔ)罐、5是催化劑泵、6是分配閥、7是混合裝置、8是Kiviter爐、9是半焦冷 卻裝置、10是半焦堆、11是油氣冷凝分離裝置、12是干氣循環(huán)加熱器、13是干氣收集裝置、 14是輕質(zhì)燃料油收集裝置、15是循環(huán)氣分配閥。本實(shí)施例3的主要工作過(guò)程結(jié)合圖3描述如下開(kāi)采出的油頁(yè)巖原料堆1進(jìn)入破 碎機(jī)2，破碎到粒度為(Γ75毫米，然后進(jìn)入振動(dòng)篩3，被分成(TlO毫米和1(Γ75毫米兩種規(guī) 格，篩上的1(Γ75毫米的大粒度油頁(yè)巖進(jìn)入混合裝置7，同時(shí)，催化劑儲(chǔ)罐4中的催化劑被催 化劑泵5加壓后，經(jīng)分配閥6分配后，第一部分催化劑(催化劑總使用量的40%)進(jìn)入混合裝 置7，1(Γ75毫米的大粒度油頁(yè)巖和催化劑在混合裝置7內(nèi)被混合，然后從上部進(jìn)入Kiviter 爐8內(nèi)，并在爐內(nèi)連續(xù)下降，同時(shí)，來(lái)自循環(huán)加熱器12的熱循環(huán)氣進(jìn)入爐內(nèi)，加熱油頁(yè)巖，油 頁(yè)巖溫度逐漸升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在催化劑的作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖下行到A處時(shí)，表面溫度達(dá)到300°C以上，催化劑自身在高溫下蒸發(fā)，濃度 顯著降低，從分配閥6來(lái)的第二部分催化劑(催化劑總使用量的60%)從A處加入，并被高 溫氣化，使催化劑濃度重新升高，油頁(yè)巖中的油母質(zhì)在高濃度催化劑的作用下繼續(xù)發(fā)生裂 解反應(yīng)，生成輕質(zhì)燃料油和干氣，當(dāng)油頁(yè)巖下行到Kiviter爐下部出口時(shí)，油頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì) 裂解完成，油氣揮發(fā)殆盡，剩余物質(zhì)形成半焦，半焦在爐內(nèi)下部被冷干氣初步冷卻后排出爐 夕卜，進(jìn)入半焦冷卻裝置9，被冷卻到100°C以下，然后送往半焦堆10;振動(dòng)篩3篩出的油頁(yè)巖 (TlO毫米粒級(jí)的粉末也進(jìn)入半焦堆10，和半焦一起作為固體燃料銷售；Kiviter爐8內(nèi)產(chǎn) 生的油蒸汽和干氣從爐身上部混合氣出口排出，進(jìn)入油氣冷凝分離裝置11，輕質(zhì)燃料油和 干氣被分離，輕質(zhì)燃料油進(jìn)入輕質(zhì)燃料油收集裝置14，作為產(chǎn)品銷售；一部分干氣進(jìn)入分 配閥15被分成二路，第一路進(jìn)入循環(huán)加熱器12，被加熱后進(jìn)入Kiviter爐8，加熱油頁(yè)巖； 第二路不經(jīng)加熱，作為冷干氣直接進(jìn)入Kiviter爐8的下部，初步冷卻爐內(nèi)的半焦；另一部 分干氣進(jìn)入干氣收集裝置13，其中一部分作為循環(huán)加熱器12的燃?xì)?，剩余部分作為化工?料或燃?xì)怃N售。 經(jīng)過(guò)本實(shí)施例的制備，輕質(zhì)燃料油的重量產(chǎn)出率為17%，干氣產(chǎn)出率為9%，半焦重 量產(chǎn)率 為69%。經(jīng)檢測(cè)，按照上述方法得到的輕質(zhì)燃料油產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到甚至超 過(guò)了現(xiàn)有技術(shù)方法用相同原料生產(chǎn)的輕質(zhì)燃料油，但催化劑的用量比現(xiàn)有的一次性加入催 化劑的方法節(jié)省了約40%。
權(quán)利要求
一種用油頁(yè)巖類礦石制取輕質(zhì)燃料油的方法，是將油頁(yè)巖類礦石經(jīng)破碎、篩分后，在加入催化劑的條件下加熱干餾，以此生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油；其特征在于加入的催化劑總量是油頁(yè)巖類礦石重量的0.8~2%，且將催化劑中的30~70%在加熱干餾前加入油頁(yè)巖礦石原料中，將剩余的催化劑在干餾過(guò)程中加入油頁(yè)巖類礦石原料中。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具體包括以下步驟將破碎篩分后的油頁(yè)巖礦 石與上述催化劑總量中的3(Γ70%混合后，共同進(jìn)入干餾爐加熱干餾，溫度從常溫逐漸升高 到250°C、80°C，經(jīng)0. 5^1小時(shí)后，再在后續(xù)的廣3小時(shí)干餾過(guò)程中分廣4次加入剩余的催 化劑，同時(shí)使溫度保持在250°C、8(TC，油頁(yè)巖礦石在干餾爐內(nèi)產(chǎn)生含有石油干氣和輕質(zhì) 燃料油蒸汽的混合氣體，最后將混合氣體冷卻、分離，即得 到輕質(zhì)燃料油。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化劑由以下重量百分比的組分組成 環(huán)烷酸鈷20 35%，乙二醇單甲醚30 40%，酸化活性白土 3 5%，硬脂酸甘油酯10 20%和氯化 石蠟20 37%。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的催化劑由以下重量百分比的組分組成 環(huán)烷酸鈷25%，乙二醇單甲醚40%，酸化活性白土 5%，硬脂酸甘油酯10%和氯化石蠟20%。
5.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的酸化活性白土是市售的工業(yè)級(jí)原料。
6.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的氯化石蠟是工業(yè)級(jí)氯化石蠟70。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的干餾爐是環(huán)形的油頁(yè)巖反應(yīng)爐。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的環(huán)形的油頁(yè)巖反應(yīng)爐是申請(qǐng)?zhí)枮?201010158837. 0、公開(kāi)號(hào)為CN101812308 A的專利文獻(xiàn)中所公開(kāi)的油頁(yè)巖反應(yīng)爐。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的干餾爐是豎式的油頁(yè)巖反應(yīng)爐。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的豎式的油頁(yè)巖反應(yīng)爐是佩特羅瑟克斯 爐或基維特爐。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用油頁(yè)巖類礦石制取輕質(zhì)燃料油的方法，是將油頁(yè)巖類礦石經(jīng)破碎、篩分后，在加入催化劑的條件下加熱干餾，以此生產(chǎn)輕質(zhì)燃料油；其中，加入的催化劑總量是油頁(yè)巖類礦石重量的0.8~2%，且將其中的30~70%在加熱干餾前加入油頁(yè)巖類礦石原料中，將剩余的催化劑在干餾過(guò)程中加入油頁(yè)巖類礦石原料中。本發(fā)明的方法能夠大大節(jié)省催化劑的使用量，從而顯著降低輕質(zhì)燃料油的生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C10B53/06GK101962559SQ201010533300
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者曹志德, 楊東進(jìn) 申請(qǐng)人:曹志德;楊東進(jìn)