一种油砂生产改质油联产蒸汽的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油砂生产改质油联产蒸汽的方法。
【背景技术】
[0002] 据预测，2020年我国石油消费量将达到5. 7亿吨，届时我国石油产量只有1. 8~ 2. 0亿吨，进口石油为3. 8亿吨，原油对外依存度将高达67%。随着常规石油储量日益减少， 非常规石油资源--油砂将成为21世纪重要的能源资源之一。利用油砂生产清洁轻质油 品，是应对石油资源短缺的必由之路。
[0003] 油砂又称浙青砂，是一种附着浙青或其它重质油的砂石或砂岩，其组成为浙青、 水、砂粒和黏土矿物质混合物。油砂分布广泛，储量丰富，其全球可采资源量约为6. 51 X 1011 桶，约占世界油气资源可采总量（2. 037X 1012桶）的32%。据统计，世界油砂资源折合成重 油为3000~6000亿吨，远远大于常规石油探明储量。世界上有70多个国家蕴藏油砂资 源，总储量估计约为4万亿桶原油。我国也有相当数量的油砂资源，其远景资源量为100亿 吨。大规模工业开发和利用国内外储量丰富的油砂资源，实现油气来源多元化，对于发展和 稳定国民经济、维护国家安全，都具有重要的经济和战略意义。因此从长远来看，油砂也必 将成为我国未来重要的能源资源之一。
[0004] 根据油砂对水相和油相的亲和性，油砂的结构分为水润性、油润性和中等润湿性 结构三种。从油砂中提取油品的方法主要有：热碱水分离法、有机溶剂分离及直接热转化法 等。热碱水分离法是目前广泛应用的商业化方法，但该法的缺点引起广泛关注：消耗大量的 水资源，产生的含碱废水对环境污染严重且治理困难，而且分离得到的浙青中还混有粘土 和细小砂粒，仍需进一步溶剂萃取分离；况且，该法的最大缺点是对油砂类型的适应性差： 其对水润型油砂具有很高的浙青洗脱率，而对油润型油砂，浙青洗脱率很低。有机溶剂分离 法对油润性油砂有效，但该法采用甲苯、柴油、石脑油等有机溶剂进行抽提，其成本较高；且 脱浙青后油砂砂砾表面仍然存有少量溶剂，露天堆积会对环境造成很大污染，因此很少利 用此法进行商业化生产，主要用于实验室研究。
[0005] CN 200810167017公开了一种油砂直接流化床焦化的方法和装置，该方法为：油 砂原料在焦化反应器中与来自密相烧焦反应器的高温砂混合、换热后进行焦化反应，油气 除尘后进入分馏及吸收稳定系统，附焦砂经汽提后进入烧焦管。该方法与干馏法都属于油 砂热转化范畴。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种油砂生产改质油联产蒸汽的工艺方法，解决油砂流化热 处理过程热平衡问题，并实现能量优化利用。
[0007] 本发明所述的的一种油砂生产改质油联产蒸汽的工艺方法是：油砂经过粉碎筛 分后，得到的粉状浙青砂，经过加料系统进入循环流化床反应器，与高温砂接触换热，在热 作用下，沙砾上附着的石油组分发生裂解气化，同时生成少量焦炭，所产油气经过冷凝分馏 塔，部分釜底渣油泵送返回反应器；附着焦炭的沙砾在反应器下部排出，经循环输送管路进 入烧焦器，在富氧条件下焦炭燃烧，部分载热沙砾循环返回反应器，为油砂处理提供热源。 另外部分沙砾经过换热为蒸汽发生系统提供热源，排出后作为性质优良的建筑材料。
[0008] 整个处理过程常压操作，反应器温度控制范围450-500°C，烧焦器的温度为 700-800°C，沙砾循环比为5-10。
[0009] 该过程可以由油砂生产性质较好的改质油，同时生产大量蒸汽，能量得到充分利 用。
【具体实施方式】
[0010] 油砂经过机械粉碎筛分后，得到的粉状浙青砂，经过加料系统进入循环流化床反 应器，与高温砂接触换热，在热作用下，沙砾上附着的石油组分发生裂解气化，同时生成少 量焦炭，所产油气经过冷凝分馏系统，部分釜底渣油泵送返回反应器；附着焦炭的沙砾在反 应器下部排出，经循环输送管路进入烧焦器，在富氧条件下焦炭燃烧，部分载热沙砾循环返 回反应器，循环比视所产焦炭量而定，为油砂处理提供热源。另外部分沙砾经过换热为蒸汽 发生系统提供热源，排出后可用作建筑材料。
[0011] 实施例：新疆油砂综合利用
[0012] 新疆某区块油砂性质数据如下：浙青质9. 55w%，水分1. 55w%，，矿物质88. 9w%。
[0013] 新鲜油砂物料经过粉碎后，得到堆积密度1. 37g/cm3,颗粒密度，2250kg/m3,休止 角，38°。经过加料器进入流化床反应器，反应器下部另有两股物料，700°C的高温循环沙 砾，350°C的循环浙青，三种物料在反应器内混合接触，在水蒸气作为流化介质的条件下接 触反应。
[0014] 本处理过程控制沙砾循环量/新鲜油砂进料为6,分馏塔釜底渣油（500°C以上馏 分）50%返回反应器，其余馏分调和得到改质油。归一后产物分布数据为：气体6. 5w%，改质 油74. 2w%，焦炭19. 3w%。改质油主要性质如表1所示。
[0015] 表1产品性质
[0016]
【主权项】
1. 一种油砂直接生产改质油联产蒸汽的方法，其特征在于：油砂经过粉碎筛分后，得 到的粉状浙青砂，经过加料系统进入循环流化床反应器，与高温砂接触换热，在热作用下， 沙砾上附着的石油组分发生裂解气化，同时生成少量焦炭，所产油气经过冷凝分馏塔，部分 釜底渣油泵送返回反应器；附着焦炭的沙砾在反应器下部排出，经循环输送管路进入烧焦 器，在富氧条件下焦炭燃烧，部分载热沙砾循环返回反应器，为油砂处理提供热源，另外部 分沙砾经过换热为蒸汽发生系统提供热源。
2. 根据权利要求1所述的油砂直接生产改质油联产蒸汽的方法，其特征在于：所加工 油砂原料含油率为6. 0-12. 0%。
3. 根据权利要求1所述的油砂直接生产改质油联产蒸汽的方法，其特征在于：流化床 反应器温度控制范围420-500°C，烧焦器的温度为680-800°C，沙砾循环比为3-8。
4. 根据权利要求1所述的油砂直接生产改质油联产蒸汽的方法，其特征在于：基于整 个系统热平衡需要，灵活切割分馏塔釜底渣油馏分，循环比例可控制在10-100%范围内。
5. 根据权利要求1所述的油砂直接生产改质油联产蒸汽的方法，其特征在于：外排沙 砾经过取热器，取得的热量用于发生蒸汽，所产蒸汽可满足系统自用，余量补充至蒸汽管 网。
【专利摘要】本发明涉及一种油砂直接生产改质油联产蒸汽的方法；油砂经过粉碎筛分后，得到的粉状沥青砂，经过加料系统进入循环流化床反应器，与高温砂接触换热，在热作用下，沙砾上附着的石油组分发生裂解气化，同时生成少量焦炭，所产油气经过冷凝分馏塔，部分釜底渣油泵送返回反应器；附着焦炭的沙砾在反应器下部排出，经循环输送管路进入烧焦器，在富氧条件下焦炭燃烧，部分载热沙砾循环返回反应器，为油砂处理提供热源，另外部分沙砾经过换热为蒸汽发生系统提供热源；该过程可以由油砂生产性质较好的改质油，同时生产大量蒸汽，能量得到充分利用。
【IPC分类】C10B53-06, C10G1-00, F22B1-04
【公开号】CN104650941
【申请号】CN201310597115
【发明人】刘银东, 付兴国, 张艳梅, 侯经纬, 张璐瑶, 卢竟蔓, 许倩
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月22日