一种油页岩干馏回收系统和回收方法

摘要

本发明涉及一种油页岩干馏回收系统和回收方法，所述回收系统包括干馏炉、旋风分离器、沉降分离池、油洗塔和深冷塔；回收方法为油页岩与热循环干馏气和高温气体在干馏段反应，得到的半焦落入发生段与空气反应，生成高温气体进入干馏段，得到的干馏产物进入旋风分离器中分离，所得液相物料进入沉降分离池，分离得到的油进入油洗塔，与气体物料在油洗段接触洗涤，洗涤后的气体物料进入间冷段，经冷凝回收轻质馏分；经冷凝后的气体物料进入深冷塔冷凝分离气体物料中的轻质油，得到的干馏气一部分进入加热炉作为燃料燃烧，剩余部分经换热后作为热循环干馏气进入干馏炉。本发明回收系统和回收方法处理油页岩，油收率达90%以上，且没有污水产生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种油页岩干馏技术领域，具体是一种油页岩干馏回收系统和回收方法。

背景技术

目前国内的油页岩干馏炉主要以抚顺式干馏炉为主，干馏回收工艺均采用水洗直接冷却系统，即包括页岩油、水及干馏煤气在内的干馏气体从干馏炉出口导出后，分别在集合管、洗涤塔及冷却塔内，用循环水直接与干馏气体接触进行冷却与洗涤。从干馏炉出来的90～100℃的干馏气体首先在集合管进行喷淋洗涤，其中所含的60%的页岩油被洗涤下来。经集合管水洗后的干馏气体温度仍有85℃左右，从洗涤塔底部进入后，与洗涤泵送入的洗涤水逆向流动，将其中所含的30%的油洗涤下来，含油洗涤水进入下部的饱和塔。洗涤后的干馏气体从塔顶部导出，经瓦斯排送机后被分成两部分：一部分送入加热炉作为热循环瓦斯，另一部分进入冷却塔继续水洗，使干馏气中的水汽和油气大部分冷凝下来，干馏气被冷却至55～65℃。带油的洗涤水进入下部的饱和段，将空气泵送入的空气增温增湿后，由干馏炉底风头通入干馏炉内。

干馏气体经集合管、洗涤塔、冷却塔等水洗、冷却下来的油，靠密度差将油与水分离。为了增强干馏气的冷却效果，设凉水塔。由凉水泵将冷却池中的含氨水抽出，送凉水塔通过强制鼓风冷却后，由冷却泵将氨水送至干馏气冷却塔顶喷洒冷却净化干馏气。

该工艺过程中干馏气洗涤和冷却用水量大；冷却塔用水与干馏气逆流接触后，水温提高，为了增强冷却效果，冷却塔出来的水送凉水塔进行冷却，由于水中含有氨等非理想化合物，在凉水塔冷却过程中，易挥发到空气中，环境污染较严重。

CN101942313A公开一种利用瓦斯作为热载体在全循环的状态下对油页岩进行分级干馏的工艺和装置。干馏油气经水喷淋、间冷塔，旋捕器，电捕器收油后，进行油气水分离，油进入贮罐，水进入循环水池。瓦斯气体一部分作为热载体，循环使用。一部分作为加热炉燃料，一部分用作燃气发电。

CN101280201干馏煤气经由煤气集合管、油洗塔、间冷塔和电捕油器构成的干馏煤气多级净化系统进行分离净化，所得到的煤气经由流化床燃烧炉、螺旋给料机和除尘器构成的煤气预热系统预热后输入无氧煤气供热干馏炉对油页岩进行干馏，将从油洗塔、间冷塔和电捕油器分离出来的油品成分通过油品净化和收集系统净化处理和收集而得到页岩油产品。

    CN201193222干馏油气经含氨水洗涤后到气液分离器，气体从顶部出口通过管道与横管式间冷器的顶部连接；横管式间冷器的底部出口与捕雾器底部入口管道连接；捕雾器的顶部出口与油吸收塔的底部连接；油吸收塔塔顶出口与电捕焦油器底部入口连接；电捕焦油器顶部出口与干馏气鼓风机进口管道连接；经液分离器、横管式间冷器、捕雾器、油吸收塔及电捕焦油器净化后的干馏气经干馏气鼓风机加压分两路，一路作为循环干馏气体与加热炉连通；一路与脱硫单元连通。

以上专利中，CN101942313A和CN201193222专利采用水洗油和除尘，导致用水量大，污水量大，污染环境。CN101280201用回收的页岩油为洗油，洗涤干馏产生的油气和除尘，由于页岩油为全馏分，在洗涤过程中部分轻油被干馏气带走，给间冷和电捕油系统增加负荷，增加回收系统的能耗。

发明内容

针对现有技术中，油页岩干馏过程存在的问题和不足，本发明提出一种油页岩干馏回收系统和回收方法。

本发明提供一种油页岩干馏回收系统，所述回收系统包括干馏炉、旋风分离器、沉降分离池、油洗塔和深冷塔；干馏炉由上至下包括干馏段和发生段，旋风分离器外部设置冷却系统，油洗塔由上至下包括间冷段和油洗段；干馏炉干馏段上端的干馏产物出口经管线与旋风分离器入口连接，旋风分离器上部气相出口经管线与油洗塔油洗段下方气体入口连接，旋风分离器液相出口经管线与沉降分离池入口连接，沉降分离池出口与油洗塔中段的吸收液入口连接，油洗塔气体出口经管线与深冷塔气体入口连接。

本发明回收系统中，干馏炉上部为干馏段，下部为发生段，干馏段和发生段之间设置有拱台，干馏段下方器壁外部设置热循环干馏气入口；发生段下面设有灰皿和主风分配头。

本发明方法中，油洗塔液相出口排出的油和深冷塔的液相出口排出的轻质油可以进入油品储罐，也可以进一步进行加工处理。

本发明回收系统中，深冷塔、油洗塔间冷段和旋风分离器外部的冷却系统分别设置有低温介质入口和低温介质出口，其中，深冷塔的低温介质出口经管线与间冷段的低温介质入口连接，间冷段的低温介质出口经管线与旋风分离器外的冷却系统的低温介质入口连接。

本发明回收系统中，还可以设置加热炉，深冷塔气相出口经管线与加热炉气体入口连接。

本发明所述油页岩干馏回收方法，包括如下步骤：

（1）经破碎后的油页岩进入干馏炉的干馏段，与热循环干馏气和来自发生段的高温气体逆向接触，在500～550℃下进行热分解反应，得到半焦与干馏产物；

（2）步骤（1）中得到的半焦落入干馏炉的发生段，与从干馏炉底部主风分配头进入的空气接触燃烧反应，生成的高温气体作为热载体进入干馏段，半焦燃烧后生成的页岩灰经底部灰皿收集排出；

（3）步骤（1）中得到的干馏产物经阵伞收集后进入旋风分离器，在旋风分离器中实现分离，得到含有页岩灰尘的液相物料和气体物料，

（4）步骤（3）得到的液相物料进入沉降分离池，分离后上部得到的油经油洗塔中段吸收液入口进入油洗塔，与经油洗塔油洗段下部气体入口进入的步骤（3）得到的气体物料在油洗段接触洗涤，经过油洗段洗涤后的气体物料上升进入油洗塔的间冷段，与低温介质间接接触进一步回收轻质馏分；

（5）步骤（4）经冷凝后的得到的气体物料进入深冷塔，与低温冷却介质逆流接触，进一步通过冷凝分离气体物料中的轻质油，得到干馏气，得到的干馏气分为两路，其中一路进入加热炉作为燃料燃烧，另一路经换热后作为热循环干馏气循环进入干馏炉。

本发明方法中，步骤（1）中干馏炉的干馏段下方进入的热循环干馏气和来自发生段的高温气体的温度为600～750℃，优选650～700℃。

本发明方法中，步骤（1）中所述油洗塔间冷段的温度为45～60℃，优选50～55℃。

本发明方法中，所述低温介质为水或醇类化合物，优选为水。

本发明方法中，所述深冷塔的低温介质入口的低温介质的温度为10～30℃，优选15～25℃。

本发明方法中，所述深冷塔气相出口温度为25～40℃，优选30～35℃。

本发明方法中，步骤（1）中所述干馏产物在干馏段上升过程中温度逐渐降低，在出干馏炉时干馏产物的温度为90～110℃，在此温度下热解的页岩油以雾滴的形式存在于干馏产物中，同时干馏产物中还夹带少量的页岩灰。

本发明方法中，步骤（3）在旋风分离器中干馏产物中的油雾和页岩灰尘在离心力的作用下，被甩到旋风分离器的器壁上形成液滴，随着油量的增加，液滴也逐渐增大，并在重力的作用下，沿着旋风分离器的器壁向下流入分离池，旋风分离器外设置有夹套，通过低温水将油气和附着于器壁上的油冷却下来。

与现有技术相比，本发明油页岩干馏油回收系统和回收方法，通过使用带夹套的旋风分离器和油洗间冷塔回收页岩油具有如下优点：

（1）本发明中方法中，干馏产物首先在设置有冷却系统的旋风分离器中实现分离，干馏产物中雾滴状的油和页岩灰在在离心力的作用下，撞击在旋风分离器器壁上，形成夹带灰尘的油滴，随着油滴的增大，在重力作用下，流入分离池，实现气液分离的目的，同时夹套中通过低温介质冷凝冷却干馏产物。本方法中冷却介质如水没有直接和干馏产物接触，所以没有产生污水。

（2）本发明方法中，通过将旋风分离器分离出的油作为油洗塔的吸收剂进一步吸收干馏气中的油，不仅吸收效果好，而且还不用额外补充吸收剂，充分利用了装置和工艺自身的特点。经过吸收后的干馏气上升进入间冷段，进一步冷凝冷却干馏气中的油，可以保证将在油洗段被干馏气携带的油在间冷段冷凝下来。

（3）本发明方法中，通过深冷塔、油洗塔间冷段和旋风分离器外的冷却系统三者配合，通过低温介质的逐级冷凝分离油页岩干馏气体产物中的油，通过三级冷凝彼此配合将轻质油大部分冷凝下来，总的油收率达90wt%以上。

附图说明

    图1为本发明回收系统工艺流程示意图。其中，1为油页岩，2为干馏炉，3为干馏段，4为发生段，5为料斗，6为阵伞，7为拱台，8为干馏产物，9为主风分配头，10为灰皿，11为旋风分离器，12为气相产物，13为液相产物，14为沉降分离池，15为油，16为油洗塔，17为油洗段，18为间冷段，19为气相产物，20为深冷塔，21为低温介质，22为干馏气，23为加热炉燃气，24热循环干馏气，25为换热器，26为加热炉。

具体实施方式

如图所示，本发明提供一种油页岩干馏回收系统，所述回收系统包括干馏炉2、旋风分离器11、沉降分离池14、油洗塔16、深冷塔20和加热炉26；干馏炉2由上至下包括干馏段3和发生段4，干馏段3和发生段4之间设置有拱台7，干馏段下方器壁外部设置热循环干馏气入口29；发生段下面设有主风分配头9和灰皿10，旋风分离11外设置冷却系统，油洗塔16由上至下包括间冷段18和油洗段17；干馏炉干馏段上端的干馏产物出口经管线与旋风分离器入口连接，旋风分离器11上部气相出口经管线与油洗塔油洗段17下方气体入口连接，旋风分离,11液相出口经管线与沉降分离池14入口连接，沉降分离池14出口与油洗塔16中段的吸收液入口连接，油洗塔16气体出口经管线与深冷塔20气体入口连接，深冷塔设置有低温介质入口和低温介质出口，油洗塔间冷段设置有低温介质入口和低温介质出口，其中，深冷塔的低温介质出口与间冷段的低温介质入口连接，间冷段的低温介质出口与旋风分离器外的冷却系统的冷却介质入口连接，深冷塔气相出口经管线与加热炉气体入口连接。

本发明干馏回收方法具体工艺流程如下，经破碎后的油页岩1经料斗5进入干馏炉，并通过阵伞6均匀分布于干馏炉的干馏段3中，与热循环干馏气24和来自发生段的高温气体逆向接触，在500～550℃下进行热分解反应，得到半焦与干馏产物；得到的半焦落入干馏炉的发生段，与从干馏炉底部主风分配头9进入的空气接触燃烧反应，生成的高温气体作为热载体进入干馏段，半焦燃烧后生成的页岩灰经底部灰皿10收集排出；得到的干馏产物8经阵伞6收集后进入旋风分离器11，此时干流产物8中大部分页岩油呈雾滴状分散于干馏产物中，进入旋风分离器5，在离心力作用下，被甩到旋风分离器的器壁上形成液滴，随着油量的增加，液滴也逐渐增大，并在重力的作用下，沿着旋风分离器的器壁向下流入分离池8中，同时旋风分离器外面的冷却系统中通过低温介质与干馏产物间接换热，降低干馏产物的温度。得到含有页岩灰尘的液相物料13和气体物料12，液相物料13进入沉降分离池14，在沉降分离池8中实现分离，分离后上部得到的油15由泵抽送经油洗塔中段吸收液入口进入油洗塔16，与经油洗塔油洗段下部气体入口进入的气体物料12在油洗段17接触洗涤，经过油洗段洗涤后的气体物料上升进入油洗塔的间冷段18，与低温介质间接接触进一步回收轻质馏分；从油洗塔下部出来的油26，部分作为洗油循环回洗油段上部经冷凝后的得到的气体物料19进入深冷塔20，与低温冷却介质逆流接触，进一步通过冷凝分离气体物料中的轻质油，得到干馏气22，得到的干馏气分为两路，其中一路23进入加热炉作为燃料燃烧，另一路24经换热后作为热循环干馏气24循环进入干馏炉干馏段3。