专利名称：油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于石油化工与环保领域，涉及一种油页岩干馏系统油-泥回收与预分离组合工艺方法，适用于油页岩干馏工艺中冷凝回收部分提高除油除泥效率并进行油-泥收集和浓缩。具体地说，本发明提供了对油页岩干馏系统中油泥回收收集的处理方法及装置。
背景技术：
油页岩是煤炭伴生资源，利用油页岩干馏技术炼制原油及其副产品，曾支持了我国在贫油时期的经济建设，但其研究与开发也曾一度逐年萎缩。上世纪90年代初，抚顺矿业集团引进循环经济理念，重新开始油页岩的综合利用和研发，其中以油页岩炼油最为重
点ο目前在油页岩干馏生产过程中，导出的含有页岩油蒸汽、水蒸汽、干馏瓦斯的干馏产物中夹带有大量的页岩粉尘，页岩粉尘在洗涤过程中吸附极细小的油雾后，形成了亲油性物质，当处于激烈搅拌状态时产生的一种黑色的半固体的含油、水、粉尘的胶泥状物，称为“油泥”。因生产操作条件的不同，油泥的产量也有所不同，一般为页岩原油产量的3-5%。。 页岩炼油厂每年油泥产量(以原油产量15万t/a)大约为450-750t。油页岩炼油厂的油泥中由一定质量分数(10-40%)的原油，以及质量分数为40-65%的页岩粉尘、重金属离子与无机盐类等物质组成，密度为1. 5-1. 8g/cm3。页岩干馏油泥的特点是含油量高，油相、水相、固相乳化严重，因页岩粉尘颗粒细、 密度大，用常规方法分离难度较大，处置不当会造成环境污染。多年来页岩油行业为此付出大量的人力物力，投入了一定的科研力量，作出了不懈努力，但也未能取得行之有效的方法。目前一些实际采用的处理方法只能在一定程度上使这部分资源得到部分有效利用和减少了对环境的污染，但就其质量和效率来说还远远不能满足页岩油、炼制、储存事业发展的需要。对含油固体废弃物进行环保的无害化处理，消除环保隐患，有较好的社会和环保效益。而科学环保处理油泥，不仅能够有效回收页岩原油，变废为宝，还有良好的经济效益。目前在抚顺式油页岩干馏工艺中，采用的分离方法一般是直接通过集泥罐沉淀和多级洗涤进行除泥，显然，这样做对油泥收集相当不利。因此，本领域迫切需要开发出一种能够高效地对油页岩干馏系统油泥进行分级回收和利用的方法。
发明内容
本发明提供了一种新的油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩方法及装置，通过采用集合管除尘器和瓦斯塔除尘器对油泥进行分离，对两部分中冷却及洗涤过程产生的污水进行预分离，并将其底流口分离出的油泥浆料通过油泥收集罐和油泥过滤器进行油泥的浓缩和收集，使得产品油中的油泥被完全分离，油泥得到很好的回收，从而克服了现有技术存在的缺陷。一方面，本发明提供了一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩方法，该方法包括分别对集合管和瓦斯塔中冷却及洗涤过程产生的油-水-泥污水进行除尘预分离，以除去油水混合物，得到油泥浆料；对所得的油泥浆料进行沉淀收集，得到油泥；对所得的油泥进行过滤，得到浓缩的油泥产品。在一个优选的实施方式中，在对所得的油泥浆料进行沉淀收集后得到的油泥的含泥量为1-10重量％，以所得的油泥的重量计。在另一个优选的实施方式中，所得的浓缩的油泥产品的油泥含量为90-99重量％，以所得的浓缩的油泥产品的重量计。另一方面，本发明提供了一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩装置，该装置包括与连接集合管的集泥罐的底部三相混合物出口连接的集合管除尘器和与瓦斯塔的出水口连接的瓦斯塔除尘器，用于分别对集合管和瓦斯塔中冷却及洗涤过程产生的油-水-泥污水进行除尘预分离，以除去油水混合物，得到油泥浆料；与集合管除尘器和瓦斯塔除尘器的底流口连接的油泥收集罐，用于对所得的油泥浆料进行沉淀收集，得到油泥；与油泥收集罐连接的油泥过滤器，用于对所得的油泥进行过滤，得到浓缩的油泥
女口
广 PFt ο在一个优选的实施方式中，所述装置还包括分别与所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器的出水口连接的集合管分离器和瓦斯塔分离器，用于对集合管除尘器和瓦斯塔除尘器的出水口排出的油水混合物进行油水分离。在另一个优选的实施方式中，所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器选用旋流除尘器，该旋流除尘器由一个或多个旋流芯管并联组成，所述旋流除尘器采用耐高压耐酸碱腐蚀材料。在另一个优选的实施方式中，所述集合管除尘器与瓦斯塔除尘器与后续的油泥收集罐串联布置，所述油泥收集罐选用沉降设备。在另一个优选的实施方式中，所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器的安装方式为立式或倾斜式。在另一个优选的实施方式中，所述油泥收集罐与后续的油泥过滤器串联布置，所述油泥过滤器选自卧螺离心机或过滤设备。
图1是根据本发明的一个实施方式的油页岩干馏系统段油-泥回收的流程示意图。
具体实施例方式本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现，在油页岩干馏系统集合管部分和洗涤部分的油-泥回收段适当位置加设固液旋流分离器，可以在进入集合管分离器和油泥过滤器前先对经过冷却及洗涤处理后的油-水-泥三相混合物进行预分离，去除大部分的含油污水后进入后续的分离设备进行油泥的浓缩和收集，通过两级分步回收体系，可以很好地回收油泥，以便进行下一步处理，并可以避免油泥对油品的污染和对管道的堵塞和腐蚀。基于上述发现，本发明得以完成。固液旋流分离技术的原理是依靠固液两相的密度差，利用流体在旋流管内高速旋转产生的离心力将固体微粒从液体中分离出来，从而达到固液分离或液体净化的目的。根据上述旋流分离技术原理和页岩粉尘颗粒细、密度大的特点，油页岩干馏系统中十分适合采用固液旋流分离技术对页岩粉尘和油水进行预分离。经过旋流预分离处理后的油水混合物和油泥混合物再进入后续分离设备，可以有效地降低后续分离设备的处理负担，提高分离的程度，防止污水对环境的影响。本发明的技术构思如下1.在油页岩干馏工艺的集合管部分和瓦斯塔部分设置两级油泥回收系统，将冷却和洗涤过程产生的油-泥-水混合物中含有大量的页岩粉尘与油形成的油泥，通过在油品集合管分离器或瓦斯塔分离器和油泥过滤器前增设固液旋流器，对油-水-泥三相混合物进行预分离，在底流部分得到油泥含量较大的浆液；2.旋流除尘器底流部分分离出的油泥浆料进入后续的油泥收集罐和油泥过滤器， 将油泥进行浓缩和收集，以便对其进行加工处理，而被油泥过滤器分离出的残余油水混合物则再次通向冷却洗涤部分进行循环。在本发明的第一方面，提供了一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩方法，该方法包括采用集合管除尘器和瓦斯塔除尘器在油泥回收流程前对冷却及洗涤过程产生的油-水-泥污水进行预分离，除去大部分的油水混合物；除尘器底流部分分离出的油泥浆料进入后续的油泥收集罐，沉淀后得到部分油泥；所得的油泥进入油泥过滤器，除去其中的水分，并进行油泥的浓缩和收集。在本发明中，采用两级回收体系，对集合管内的页岩油夹带的油泥进行第一级回收，对瓦斯塔内的页岩油夹带的油泥进行第二次回收。在本发明中，除尘器作为预分离装置，将油水混合物送入集合管分离器或瓦斯塔分离器，将油泥混合物送入油泥收集罐和油泥过滤器，减轻了两者的工作负荷，避免了油泥进入油水分离器后堵塞分离器管道，提高了油泥过滤器的工作效率。在本发明中，经固液除尘器分离和油泥收集罐沉淀后，进入油泥过滤器的油泥浆料的含泥量为1-10%，经过三者串联处理后的浓缩油泥含有油泥90-99%。在本发明的第二方面，提供了一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩装置，它包括用于油-泥回收预分离的集合管除尘器和瓦斯塔除尘器，设置于集泥罐底部三相混合物的出口；与所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器的溢流口相连的集合管分离器或瓦斯塔分离器，用于对除尘器的溢流进行油水分离；与所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器底流口相连的油泥收集罐，用于对除尘器底流油泥进行沉淀收集；
与所述油泥收集罐相连的油泥过滤器，用于对油泥收集罐出水进行油泥的进一步浓缩和收集。在本发明中，所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器可选自旋流除尘器。旋流除尘器是由一个或多个旋流芯管并联组成的，通过外设压力容器组装成整体；所述旋流除尘器均采用耐高压耐酸碱腐蚀材料。在本发明中，所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器的底流口与后续油泥收集罐成串联布置，所述油泥收集罐可选用各类沉降设备。在本发明中，所述油泥收集罐和后续油泥过滤器成串联布置，所述过滤器可选自卧螺离心机或各类过滤设备。在本发明中，所述旋流除尘器的安装方式为立式或倾斜式安装。本发明的方法和装置还可以用于其它含三相混合物的分级分步分离工艺过程。以下参看附图。图1是根据本发明的一个实施方式的油页岩干馏系统段油-泥回收的流程示意图。如图1所示，集合管1作为油页岩干馏焦油气冷却和洗涤装置，其出水口的油水混合物中含有大量的页岩粉尘、重金属离子、无机盐类与原油，页岩粉尘及各类杂质吸附原油油雾形成的油泥随油水混合物进入集泥罐2中，沉淀掉部分油泥后由泵3-1打入旋流除尘器4-1 进行预分离，以除去轻相(油水混合物)，轻相进入后续的集合管分离器5进行油水分离， 分离出的含油水循环回集合管1 ；重相则由旋流除尘器底流口进入油泥收集罐8收集掉一部分油泥之后用泵3-2打入油泥过滤器9对油泥进行进一步的浓缩，除去大部分水，浓缩后的油泥作为产品排出油泥过滤器，残余油水混合物经泵3-3泵送返回集泥罐2进行冷却洗涤；第一级集合管段的冷却洗涤水含泥量较高，经过洗涤和分离过程回收了大量油泥，第二级瓦斯塔部分由于前段已掉了大量油泥，含泥量相对较少，瓦斯塔6作为瓦斯气和从集合管气相出口进入的焦油气的冷却和洗涤装置，虽然进入瓦斯塔的瓦斯气和焦油气已经经过了一次洗涤，但依然夹带着一定量的页岩粉尘和其它杂质，使得瓦斯塔出水口的油水混合物中依然存在着一定量的油泥，因此将这些油水混合物用泵3-3打入旋流除尘器 4-2进行预分离除油除水后进入油泥浓缩流程的油泥收集罐8和油泥过滤器9，轻相则由旋流除尘器4-2的溢流口进入后续的瓦斯塔分离器7进行油水分离，分离出的含油水循环回瓦斯塔6，瓦斯塔所得产品进入后续部分处理。本发明的方法和装置的主要优点在于本发明采用固液旋流分离技术对油页岩干馏系统的集合管段和冷凝回收段的油泥回收系统进行了优化，先通过固-液旋流除尘器进行两级预分离，后采用油泥收集罐和油泥过滤器进行油泥的浓缩和收集；经过两级分离，产品油中油泥可以被完全分离，油泥得到很好的回收效果。本发明方法工艺先进，设备投资成本较低，占地面积小，故障率低，效果好，能耗低，能有效改进油页岩干馏系统的油泥回收。实施例下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。棚列1 蒲奸艦-俯傲页B工艺流稈该项目采用本发明的装置，其工艺流程如图1所示。分别在集合管部分和瓦斯塔部分设置油泥回收装置，形成两级回收系统。集合管1作为油页岩干馏焦油气冷却和洗涤装置，其出水口的油水混合物中含有大量的页岩粉尘、重金属离子、无机盐类与原油，页岩粉尘及各类杂质吸附原油油雾形成的油泥随油水混合物进入集泥罐2中，沉淀掉部分油泥后由泵3-1打入旋流除尘器4-1进行预分离，以除去轻相(油水混合物)，轻相进入后续的集合管分离器5进行油水分离，分离出的含油水循环回集合管1 ；重相则由旋流除尘器底流口进入油泥收集罐8收集掉一部分油泥之后用泵3-2打入油泥过滤器9对油泥进行进一步的浓缩，除去大部分水，浓缩后的油泥作为产品排出油泥过滤器，残余油水混合物经泵3-3泵送返回集泥罐2进行冷却洗涤；第一级集合管段的冷却洗涤水含泥量较高，经过洗涤和分离过程回收了大量油泥，第二级瓦斯塔部分由于前段已除去了大量油泥，含泥量相对较少，瓦斯塔6作为瓦斯气和从集合管气相出口进入的焦油气的冷却和洗涤装置，虽然进入瓦斯塔的瓦斯气和焦油气已经经过了一次洗涤，但依然夹带着一定量的页岩粉尘和其它杂质，使得瓦斯塔出水口的油水混合物中依然存在着一定量的油泥，因此将这些油水混合物用泵3-3打入旋流除尘器 4-2进行预分离除油除水后进入油泥浓缩流程的油泥收集罐8和油泥过滤器9。由于第二级油泥含量相对较少，将两个工艺部分的油-泥回收部分组合起来，两个旋流除尘器底流油泥浆料同时进入油泥收集罐和油泥过滤器，简化了工艺流程，充分发挥了各个设备的作用。技术效果在该工艺中，集合管段旋流器入口流量为212650kg/h，顶流口流量为207650kg/ h，底流口为5000kg/h，其中含泥量(指油岩灰)为416mg/L，含油量为1195ang/L。经过集合管段的洗涤与分离，瓦斯管段旋流器入口流量为503000kg/h，顶流口流量为493000kg/ h，底流口为10000kg/h，其中含泥量(指油岩灰)为95mg/L，含油量为3187mg/L。经过集合管段和瓦斯管段的洗涤和分离，空气塔段的分离器入口流量为含泥量(指油岩灰)为0，含油量为500mg/L。油泥得到了很好的回收。在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求
1.一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩方法，该方法包括分别对集合管和瓦斯塔中冷却及洗涤过程产生的油-水-泥污水进行除尘预分离，以除去油水混合物，得到油泥浆料；对所得的油泥浆料进行沉淀收集，得到油泥；对所得的油泥进行过滤，得到浓缩的油泥产品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所得的油泥浆料进行沉淀收集后得到的油泥的含泥量为1-10重量％，以所得的油泥的重量计。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所得的浓缩的油泥产品的油泥含量为90-99 重量％，以所得的浓缩的油泥产品的重量计。
4.一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩装置，该装置包括与连接集合管(1)的集泥罐( 的底部三相混合物出口连接的集合管除尘器(4-1)和与瓦斯塔(6)的出水口连接的瓦斯塔除尘器G-2)，用于分别对集合管和瓦斯塔中冷却及洗涤过程产生的油-水-泥污水进行除尘预分离，以除去油水混合物，得到油泥浆料；与集合管除尘器(4-1)和瓦斯塔除尘器(4-2)的底流口连接的油泥收集罐(8)，用于对所得的油泥浆料进行沉淀收集，得到油泥；与油泥收集罐( 连接的油泥过滤器(9)，用于对所得的油泥进行过滤，得到浓缩的油泥广品。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，该装置还包括分别与所述集合管除尘器 (4-1)和瓦斯塔除尘器(4-2)的溢流口连接的集合管分离器(5)和瓦斯塔分离器(7)，用于对除尘器的出水口排出的油水混合物进行油水分离。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器选自旋流除尘器，该旋流除尘器由一个或多个旋流芯管并联组成，所述旋流除尘器采用耐高压耐酸碱腐蚀材料。
7.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器与后续的油泥收集罐串联布置，所述油泥收集罐选用沉降设备。
8.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述集合管除尘器和瓦斯塔除尘器的安装方式为立式或倾斜式。
9.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述油泥收集罐与后续的油泥过滤器串联布置，所述油泥过滤器选自卧螺离心机或过滤设备。
全文摘要
本发明涉及油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩方法及装置，提供了一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩方法，该方法包括分别对集合管和瓦斯塔中冷却及洗涤过程产生的油-水-泥污水进行除尘预分离，以除去油水混合物，得到油泥浆料；对所得的油泥浆料进行沉淀收集，得到油泥；对所得的油泥进行过滤，得到浓缩的油泥产品。本发明还提供了一种油页岩干馏系统油泥分级回收与浓缩装置。
文档编号C02F1/38GK102153262SQ20101058458
公开日2011年8月17日 申请日期2010年12月13日 优先权日2010年12月13日
发明者吕文杰, 徐效梅, 李志明, 杨强, 汪华林, 沈其松, 王剑刚, 谢嘉 申请人:华东理工大学