一種全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于能源與化工技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)能源的需求日益增加。石油作為不可再生能源 已經(jīng)不能滿足人類持續(xù)和不斷增長(zhǎng)的能源需求。而油頁(yè)巖作為非常規(guī)的油氣資源，其資源 儲(chǔ)量豐富，現(xiàn)有技術(shù)保證了其開(kāi)發(fā)利用的可行性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)油頁(yè)巖儲(chǔ)量折算成頁(yè)巖油有 476億噸，為石油儲(chǔ)量的2倍。大力發(fā)展油頁(yè)巖煉制技術(shù)有利于緩解我國(guó)石油資源供需壓力， 為實(shí)現(xiàn)能源多元化提供切實(shí)可行的途徑。
[0003] 目前工業(yè)化的油頁(yè)巖干饋技術(shù)有氣體熱載體和固體熱載體。W氣體熱載體為代表 的有瓦斯全循環(huán)技術(shù)，該技術(shù)油收率可達(dá)到85%左右。但是，原料利用率低，只能利用粒徑 IOmmW上的頁(yè)巖顆粒。另外，需要額外的燃料氣燃燒為頁(yè)巖干饋提供熱量。W固體熱載體為 代表的有大工技術(shù)，該技術(shù)油收率可達(dá)到90%，可利用粒徑IOmmW下的頁(yè)巖顆粒，原料利用 率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)瓦斯全循環(huán)技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)。該系 統(tǒng)將瓦斯全循環(huán)技術(shù)不能利用的粒徑IOmmW下的頁(yè)巖顆粒用于大工技術(shù)，大工技術(shù)熱解產(chǎn) 生的干饋氣一部分用于瓦斯全循環(huán)爐頁(yè)巖干饋的熱源，剩余干饋氣則用于重整制氨，制得 的氨氣用于頁(yè)巖油加氨脫氮。另外，瓦斯全循環(huán)工藝和大工工藝排放的灰渣可用于制磚。重 整制氨過(guò)程和制磚過(guò)程需要的熱量主要由瓦斯全循環(huán)工藝的半焦燃燒提供。所W，從資源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境=方面考慮，相比傳統(tǒng)瓦斯全循環(huán)技術(shù)，本發(fā)明提出一種全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng) 的資源效率、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都表現(xiàn)出較大的提高。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用上述全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)的工藝。
[0006] 本發(fā)明目的通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括破碎篩分單元、瓦斯循環(huán)爐、油氣分離 單元、第一燃燒爐、第一換熱器、大工爐、第二燃燒爐、第二換熱器、半焦燃燒供熱單元、制磚 單元、制氨單元和頁(yè)巖油加氨單元。
[000引所述破碎篩分單元將油頁(yè)巖分成粒徑大于IOmm和粒徑小于IOmm兩部分，所述破碎 篩分單元設(shè)有原料油頁(yè)巖入口，破碎篩分單元的出口分為兩個(gè)通道，一個(gè)通道通過(guò)管道與 瓦斯循環(huán)爐的大于IOmm的油頁(yè)巖原料入口相連接。另一個(gè)通道通過(guò)管道與第一換熱器入口 相連接。第一換熱器的出口通過(guò)管道與大工爐的小于IOmm的油頁(yè)巖原料入口相連接。
[0009]所述瓦斯循環(huán)爐的第一油氣混合物通過(guò)管道與油氣分離單元油氣入口相連接，瓦 斯循環(huán)爐的半焦出口通過(guò)管道與半焦燃燒供熱單元半焦入口相連接;油氣分離單元出口的 冷循環(huán)干饋氣分為=個(gè)通道，一個(gè)通道通過(guò)管道與第一燃燒爐蓄熱室的入口相連接，一個(gè) 通道通過(guò)管道與第一燃燒爐的燃燒室的入口相連接，另一個(gè)通道通過(guò)管道與瓦斯循環(huán)爐相 連接。油氣分離單元出口剩余干饋氣通過(guò)管道與制氨單元入口相連接;第一燃燒爐的熱循 環(huán)干饋氣出口通過(guò)管道與瓦斯循環(huán)爐熱循環(huán)干饋氣入口相連接;油氣分離單元出口高氮頁(yè) 巖油通過(guò)管道與頁(yè)巖油加氨單元頁(yè)巖油入口相連接。
[0010] 所述第一換熱器的預(yù)熱油頁(yè)巖出口通過(guò)管道與大工爐的油頁(yè)巖入口相連接;大工 爐的半焦和灰渣混合物流通過(guò)管道與第二燃燒爐的半焦灰渣混合物流的入口相連接;第二 燃燒爐的循環(huán)灰渣出口通過(guò)管道與大工爐的循環(huán)灰渣入口相連接，第二燃燒爐的剩余灰渣 出口通過(guò)管道與第二換熱器的灰渣入口相連接;第二換熱器的灰渣出口通過(guò)管道與制磚單 元的灰渣入口相連接;第二燃燒爐的煙氣出口通過(guò)管道與第一換熱器的煙氣入口相連接。
[0011] 所述半焦燃燒供熱單元的灰渣出口通過(guò)管道與制磚單元的灰渣入口相連接，制磚 單元的熱量由半焦燃燒單元提供;制氨單元的氨氣出口通過(guò)管道與頁(yè)巖油加氨單元的氨氣 入口相連接，制氨單元的熱量由半焦燃燒單元提供。
[0012] 優(yōu)選的，所述油氣分離單元包括洗涂塔、冷卻塔和電捕箱。
[0013] 所述油氣分離單元設(shè)有熱解油氣混合物入口，水洗塔出來(lái)的第一洗涂氣通過(guò)管道 與冷卻塔的第一洗涂氣入口相連接。水涂塔出來(lái)的第一油水混合物通過(guò)管道與加熱爐第一 頁(yè)巖油入口相連接;冷卻塔出來(lái)的第二洗涂氣通過(guò)管道與電捕箱的第二洗涂氣入口相連 接。冷卻塔出來(lái)的第二油水混合物通過(guò)管道與加熱爐第二頁(yè)巖油入口相連接；電捕箱出來(lái) 的第=洗涂氣分為=個(gè)通道，一個(gè)通道通過(guò)管道與第一燃燒爐的干饋氣入口相連接，一個(gè) 通道通過(guò)管道與瓦斯循環(huán)爐底部干饋氣入口相連接，另外一個(gè)通道通過(guò)管道與重整反應(yīng)器 干饋氣入口相連接。
[0014] 優(yōu)選的，所述制氨單元包括重整反應(yīng)器、余熱回收裝置和變壓吸附分離器。
[0015] 所述制氨單元設(shè)有原料干饋氣入口，重整反應(yīng)器的第一富氨氣通過(guò)管道與變壓吸 附分離器的第一富氨氣入口相連接;變壓吸附分離器出口氨氣通過(guò)管道與加熱爐氨氣入口 相連接;重整反應(yīng)器夾套設(shè)有第=煙氣入口，重整反應(yīng)器夾套的第四煙氣的出口通過(guò)管道 與余熱回收裝置的煙氣入口相連接;余熱回收裝置的蒸汽出口通過(guò)管道與重整反應(yīng)器的原 料蒸汽入口相連接。
[0016] 優(yōu)選的，所述頁(yè)巖油加氨單元包括加熱爐、頁(yè)巖油加氨反應(yīng)器、高壓分離器和壓縮 機(jī)。
[0017] 所述頁(yè)巖油力隱單元設(shè)有頁(yè)巖油入口，加熱爐的頁(yè)巖油和氨氣混合物的出口通過(guò) 管道與加氨反應(yīng)器的反應(yīng)物入口相連接;加氨反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出口通過(guò)管道與高壓分離 器的反應(yīng)物入口相連接;高壓分離器的氣相產(chǎn)物的出口分為兩個(gè)通道，一個(gè)通道通過(guò)管道 與壓縮機(jī)的循環(huán)氣入口相連接，另一個(gè)通道通過(guò)管道直接燃燒排放。
[0018] 所述第二換熱器設(shè)有空氣入口，預(yù)熱后的空氣出口與第二燃燒爐的空氣入口相連 接。
[0019] 所述半焦燃燒供熱單元設(shè)有油頁(yè)巖原料的入口。
[0020] 所述制磚單元設(shè)有制磚輔料的入口。
[0021] -種采用上述全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)生產(chǎn)頁(yè)巖油的工藝，包括如下步驟：
[0022] 油頁(yè)巖原料經(jīng)破碎篩分單元后，篩選得到粒徑IOmmW上的油頁(yè)巖進(jìn)入瓦斯循環(huán) 爐;粒徑IOmmW下的油頁(yè)巖與煙氣預(yù)熱后進(jìn)入大工爐。瓦斯循環(huán)爐出口氣與大工爐出口氣 混合，進(jìn)入油氣分離單元。
[0023] 油氣分離單元得到的氣體一部分作為循環(huán)氣供熱，一部分作為燃燒氣加熱循環(huán) 氣，剩余的干饋氣用于制氨。分離得到的頁(yè)巖油經(jīng)加氨脫氮后，作為低含氮頁(yè)巖油外銷。
[0024] 瓦斯循環(huán)爐的出口半焦進(jìn)入半焦燃燒供熱單元，半焦燃燒產(chǎn)生的熱量供給制氨單 元和制磚單元。半焦燃燒產(chǎn)生的灰渣用于制磚。
[0025] 大工爐的熱量通過(guò)循環(huán)灰渣實(shí)現(xiàn)，剩余的灰渣用于制磚。
[00%]優(yōu)選的，所述瓦斯循環(huán)爐的原料油頁(yè)巖粒徑為10-75mm。
[0027]優(yōu)選的，所述瓦斯循環(huán)爐的干饋溫度為450-550°C，壓力為0.1 MPa。
[00%]更優(yōu)選的，所述瓦斯循環(huán)爐的干饋溫度為520°C。
[00巧]優(yōu)選的，所述大工爐的干饋溫度為450-52(TC，壓力為0.1 MPa。
[0030] 更優(yōu)選的，所述大工爐的干饋溫度為500°C。
[0031] 優(yōu)選的，所述熱循環(huán)干饋氣的溫度為550-650°C，壓力為0.1 MPa。
[0032] 優(yōu)選的，所述熱循環(huán)干饋氣量為480-640Nm^(t油頁(yè)巖）。
[0033] 優(yōu)選的，所述煙氣的預(yù)熱溫度為90-150°C。
[0034] 本發(fā)明的系統(tǒng)及工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0035] (1)利用瓦斯循環(huán)爐不能利用的小顆粒頁(yè)巖生產(chǎn)頁(yè)巖油，提高了原料頁(yè)巖的利用 率，同時(shí)大幅度提高了煉制過(guò)程經(jīng)濟(jì)效益；
[0036] (2)利用剩余的干饋氣用于重整制氨，氨氣用于頁(yè)巖油加氨提質(zhì)，降低外購(gòu)氨的成 本；
[0037] (3)利用瓦斯循環(huán)爐半焦燃燒，可供給整個(gè)煉制過(guò)程的熱源；
[0038] (4)利用灰渣制磚，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)提高整個(gè)煉制過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的瓦斯全循環(huán)油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為破碎篩分 單元，2為瓦斯全循環(huán)爐，3為油氣分離單元，4為第一燃燒爐;5-16為物流編號(hào)，其中5為油頁(yè) 巖，6為粒徑大于IOmm的油頁(yè)巖，7為粒徑小于IOmm的油頁(yè)巖，8為第一油氣混合物，9為半焦， 10為循環(huán)干饋氣，11為頁(yè)巖油，12為冷循環(huán)氣，13為燃燒干饋氣，14為用于吸收半焦熱量的 干饋氣，15為燃料氣，16為熱循環(huán)干饋氣。
[0040] 圖2為本發(fā)明的一種全顆粒油頁(yè)巖煉制系統(tǒng)的結(jié)