一种耦合气体和固体热载体的油页岩综合利用系统及工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于能源与化工技术领域，具体涉及一种耦合气体和固体热载体的油页岩 综合利用系统及工艺。
【背景技术】
[0002] 在能源短缺问题日益严峻和国际油价处于高位震荡的情况下，油页岩作为最有前 景的替代能源之一，其开发利用受到世界各国广泛重视。在今后的5-10年，世界页岩油年 产量可能增至2.OX107吨，可有效缓解原油短缺。我国油页岩储量折算成页岩油有476亿 吨，为石油储量的2倍。大力发展油页岩炼油技术有利于缓解我国石油资源供需矛盾，为实 现能源多元化提供切实可行的途径。
[0003] 目前，我国正在工业生产或正在工业化筹建之中的干馏技术主要是地上干馏技 术，包括气体热载体和固体热载体干馏技术。气体热载体技术只能处理块状油页岩，粒径大 于等于10_。与此同时，开采和破碎过程中产生的小颗粒油页岩（约占原料的20-40%) 将被废弃。这种处理方式不仅需要浪费大量土地堆放这些小颗粒油页岩，而且必将造成资 源能源的极度浪费。
[0004] 考虑到小颗粒油页岩（〈10mm)符合固体热载体干馏技术对油页岩粒径的要求。对 比气体热载体干馏技术，固体热载体干馏技术的油收率可达到90% -96%，油页岩利用率 高达100%，生产过程的耗水量小，废水废渣排放量小。该技术需消耗电力而增加了生产费 用，是其缺点。所以对油页岩利用的最佳方式是将粒径较大的油页岩用气体热载体干馏技 术，小颗粒油页岩采用固体热载体干馏技术。这样既可提高气体热载体干馏技术的资源效 率，也可以解决固体热载体电耗大的问题，提高过程的经济效益。
【发明内容】
[0005] 为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种耦合气体和 固体热载体的油页岩综合利用系统。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种采用上述耦合气体和固体热载体的油页岩综合 利用系统的工艺。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] 一种耦合气体和固体热载体的油页岩综合利用系统，所述系统包括破碎筛分单 元、气体热载体干馏炉、洗涤饱和塔、油气分离单元、供热单元、发电单元、第一换热器、固体 热载体干馏炉、第一燃烧炉、第二换热器和建材生产单元；
[0009]所述破碎筛分单元将油页岩分离成粒径多10mm和粒径< 10mm两部分，所述破碎 筛分单元设有油页岩原料的入口，破碎筛分单元的出口分为两个通道，一个通道通过管道 与气体热载体干馏炉的多1〇_的油页岩原料入口相连接，另一个通道通过管道与第一换 热器相连接，第一换热器的出口通过管道与固体热载体干馏炉的小于l〇mm的油页岩原料 入口相连接；
[0010] 所述气体热载体干馏炉的第一炉出口气出口通过管道与洗涤饱和塔的炉出口气 入口相连接，气体热载体干馏炉的第一灰渣出口通过管道与建材生产灰渣入口相连接；洗 涤饱和塔的第一净化气出口通道通过管道和固体热载体干馏炉的第二净化出口气混合后 与油气分离单元的净化出口气入口相连接，洗涤饱和塔设有第一空气入口，洗涤饱和塔的 主风出口通过管道与气体热载体干馏炉的主风入口相连接；油气分离单元的燃烧干馏气出 口通过管道与供热单元的燃烧干馏气入口相连接，油气分离单元的动力干馏气的出口通过 管道与发电单元的动力干馏气入口相连接；油气分离单元的循环干馏气出口通过管道与供 热单元的循环干馏气入口相连接；供热单元的热循环干馏气出口通过管道与气体热载体干 馏炉的循环干馏气入口相连接；
[0011] 所述的第一换热器的预热油页岩出口通过管道与固体热载体干馏炉的油页岩入 口相连接，固体热载体干馏炉的半焦和灰渣混合物流通过管道与第一燃烧炉的半焦灰渣混 合物流的入口相连接；第一燃烧炉的循环灰渣出口通过管道与固体热载体干馏炉的循环灰 渣入口相连接，第一燃烧炉的剩余灰渣出口通过管道与第二换热器的灰渣入口相连接；第 二换热器的第二灰渣出口通过管道与建材生产单元的灰渣入口相连接；第一燃烧炉的第三 烟气出口通过管道与第一换热器的烟气入口相连接；
[0012] 所述的第二换热器设有第二空气入口，预热后的第三空气出口与第一燃烧炉的空 气入口相连接。
[0013] 优选的，所述供热单元包含加热炉和第三换热器；
[0014] 所述的供热单元设有第四空气入口，加热炉的第七烟道气出口通过管道与第三换 热器的烟气入口相连接。
[0015] 优选的，所述油气分离单元包含洗涤塔、冷却塔、电捕箱和第一混合器；
[0016] 所述的油气分离单元设有第四净化出口气入口，洗涤塔出来的第一洗涤干馏气通 过管道与冷却塔的洗涤气入口相连接；洗涤塔出来的第一油水混合物出口分为两个通道， 一个通道通过管道与第一冷却器的第一洗涤水入口相连接，另一个通道通过管道与第一混 合器的第三页岩油入口相连接；冷却塔出来的第二洗涤干馏气通过管道与电捕箱的洗涤气 入口相连接；冷却塔出来的第二油水混合物出口分为两个通道，一个通道通过管道与第二 冷却器的第三洗涤水入口相连接，另一个通道通过管道与第一混合器的第四页岩油入口相 连接；电捕箱出来的干馏气分为三个通道，一个通道通过管道与加热炉的燃烧干馏气入口 相连接，一个通道通过管道与加热炉的循环干馏气入口相连接，剩下的与发电单元的动力 干馏气入口相连接；电捕箱出来的第五页岩油通过管道与第一混合器的第五页岩油入口相 连接。
[0017] 优选的，所述发电单元包含第二燃烧炉、空气压缩机、透平机、蒸汽透平机、余热回 收装置和第二混合器；
[0018] 所述发电单元设有动力干馏气入口，第二燃烧炉的第四烟气通过管道与透平机的 烟气入口相连接，空气压缩机设有第五空气入口，空气压缩机的第六空气出口通过管道与 第二燃烧炉的空气入口相连接；透平机的第五烟气的出口通过管道与余热回收装置的烟气 入口相连接；余热回收装置的蒸汽出口通过管道与蒸汽透平机的蒸汽入口相连接；蒸汽透 平机的冷凝水通过管道与余热回收装置的新鲜水入口相连接。
[0019] 一种采用上述耦合气体和固体热载体的油页岩综合利用系统的工艺，包括如下步 骤：
[0020] 油页岩原料经过破碎筛分单元后，筛选得到粒径多10mm的油页岩进入气体热载 体干馏炉；粒径<l〇mm的油页岩与烟气预热后进入固体热载体干馏炉，气体热载体干馏 炉出口气经洗涤饱和塔洗涤后与固体热载体干馏炉产生的出口气混合，再进入油气分离单 元；
[0021] 油气分离单元得到的页岩油作为产品外销，产生的气体一部分作为燃烧气用于加 热循环干馏气，一部分作为循环干馏气，剩余的用于燃烧发电；
[0022] 固体热载体干馏炉的热量通过循环灰渣实现，剩余的灰渣用于生产建材。
[0023] 优选的，所述进入气体热载体干馏炉的油页岩粒径为10~75mm。
[0024] 优选的，所述气体热载体干馏炉的干馏温度为460~560°C，压力为0.IMPa。
[0025] 更优选的，所述气体热载体干馏炉的干馏温度为520°C。
[0026] 优选的，所述固体热载体干馏炉的干馏温度为460~540°C，压力为0?IMPa。
[0027] 更优选的，所述固体热载体干馏炉的干馏温度为500°C。
[0028] 优选的，所述循环干馏气的温度为550~600°C，压力为0.IMPa。
[0029] 优选的，所述循环干馏气量为350~450NmV(t?油页岩）。
[0030] 优选的，所述烟气预热温度为90~150 °C。
[0031] 更优选的，烟气预热温度为120°C。
[0032] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
[0033] (1)利用目前大量气体热载体干馏炉不能利用的小颗粒生产页岩油，"变废为宝"， 减少油页岩干馏过程中固体废弃物的排放量，减少了堆放土地面积和环境污染。更重要的 是可以提高10-20%的油页岩利用率，大幅度提高过程经济效益；
[0034] (2)将两种干馏炉的干馏气混合后发电，将过程产生的灰渣用于生产建筑材料，皆 可有效提高传