专利名称：新型油页岩干馏油气冷凝回收节能装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置和方法。
背景技术：
油页岩是一种固体化石燃料。我国油页岩资源丰富，分布范围广，主要分布于东部 和中部，其次为青藏、西部和南部。全国油页岩预测资源为7200亿t，折算为页岩油资源为 476亿t。油页岩查明资源为500亿t，折算为页岩油的查明资源约为27. 4亿t，其中可开 发利用的查明页岩油资源约为11亿t。由此可见，我国的油页岩资源丰富，有良好的开发利 用前景。近年来，随着世界能源危机不断加剧以及全球石油需求不断上升，国际油价持续 走高，使得世界各国都在为寻求新的能源而努力，油页岩的开发与利用又重新得到了重视。 利用油页岩通过干馏技术生产页岩油替代石油资源已成为重要的备选方案，受到了各国政 府和企业界的高度重视。油页岩干馏技术中的冷凝回收系统直接影响到产品的质量，工艺的能耗和环保问 题，是油页岩干馏技术中的重要环节。目前国内大多数的油页岩干馏油气冷凝回收系统都 是借鉴焦化行业上的水洗工艺，存在能量回收率低、循环水量大等缺点。油页岩干馏油气冷 凝回收水洗工艺流程见附图2。水洗工艺流程如下来自干馏车间的高温干馏油气进入水 洗塔40。在水洗塔40中高温干馏油气的温度降至80-90°C，同时有50% -60%的页岩油油 气冷凝下来。水洗塔40塔底的汽液渣混合物一起进入汽液分离器41。分离出的液固混合 物进入机械化澄清槽47。机械化澄清槽41分离出的水除了少部分作为剩余水送至焚烧，其 余部分作为循环水进入循环水中间槽48和循环水槽49，由循环水泵50送至水洗塔40冷 却油页岩干馏油气。分离后的页岩油经过页岩油中间槽51和页岩油槽52后，由页岩油泵 53送至罐区。汽液分离器41顶部的干馏气进入横管初冷器42，分别用冷却水和制冷水将 煤气间接冷却至22 30°C，上段和下段冷凝液经过冷凝液循环槽54后由冷凝液泵55送至 机械化澄清槽47。经过横管初冷器42的干馏气由鼓风机43升压后，进入电捕焦油器44， 再次回收页岩油。电捕焦油冷凝液进入电捕焦油冷凝液槽45后，由冷凝液液下泵46送至 机械化澄清槽47。水洗工艺流程比较落后，所需循环水用量大，能耗高，投资较大。目前国内在油页岩干馏油气冷凝回收系统方面的研究还很少，技术也不成熟，因 此还需要大量的基础研究。本专利提出了一种新型的油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置 和方法，弥补国内在该方面研究的缺口。
发明内容
本发明的目的，是为油页岩干馏气提供一种新型的冷凝回收节能装置及方法。本 发明采用五塔流程，分离后得到合格的干气，汽油，柴油及重油。本发明的技术方案如下一种新型油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置，包括分馏塔1、急冷塔2，汽油吸收塔3，汽油解吸塔4，柴油吸收塔5，侧线柴油汽提塔14和油水分离罐15 ；其特征是进入分 馏塔1上设置有干馏气入口 18 ；分馏塔1设置有多个泵循环；分馏塔1侧线出口 19与汽提 塔14连接；汽提塔14塔顶气相出口 20与分馏塔1连接；分馏塔1塔顶气相21与急冷塔2 塔底连接；急冷塔塔底出口 22与油水分离器15相连接；油水分离器上部设置汽油出口 23 ； 油水分离器的水相出口 24与急冷水一级冷凝器11连接，一级冷凝器的急冷水出口 25分别 与急冷塔2中部及急冷水二级冷凝器12连接，急冷水二级冷凝器26出口与急冷塔2顶部 连接；急冷塔2塔顶气相27与压缩机13连接，然后经过冷凝器10后与分相罐16连接；分 相罐16侧线的汽油出口 29与汽油吸收塔3的塔顶连接；分相罐16顶部气体28、汽油吸收 塔3塔底的液相30及汽油解吸塔4塔顶的气体32与平衡罐17连接；平衡罐17的气相出 口 33与汽油吸收塔3的塔底连接，平衡罐17的液相出口 34与汽油解吸塔4塔顶连接；汽 油解吸塔4塔底设置有再沸器9 ；汽油解吸塔塔底设置合格汽油出口 39 ；汽油吸收塔3塔顶 的气体出口 31与柴油吸收塔5塔底连接；柴油吸收塔5塔顶设置干气出口 36，塔底设置液 相出口 35。 所述的分馏塔1上段设置高效规整填料37，塔下段设置防堵塞内件38。规整填料 37具有20 40块理论板；防堵塞内件38为人字挡板或格栅填料。分馏塔1侧线采出柴油19的采出位置为第6块理论板 第20块理论板。分馏塔 内设置了 1 6泵循环。采用本发明的装置处理高温油页岩干馏油气的工艺，其特征为高温油页岩干馏油 气进入分馏塔。侧线抽出柴油，柴油进入一个蒸汽汽提塔以保证柴油的初馏点符合要求。重 油从塔底采出。为了取走分馏塔的余热，在分馏塔内设置了 1 6个泵循环。分馏塔塔顶 的气相进入急冷塔。在急冷塔内采用两股不同温度的循环水进行冷却，急冷塔塔底的油水 混合物进入油水分离器，分离出的水冷却后部分返回急冷塔中部，另一部分继续冷却至更 低温度后进入急冷塔顶部。急冷塔塔顶气相经过压缩机加压后，进入冷凝器冷凝后进人分 相罐。分相罐分离出的汽油从塔顶进入汽油吸收塔。分相罐分离出的气体与汽油吸收塔塔 底的液相及汽油解吸塔塔顶的气相混合后进入平衡罐。平衡罐顶部的气体进入汽油吸收塔 底部，平衡罐底部的液相进入汽油解吸塔塔顶。汽油解吸塔塔釜设置有再沸器。汽油吸收 塔的塔顶气体进入柴油吸收塔，进一步将气体中的重组分吸收。新型油页岩干馏油气冷凝回收节能工艺中，高温干馏油气温度为420 600°C。分 馏塔压力为0. 05 0. 3Mpa,塔顶温度控制在60 150°C，塔底温度控制在280 360°C，理 论板为20 60 ；急冷塔压力为0. 06 0. 16Mpa，塔顶温度控制在30 50°C，塔底温度控 制在60 85°C，理论板数位10 40 ；汽油吸收塔的压力为0. 5 2Mpa，塔顶控制在20 60°C，理论板为20 50 ；汽油解吸塔，压力为0. 6 1. 5Mpa，塔顶控制在30 70°C，理论 板为20 60 ；柴油吸收塔的压力为0. 6 1. 3Mpa，塔顶控制在20 60°C，理论板为20 60。本发明提出了一种新型油页岩干馏油气冷凝回收节能工艺，除了将高温干馏油气 中的页岩油回收，还将页岩油切割成汽油，合格的柴油和重油。通过汽油吸收塔，汽油解吸 塔和柴油吸收塔，最终得到合格的干气和汽油。
图1为本发明的新型页岩干馏油气冷凝回收节能工艺流程图；图2为页岩油干馏油气冷凝回收水洗工艺流程图；其中1_分馏塔、2-急冷塔，3-汽油吸收塔，4-汽油解吸塔，5-柴油吸收塔，6_底 部泵循环；7-中段泵循环；8-顶部泵循环；9-汽油解吸塔再沸器；10-冷凝器；11-急冷 水-级冷凝器；12-急冷水二级冷凝器；13-压缩机，14-侧线蒸汽汽提塔；15-油水分离器； 16-分相罐；17-平衡罐；18-干馏气入口 ；40-水洗塔；41-汽液分离器；42-横管初冷器； 43-鼓风机；44-电捕焦油器；45-电捕焦油器冷凝液槽；46-冷凝液液下泵；47-机械化澄 清槽；48-页岩油中间槽；49-页岩油槽；50-页岩油泵；51-循环水中间槽；52-循环水槽， 53-循环水泵；54-冷凝液循环槽；55-冷凝液泵。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的详细说明对比例中的油页岩干馏油气冷凝回收水洗工艺流程，如图2所示。以某炼油厂为例，其高温干馏油气量为22187kg/h，进料温度为490°C。高温干馏 油气进入水洗塔。在水洗塔中干馏油气的温度由490°C降至90°C，同时有60%的页岩油油 气冷凝下来。水洗塔塔底的固液渣混合物进入汽液分离器。分离出的固液混合物进入机械 化澄清槽。机械化澄清槽分离的水大部分循环至水洗塔用于冷却高温干馏油气，少部分作 为剩余水送至焚烧。分离的页岩油经过页岩油罐后由页岩油泵送至罐区。页岩油渣收集后 定期作为燃料售出。汽油分离器顶部气相进入横管初冷器，分别用冷却水(32 40°C )和 制冷水(16 32°C )将干馏气间接冷却至45°C和22°C。横管初冷器的冷凝液经过冷凝液 槽后由冷凝液泵送至机械化澄清槽。经过横管初冷器的干馏气由鼓风机升压后，进入电捕 焦油器，再次回收焦油后。
具体实施例方式本发明的新型油页岩干馏油气冷凝回收节能工艺如图1所示，在发明内容中已经 详细说明了连接方式，操作条件，流程工艺等，在此只是典型说明。高温油页岩干馏油气进入分馏塔。侧线抽出柴油，柴油进入一个蒸汽汽提塔以保 证柴油的初馏点符合要求。重油从塔底采出。为了取走分馏塔的余热，在分馏塔内设置了 三个泵循。分馏塔塔顶的气相进入急冷塔。在急冷塔内采用两股不同温度的循环水进行冷 却，急冷塔塔底的油水混合物进入油水分离器，分离出的水冷却后部分返回急冷塔中部，另 一部分继续冷却到更低温度后进入急冷塔顶部。急冷塔塔顶气相经过压缩机加压后，进入 冷凝器冷凝后进人分相罐。分相罐分离出的汽油从塔顶进入汽油吸收塔。为了进一步将气 体中的汽油冷却，分离出的气体与汽油吸收塔塔底的液相及汽油解吸塔塔顶的气相塔底混 合后进入平衡罐。平衡罐顶部的气体与汽油吸收塔底部连接，液相进入汽油解吸塔塔顶。汽 油解吸塔塔釜设置有再沸器。汽油吸收塔的塔顶气体进入柴油吸收塔，进一步将气体中的 重组分吸收。在同样处理量、进料条件等条件下，将上述两种工艺处理效果进行比较，比较结果 如下1.能量回收
表1实施例的能量回收表
权利要求
一种新型油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置，包括分馏塔(1)、急冷塔(2)，汽油吸收塔(3)，汽油解吸塔(4)，柴油吸收塔(5)，侧线柴油汽提塔(14)和油水分离罐(15)；其特征是进入分馏塔(1)上设置有干馏气入口(18)；分馏塔(1)设置有多个泵循环；分馏塔(1)侧线出口(19)与汽提塔(14)连接；汽提塔(14)塔顶气相出口(20)与分馏塔(1)连接；分馏塔(1)塔顶气相(21)与急冷塔(2)塔底连接；急冷塔塔底出口(22)与油水分离器(15)相连接；油水分离器上部设置汽油出口(23)；油水分离器的水相出口(24)与急冷水一级冷凝器(11)连接，一级冷凝器的急冷水出口(25)分别与急冷塔(2)中部及急冷水二级冷凝器(12)连接，急冷水二级冷凝器(26)出口与急冷塔(2)顶部连接；急冷塔(2)塔顶气相(27)与压缩机(13)连接，然后经过冷凝器(10)后与分相罐(16)连接；分相罐(16)侧线的汽油出口(29)与汽油吸收塔(3)的塔顶连接；分相罐(16)顶部气体(28)、汽油吸收塔(3)塔底的液相(30)及汽油解吸塔(4)塔顶的气体(32)与平衡罐(17)连接；平衡罐(17)的气相出口(33)与汽油吸收塔(3)的塔底连接，平衡罐(17)的液相出口(34)与汽油解吸塔(4)塔顶连接；汽油解吸塔(4)塔底设置有再沸器(9)；汽油解吸塔塔底设置合格汽油出口(39)；汽油吸收塔(3)塔顶的气体出口(31)与柴油吸收塔(5)塔底连接；柴油吸收塔(5)塔顶设置干气出口(36)，塔底设置液相出口(35)。
2.如权利要求1所述的新型油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置，其特征是分馏塔 (1)上段设置高效规整填料(37)，塔下段设置防堵塞内件(38)。
3.如权利要求2所述的新型油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置，其特征是所述的规 整填料(37)具有20 40块理论板；防堵塞内件(38)为人字挡板或格栅填料。
4.如权利要求1所述的新型油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置，其特征是柴油(19) 侧线采出位置为第6块理论板 第20块理论板。
5.如权利要求2所述的新型油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置，其特征是所述的在 分馏塔内设置了1 6泵循环。
6.权利要求1的一种新型油页岩干馏油气冷凝回收方法，其特征是高温干馏油气温度 为420 600°C ；分馏塔压力为0. 05 0. 3Mpa,塔顶温度控制在60 150°C，塔底温度控制 在280 360°C，理论板为20 60 ；急冷塔压力为0. 06 0. 16Mpa，塔顶温度控制在30 50°C，塔底温度控制在60 85°C，理论板数位10 40 ；汽油吸收塔的压力为0. 5 2Mpa， 塔顶控制在20 60°C，理论板为20 50 ；汽油解吸塔，压力为0. 6 1. 5Mpa，塔顶控制在 30 70°C，理论板为20 60 ；柴油吸收塔的压力为0. 6 1. 3Mpa,塔顶控制在20 60°C， 理论板为20 60。
全文摘要
本发明涉及一种新型的油页岩干馏油气冷凝回收的节能装置和方法。分馏塔侧线抽出柴油，重油从塔底采出。分馏塔塔顶的气相进入急冷塔。由两股不同温度的循环水进行冷却，急冷塔塔底的油水混合物进入油水分离器。急冷塔塔顶气相进人分相罐。分相罐分离出的汽油从塔顶进入汽油吸收塔。分相罐分离出的气体与汽油吸收塔塔底的液相及汽油解吸塔塔顶的气相混合后进入平衡罐。平衡罐底部的液体从塔顶进入汽油解吸塔。汽油吸收塔的塔顶气体进入柴油吸收塔，进一步将气体中的重组分吸收。本发明除了将高温干馏油气中的页岩油回收，还将页岩油切割成汽油，合格的柴油和重油。通过汽油吸收塔，汽油解吸塔和柴油吸收塔，最终得到合格的干气和汽油。
文档编号C10B53/06GK101948698SQ201010506739
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月14日 优先权日2010年10月14日
发明者李洪, 李鑫刚, 陈娟娟, 隋红 申请人:天津大学;北洋国家精馏技术工程发展有限公司