专利名称：高效油母页岩干馏油气回收分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油化工与环保技术领域，尤其涉及一种高效油母页岩干馏油气回收分离装置。
背景技术：
油页岩又称油母页岩，是一种含有机质的沉积岩，一般属于高矿物质的腐泥煤，为低热值固体化石燃料，其色浅灰至深褐。它同石油一样，是由生物的残体混同泥沙变成的，所以可以用来炼油。在隔绝空气的条件下加热分解，经低温干馏可得页岩油、干馏气和页岩半焦。页岩油类似于原油，可作为燃料油或进一步加工制成汽油、柴油和下游石化产 品O页岩油提炼技术主要分地面干馏和原位(地下)干馏两类。地面干馏技术较为成熟，目前，全球的页岩油工业生产几乎均采用地面干馏技术。地面干馏技术是指将油页岩采出后，在地面用干馏设备对油页岩进行热解，使其生成页岩油。干馏装置是地面干馏的关键设备，通过干馏装置内热载气加热油页岩物料，从而分解出页岩油气，与循环瓦斯热载气、伴生水汽等一起，夹带一定量的页岩粉尘和焦油排出干馏装置。油气分离设备是干馏装置的关键，干馏出来的瓦斯、页岩油都需要通过分离设备进行有效分离。现有技术中，油母页岩干馏装置的油气分离设备主要由依次连接的瓦斯塔、空气塔以及冷却塔构成，瓦斯塔的内部自上而下为液体分布器、规整填料段、两个气体分布器；空气塔的内部自上而下依次为液体分布器、两个气体分布器，所述瓦斯塔以及空气塔中分别设有油气分离器件。系统处于微负压操作，需要分离设备具有极低的压力降，同时需要有很强的抗堵塞能力，目前，通常塔内件采用传统油气分离器件(折流板)进行油气分离，但由于干馏出来的瓦斯气中夹带有大量的油泥、碳粉等颗粒，极易造成分离设备中的折流板的堵塞，使装置不能长周期运行；另外，采用折流板虽然保证了装置平稳运行，但油收率较低，瓦斯气中夹带含量较高的页岩油，极大地影响经济效益，且造成严重的环境污染。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种高效油母页岩干馏油气回收分离装置，避免分离装置内的分离器件在长时间工作状态下出现堵塞现象，从而提高分离设备的使用寿命。本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案一种高效油母页岩干馏油气回收分离装置，包括依次连接的瓦斯塔、空气塔以及冷却塔；所述瓦斯塔的内部自上而下为液体分布器、规整填料段、两个气体分布器；所述空气塔的内部自上而下依次为液体分布器、两个气体分布器，所述瓦斯塔以及空气塔中分别设有油气分离器件，其特征在于所述油气分离器件主要由若干层角钢式淋降塔盘和若干层穿流式淋降塔盘构成复合式淋降塔盘，所述角钢式淋降塔盘包括盘榖以及角形钢，所述角形钢平行间隔固定在盘榖上；所述穿流式淋降塔盘包括盘体，所述盘体上均布有通孔。[0007]所述复合式淋降塔盘置于瓦斯塔中的两个气体分布器之间；复合式淋降塔盘的穿流式淋降塔盘位于角钢式淋降塔盘上方。所述复合式淋降塔盘的角钢式淋降塔盘置于空气塔中的液体分布器及与液体分布器相邻的气体分布器之间；所述复合式淋降塔盘的角钢式淋降塔盘和穿流式淋降塔盘置于空气塔中的两个气体分布器之间，所述穿流式淋降塔盘位于角钢式淋降塔盘的上方。所述复合式淋降塔盘的若干层穿流式淋降塔盘和若干层角钢式淋降塔盘上下平行间隔设置。所述角钢顶角角度范围为90-135°，对称斜边长度范围为50-200mm。所述角钢式淋降塔盘是5-12层，层间距为300-600mm。 所述穿流式淋降塔盘是3-8层，层间距为300-600mm。所述穿流式淋降塔盘开孔率为15-30%。所述穿流式淋降塔盘筛孔直径范围为Φ10 25πιπι。所述冷却塔的内部自上而下依次为液体分布器、油箱，所述油箱上部和下部为规整填料段，在冷却塔的下段安装有气体分布器。本实用新型的有益效果是采用复合淋降塔盘技术，设置高性能气体分布器保证入塔气体的均匀初始分布，在大颗粒油泥脱除段采用抗堵性能强的角钢式淋降塔盘，在中等颗粒脱除段采用分离效率更高的穿流式淋降塔盘，最后在瓦斯进入冷却塔之前采用高效穿流塔盘，这些新型塔内件保证了瓦斯气中油泥颗粒的高效脱除，大大提高了分离装置的使用寿命；同时采用高性能喷射式液体分布器使液体达到理想的初始分布，强化了过程的传质和传热；脱除颗粒后瓦斯的冷却采用高性能规整填料塔，有效提高了页岩油的回收率。
图I是本实用新型的工艺流程图；图2是瓦斯塔实施结构剖面示意图；图3是空气塔实施结构剖面示意图；图4是角钢式淋降塔盘俯视图；图5是角钢式淋降塔盘中的角钢横截面示意图；图6是角钢式淋降塔盘中的角钢布置示意图；图7穿流式淋降塔盘俯视图。图中，①、粗瓦斯、页岩油；(D、油泥通、热瓦斯；(!)、冷却水； 、冷空气；⑦、热空气、来自循环系统冷却水、冷瓦斯；⑩、去循环系统冷却水；I、瓦斯塔；2、液体分布器；3、规整填料段；4、气体分布器；5、穿流式淋降塔盘；
5-1、盘体；5-2、通孔；6、角钢式淋降塔盘；6-1、盘榖；6-2、角形钢；7、沉降池；8、空气塔；9、冷却塔；10、油箱。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式
。如图I至图3所示，一种高效油母页岩干馏油气回收分离装置，包括依次连接的瓦斯塔I、空气塔8以及冷却塔9 ;所述瓦斯塔用于对粗瓦斯气的一级洗涤冷却和对回用瓦斯气的加热，所述瓦斯塔的内部自上而下为液体分布器2、规整填料段3、两个气体分布器4。空气塔用于对粗瓦斯器的洗涤冷却和对进干馏段空气的加热，空气塔的内部自上而下依次为液体分布器2、两个气体分布器4，所述瓦斯塔以及空气塔中分别设有油气分离器件。在本实用新型中所述油气分离器件主要由若干层角钢式淋降塔盘6和若干层穿流式淋降塔盘5构成复合式淋降塔盘，如图4至图7所示，所述角钢式淋降塔盘包括盘榖6-1以及角形钢6-2，所述角形钢平行间隔固定在盘榖上；所述穿流式淋降塔盘包括盘体5-1，所述盘体上均布有通孔5-2。在瓦斯塔中，所述复合式淋降塔盘即若干层角钢式淋降塔盘6和若干层穿流式淋降塔盘5置于瓦斯塔中的两个气体分布器之间；复合式淋降塔盘的穿流式淋降塔盘5位于角钢式淋降塔盘6上方。在空气塔中，所述复合式淋降塔盘的角钢式淋降塔盘6置于空气塔中的液体分布器2及与液体分布器相邻的气体分布器4之间；所述复合式淋降塔盘的角钢式淋降塔盘和穿流式淋降塔盘置于空气塔中的两个气体分布器4之间，所述穿流式淋降塔盘位于角钢式 淋降塔盘的上方。冷却塔8用于对粗瓦斯气的三级洗涤冷却，以保证瓦斯的质量，采用填料塔方式设置，所述冷却塔的内部自上而下依次为液体分布器2、油箱10，所述油箱上部和下部为规整填料段3，在冷却塔的下段安装有气体分布器4。为了更好的达到更好的分离效果，所述复合式淋降塔盘的若干层穿流式淋降塔盘和若干层角钢式淋降塔盘上下平行间隔设置。在本实用新型中所述的角钢顶角角度范围为90-135°，优选为90°，对称斜边长度范围为50-200mm，优选为100mm。所述的角钢式淋降塔盘是5-12层，优选为8层，层间距为300-600mm，优选为400mm。穿流式淋降塔盘是3-8层，优选为5层，层间距为300-600mm，400mm。穿流式淋降塔盘开孔率为15-30%。穿流式淋降塔盘筛孔直径范围为Φ l(T25mm，其中，瓦斯塔中的穿流式淋降塔盘筛孔直径范围为Φ15 25πιπι，优选为20mm;空气塔中的穿流式淋降塔盘筛孔直径范围为Φ10-20πιπι，优选为 15mm。工作过程干馏出来的粗瓦斯气①通过气体分布器4从瓦斯塔I底部进入，在瓦斯塔I下部与从塔顶进入的循环冷却水⑤逆流接触，通过循环冷却水对粗瓦斯气冷却洗涤，洗涤下的油泥混合液进入沉降池7，沉降分离，上层是页岩油②，中间层是水层作为冷却洗涤用的循环冷却水通过泵送入瓦斯塔顶部，下层是油泥③。瓦斯塔的上部为回用瓦斯气与循环水换热段，回用瓦斯气被循环水加热后作为干馏工段的补充能源。瓦斯塔下部采用复合淋降塔盘，上部换热段采用高效规整填料。瓦斯塔出来的瓦斯气通过空气塔下部的气体分布器4进入空气塔8，在空气塔下部与从塔顶进入的循环冷却水⑤逆流接触，从而对瓦斯气进一步冷却洗涤，洗涤下的油泥混合液进入沉降池7，沉降分离，上层间层是页岩油②，中间层是水层，作为冷却洗涤用的循环冷却水通过泵送入瓦斯塔顶部，下层是油泥③。空气塔上部为空气换热段，入塔冷空气⑥与循环水换热升温后，热空气⑦作为主风送入干馏炉。空气塔上部和下部均采用复合淋降塔盘技术。空气塔出来的瓦斯气通过冷却塔下部的气体分布器4进入冷却塔9，与从塔顶进入的来自循环系统冷却水⑧逆流接触，进行深度洗涤和冷却，洗涤下的油泥混合液进入沉降池7，沉降分离，上层是页岩油②，中间层是水层⑩，经泵送至凉水塔进行冷却后循环去冷却塔使用，下层是油泥③。冷却塔采用高效规整填料技术。出塔瓦斯气体部分作为内燃机发电或锅炉燃料外送，部分经瓦斯气换热后回用于干馏燃料，部分瓦斯塔中部入塔与冷却水逆流换热进行换热。工作原理采用复合淋降塔盘技术，设置高性能气体分布器保证入塔气体的均匀初始分布，在大颗粒油泥脱除段采用抗堵性能强的角钢式淋降塔盘，在中等颗粒脱除段采用分离效率更高的穿流式淋降塔盘，最后在瓦斯进入冷却塔之前采用高效穿流塔盘，这些新型塔内件保证了瓦斯气中油泥颗粒的高效脱除，大大提高了分离装置的使用寿命；同时采用高性能喷射式液体分布器使液体达到理想的初始分布，强化了过程的传质和传热；脱除颗粒后瓦斯的冷却采用高性能规整填料塔，有效提高了页岩油的回收率。充分利用了穿流式淋降塔盘的“自洁”功能，增强了设备的抗堵能力，此种塔盘的特点穿流式淋降塔盘是气液逆流，气液的冲击搅动使液体中的固体均匀地混合并随液流的升降而升降，不会产生沉淀物造成的堵塞现象；塔盘上的液体只做轴向运动，而无气液错 流，更无滞留区，也不存在死角，因此不会产生固体的淤积堵塞；本发明的筛孔孔径范围分别是Φ10 20πιπι或Φ15 25πιπι，其抗堵能力强；本发明选用的穿流式淋降塔盘的孔面积较大，在气流冲击作用下液体中的固体物难以在筛孔形成堵塞现象。本发明的角钢式淋降塔盘的角钢除保持大、中型角钢抗堵能力强、压力降低的特点外，其直接传热效率明显提高。每层的角钢的使用数量大，故气液接触的次数多。由于穿流式淋降塔盘的孔间距的空间内具有淋降功能，因此总的传质传热效率优于溢流型塔盘。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种高效油母页岩干馏油气回收分离装置，包括依次连接的瓦斯塔、空气塔以及冷却塔；所述瓦斯塔的内部自上而下为液体分布器、规整填料段、两个气体分布器；所述空气塔的内部自上而下依次为液体分布器、两个气体分布器，所述瓦斯塔以及空气塔中分别设有油气分离器件，其特征在于所述油气分离器件主要由若干层角钢式淋降塔盘和若干层穿流式淋降塔盘构成复合式淋降塔盘，所述角钢式淋降塔盘包括盘榖以及角形钢，所述角形钢平行间隔固定在盘榖上；所述穿流式淋降塔盘包括盘体，所述盘体上均布有通孔。
2.根据权利要求I所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于所述复合式淋降塔盘置于瓦斯塔中的两个气体分布器之间；复合式淋降塔盘的穿流式淋降塔盘位于角钢式淋降塔盘上方。
3.根据权利要求2所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于所述复合式淋降塔盘的角钢式淋降塔盘置于空气塔中的液体分布器及与液体分布器相邻的气体分布器之间；所述复合式淋降塔盘的角钢式淋降塔盘和穿流式淋降塔盘置于空气塔中的两个气体分布器之间，所述穿流式淋降塔盘位于角钢式淋降塔盘的上方。
4.根据权利要求3所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于所述复合式淋降塔盘的若干层穿流式淋降塔盘和若干层角钢式淋降塔盘上下平行间隔设置。
5.根据权利要求4所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于所述的角钢顶角角度范围为90-135°，对称斜边长度范围为50-200mm。
6.根据权利要求5所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于所述的角钢式淋降塔盘是5-12层，层间距为300-600mm。
7.根据权利要求6所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于穿流式淋降塔盘是3-8层，层间距为300-600mm。
8.根据权利要求7所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于穿流式淋降塔盘开孔率为15-30%。
9.根据权利要求7所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于穿流式淋降塔盘筛孔直径范围为Φ10 25πιπι。
10.根据权利要求I至9任意之一所述的高效油母页岩干馏油气回收分离装置，其特征在于所述冷却塔的内部自上而下依次为液体分布器、油箱，所述油箱上部和下部为规整填料段，在冷却塔的下段安装有气体分布器。
专利摘要本实用新型涉及石油化工与环保技术领域，尤其涉及一种高效油母页岩干馏油气回收分离装置，包括依次连接的瓦斯塔、空气塔以及冷却塔；所述瓦斯塔以及空气塔中分别设有油气分离器件，所述油气分离器件主要由若干层角钢式淋降塔盘和若干层穿流式淋降塔盘构成复合式淋降塔盘，所述角钢式淋降塔盘包括盘榖以及角形钢，所述角形钢平行间隔固定在盘榖上；所述穿流式淋降塔盘包括盘体，所述盘体上均布有通孔。这些新型塔内件保证了瓦斯气中油泥颗粒的高效脱除，大大提高了分离装置的使用寿命；同时采用高性能喷射式液体分布器使液体达到理想的初始分布，强化了过程的传质和传热；脱除颗粒后瓦斯的冷却采用高性能规整填料塔，有效提高了页岩油的回收率。
文档编号C10L3/10GK202465624SQ20122005997
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者王丰 申请人:天津济泰科技有限公司