一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺的制作方法
【专利摘要】本发明是一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺，其特点是，包括的内容有：循环瓦斯气升温流程、高温烟气降温流程、积炭的处理和积灰的处理，循环瓦斯气升温流程由交替切换的第一循环瓦斯气升温流程或第二循环瓦斯气升温流程，将热处理的高温循环瓦斯送入干馏炉；高温烟气降温流程由交替切换的第一高温烟气降温流程或第二高温烟气降温流程，将燃烧炉的高温烟气经降温处理的烟气排入排烟系统；并能够交替切换对高温热管加热器进行积炭和积灰处理，具有工艺流程合理，便于操作，故障率低，油页岩干馏效率高等优点。
【专利说明】一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及油页岩气体热载体干馏炼油【技术领域】，是一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气
工艺。
【背景技术】
[0002]油页岩是一种沉积岩，具有无机矿物质的骨架，并含有固体有机质，主要为油母质及少量沥青质。油页岩经低温干馏(约5501:)可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。因此可以替代石油，成为石油资源的有力补充。
[0003]油页岩干馏炉类型很多，按所用加热载体的不同，可分为气体热载体干馏炉和固体热载体干馏炉两大类。当前国内投入运行的主要是气体热载体干馏炉，一种气体干馏炉的气体热载体除了从炉底送入空气、蒸汽与页岩半焦中的碳反应而生成的高温发生气外，还需要一部分油页岩干馏瓦斯气作为补充；另一种热载体干馏炉的热载体为由循环热瓦斯和循环冷瓦斯构成，一部分瓦斯作为燃料瓦斯送入瓦斯燃烧炉进行燃烧对循环热瓦斯进行二级加热以达到相应的温度要求。这两种工艺都是以循环瓦斯(约7001:)作为热载体加热干馏油页岩，循环瓦斯在瓦斯加热炉中加热后送到干馏炉中。当前，循环瓦斯加热炉基本都采用管式换热器，干馏循环瓦斯在换热器管内通过，管外通过燃烧半焦或是剩余瓦斯释放热量以加热干馏循环瓦斯。
[0004]目前这种管式加热炉最大的问题是积炭。瓦斯中包含多种有机气体，有机气体在高温下可通过自由基链式反应生焦，而加热炉管道的材质中包含可催化有机气体裂解的过渡型金属。所以，在运行一段时间后，加热炉的管道中出现了积碳的现象。积碳不是独立的碳原子，而是由若干碳原子稠合而成。当其附着在金属管道壁面时，不仅会堵塞管道，影响炉管的传热效率，还会造成壁面刚性下降，影响装置的使用寿命。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有循环瓦斯加热炉存在的积炭堵塞管道问题，提出一种将热管换热技术用于循环瓦斯加热系统，提高加热系统热效率，且通过两组高温加热器切换运行，可以定期进行积炭处理，从而避免积炭的热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺。
[0006]本发明的目的是由以下技术方案来实现的:一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺，其特征是，它包括以下内容:
1)循环瓦斯气升温流程:
来自于冷凝回收油系统的25?501:的低温循环瓦斯气，从低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口进入低温热管加热器内，冷循环瓦斯气与低温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，将瓦斯气加热到350?4001，然后通过低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口经循环瓦斯进气口切换阀的切换下，进入第一循环瓦斯气升温流程或进入第二循环瓦斯气升温流程，第一循环瓦斯气升温流程为:从第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口进入第一高温热管加热器内，瓦斯气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到7001:瓦斯气经第一高温热管加热器的循环瓦斯气出口流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀送入干馏炉；第二循环瓦斯气升温流程为:从第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口进入第二高温热管加热器内，瓦斯气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到7001:瓦斯气经第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀送入干馏炉；在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一循环瓦斯气升温流程或第二循环瓦斯气升温流程的操作；
2)高温烟气降温流程:
来自于燃烧炉的800?8501:的高温烟气，经燃烧炉烟气出口切换阀的切换下，进入第一高温烟气降温流程或进入第二高温烟气降温流程，第一高温烟气降温流程为:从第一高温热管加热器的烟气进口进入第一高温热管加热器内，高温烟气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第一高温热管加热器的烟气出口、烟气出口切换阀、低温热管加热器的烟气入口送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150?2001:的烟气从低温热管加热器的烟气出口进入排烟系统；第二高温烟气降温流程为:从第二高温热管加热器的烟气进口进入第二高温热管加热器内，高温烟气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第二高温热管加热器的烟气出口、烟气出口切换阀、低温热管加热器的烟气入口送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150?2001:的烟气从低温热管加热器的烟气出口进入排烟系统；在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一高温烟气降温流程或第二高温烟气降温流程的操作；
3)积炭的处理:
第一高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第一高温烟气降温流程，运行第二高温烟气降温流程，第一高温热管加热器进行烧炭，通过第一高温热管加热器的烧炭喷口将水蒸气或者燃气送入第一高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第一高温热管加热器烧炭吹扫进口至第一高温热管加热器烧炭吹扫出口进行吹扫，烧炭结束后关闭第一高温热管加热器的烧炭喷口、第一高温热管加热器烧炭吹扫进口和第一高温热管加热器烧炭吹扫出口 ；第二高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第二高温烟气降温流程，运行第一高温烟气降温流程，第二高温热管加热器进行烧炭，通过第二高温热管加热器的烧炭喷口将水蒸气或者燃气送入第二高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第二高温热管加热器烧炭吹扫进口至第二高温热管加热器烧炭吹扫出口进行吹扫，烧炭结束后关闭第二高温热管加热器的烧炭喷口、第二高温热管加热器烧炭吹扫进口和第二高温热管加热器烧炭吹扫出口；
4)积灰的处理:
在积炭处理的同时，进行积灰的处理，当对第二热管高温加热器进行烧炭的同时，从第二高温热管加热器吹灰空气入口阀通入高压空气，此时，打开第二高温热管加热器风灰出口阀，吹扫的灰及灰风混合物经第二高温热管加热器风灰出口阀进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第二高温热管加热器吹灰空气入口阀和第二高温热管加热器风灰出口阀；当对第一热管加热器进行烧炭同时，从第一高温热管加热器吹灰空气入口阀通入高压空气，此时，打开第一高温热管加热器风灰出口阀，吹扫的灰及灰风混合物经第一高温热管加热器风灰出口阀进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第一高温热管加热器吹灰空气入口阀和第一高温热管加热器风灰出口阀。
[0007]本发明一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺的优点体现在:
1.采用热管加热器，解决了当前蓄热式换热器热效率低的问题；
2.在热管加热器上设有吹灰口，进行定期吹灰，以防止积灰影响热管加热器的加热效率；
3.设有两组热管加热器交替切换运行，定期进行烧炭处理，从而避免了热管加热器积炭堵管后难于处理的问题；
4.其工艺流程合理，便于操作，故障率低，油页岩干馏效率高。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺流程图。
[0009]图中:1低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口，2低温热管加热器的烟气出口，3低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口，4低温热管加热器的烟气入口，5循环瓦斯进气口切换阀，6烟气出口切换阀，7第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口，8为第二高温热管加热器的烟气出口，9第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口，10第一高温热管加热器的烟气出口，11第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口，12第二高温热管加热器的烟气进口，13第一高温热管加热器的循环瓦斯出口，14第一高温热管加热器的烟气进口，15循环瓦斯出气口切换阀，16燃烧炉烟气出口切换阀，17第二高温热管加热器吹灰空气入口阀，18第二高温热管加热器的烧炭喷口，19第二高温热管加热器风灰出口阀，20第一高温热管加热器的烧炭喷口，21第一高温热管加热器吹灰空气入口阀，22第一高温热管加热器风灰出口阀，23第二高温热管加热器烧炭吹扫进口，24第一高温热管加热器烧炭吹扫进口，25第一高温热管加热器烧炭吹扫出口，26第二高温热管加热器烧炭吹扫出口。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0011]参照图1，本发明的一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺，包括的内容有:
1)循环瓦斯气升温流程:
来自于冷凝回收油系统的25?501:的低温循环瓦斯气，从低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口 1进入低温热管加热器内，冷循环瓦斯气与低温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，将瓦斯气加热到350?4001，然后通过低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口 3经循环瓦斯进气口切换阀5的切换下，进入第一循环瓦斯气升温流程或进入第二循环瓦斯气升温流程，第一循环瓦斯气升温流程为:从第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口 9进入第一高温热管加热器内，瓦斯气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到7001:瓦斯气经第一高温热管加热器的循环瓦斯气出口 13流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀15送入干馏炉；第二循环瓦斯气升温流程为:从第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口 7进入第二高温热管加热器内，瓦斯气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到7001:瓦斯气经第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口 11流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀15送入干馏炉；在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一循环瓦斯气升温流程或第二循环瓦斯气升温流程的操作；
2)高温烟气降温流程:
来自于燃烧炉的800?8501:的高温烟气，经燃烧炉烟气出口切换阀16的切换下，进入第一高温烟气降温流程或进入第二高温烟气降温流程，第一高温烟气降温流程为:从第一高温热管加热器的烟气进口 14进入第一高温热管加热器内，高温烟气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第一高温热管加热器的烟气出口 10、烟气出口切换阀6、低温热管加热器的烟气入口 4送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150?2001:的烟气从低温热管加热器的烟气出口 2进入排烟系统；第二高温烟气降温流程为:从第二高温热管加热器的烟气进口 12进入第二高温热管加热器内，高温烟气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第二高温热管加热器的烟气出口 8、烟气出口切换阀6、低温热管加热器的烟气入口 4送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150?2001:的烟气从低温热管加热器的烟气出口 2进入排烟系统；
在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一高温烟气降温流程或第二高温烟气降温流程的操作；
3)积炭的处理:
第一高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第一高温烟气降温流程，运行第二高温烟气降温流程，第一高温热管加热器进行烧炭，通过第一高温热管加热器的烧炭喷口 20将水蒸气或者燃气送入第一高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第一高温热管加热器烧炭吹扫进口 24至第一高温热管加热器烧炭吹扫出口 25进行吹扫，烧炭结束后关闭第一高温热管加热器的烧炭喷口 20、第一高温热管加热器烧炭吹扫进口 24和第一高温热管加热器烧炭吹扫出口 25 ；第二高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第二高温烟气降温流程，运行第一高温烟气降温流程，第二高温热管加热器进行烧炭，通过第二高温热管加热器的烧炭喷口 18将水蒸气或者燃气送入第二高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第二高温热管加热器烧炭吹扫进口 23至第二高温热管加热器烧炭吹扫出口 26进行吹扫，烧炭结束后关闭第二高温热管加热器的烧炭喷口 18、第二高温热管加热器烧炭吹扫进口 23和第二高温热管加热器烧炭吹扫出口 26 ；
4)积灰的处理:
在积炭处理的同时，进行积灰的处理，当对第二热管高温加热器进行烧炭的同时，从第二高温热管加热器吹灰空气入口阀17通入高压空气，此时，打开第二高温热管加热器风灰出口阀19，吹扫的灰及灰风混合物经第二高温热管加热器风灰出口阀19进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第二高温热管加热器吹灰空气入口阀17和第二高温热管加热器风灰出口阀19 ；当对第一热管加热器进行烧炭同时，从第一高温热管加热器吹灰空气入口阀21通入高压空气，此时，打开第一高温热管加热器风灰出口阀22，吹扫的灰及灰风混合物经第一高温热管加热器风灰出口阀22进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第一高温热管加热器吹灰空气入口阀21和第一高温热管加热器风灰出口阀22。
【权利要求】
1.一种热管加热式油页岩干馏瓦斯气工艺，其特征是，它包括以下内容: 1)循环瓦斯气升温流程: 来自于冷凝回收油系统的25?50°C的低温循环瓦斯气，从低温热管加热器的冷循环瓦斯气入口进入低温热管加热器内，冷循环瓦斯气与低温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，将瓦斯气加热到350?400°C，然后通过低温热管加热器的冷循环瓦斯气出口经循环瓦斯进气口切换阀的切换下，进入第一循环瓦斯气升温流程或进入第二循环瓦斯气升温流程，第一循环瓦斯气升温流程为:从第一高温热管加热器的循环瓦斯气进口进入第一高温热管加热器内，瓦斯气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到700°C瓦斯气经第一高温热管加热器的循环瓦斯气出口流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀送入干馏炉；第二循环瓦斯气升温流程为:从第二高温热管加热器的循环瓦斯气进口进入第二高温热管加热器内，瓦斯气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行换热，加热到700°C瓦斯气经第二高温热管加热器的循环瓦斯气出口流入输送管道，经循环瓦斯出气口切换阀送入干馏炉；在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一循环瓦斯气升温流程或第二循环瓦斯气升温流程的操作； 2)高温烟气降温流程: 来自于燃烧炉的800?850°C的高温烟气，经燃烧炉烟气出口切换阀的切换下，进入第一高温烟气降温流程或进入第二高温烟气降温流程，第一高温烟气降温流程为:从第一高温热管加热器的烟气进口进入第一高温热管加热器内，高温烟气与第一高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第一高温热管加热器的烟气出口、烟气出口切换阀、低温热管加热器的烟气入口送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150?200°C的烟气从低温热管加热器的烟气出口进入排烟系统；第二高温烟气降温流程为:从第二高温热管加热器的烟气进口进入第二高温热管加热器内，高温烟气与第二高温热管加热器的具有若干换热片的热管组进行热交换，高温烟气经第二高温热管加热器的烟气出口、烟气出口切换阀、低温热管加热器的烟气入口送入低温热管加热器内，高温烟气通过低温热管加热器的具有若干换热片的热管组继续进行热交换，温度150?200°C的烟气从低温热管加热器的烟气出口进入排烟系统；在第一高温热管加热器或第二高温热管加热器的积炭达到设定量时，交替选择第一高温烟气降温流程或第二高温烟气降温流程的操作； 3)积炭的处理: 第一高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第一高温烟气降温流程，运行第二高温烟气降温流程，第一高温热管加热器进行烧炭，通过第一高温热管加热器的烧炭喷口将水蒸气或者燃气送入第一高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第一高温热管加热器烧炭吹扫进口至第一高温热管加热器烧炭吹扫出口进行吹扫，烧炭结束后关闭第一高温热管加热器的烧炭喷口、第一高温热管加热器烧炭吹扫进口和第一高温热管加热器烧炭吹扫出口 ；第二高温热管加热器积炭达到设定量时，停止第二高温烟气降温流程，运行第一高温烟气降温流程，第二高温热管加热器进行烧炭，通过第二高温热管加热器的烧炭喷口将水蒸气或者燃气送入第二高温热管加热器，通过燃烧和气化反应后，再通过第二高温热管加热器烧炭吹扫进口至第二高温热管加热器烧炭吹扫出口进行吹扫，烧炭结束后关闭第二高温热管加热器的烧炭喷口、第二高温热管加热器烧炭吹扫进口和第二高温热管加热器烧炭吹扫出口； 4)积灰的处理: 在积炭处理的同时，进行积灰的处理，当对第二热管高温加热器进行烧炭的同时，从第二高温热管加热器吹灰空气入口阀通入高压空气，此时，打开第二高温热管加热器风灰出口阀，吹扫的灰及灰风混合物经第二高温热管加热器风灰出口阀进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第二高温热管加热器吹灰空气入口阀和第二高温热管加热器风灰出口阀；当对第一热管加热器进行烧炭同时，从第一高温热管加热器吹灰空气入口阀通入高压空气，此时，打开第一高温热管加热器风灰出口阀，吹扫的灰及灰风混合物经第一高温热管加热器风灰出口阀进入分离器进行灰、气分离，吹扫结束后，关闭第一高温热管加热器吹灰空气入口阀和第一高温热管加热器风灰出口阀。
【文档编号】C10B53/06GK104498074SQ201410843181
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】王擎, 柏静儒, 张立栋, 迟铭书, 刘洪鹏 申请人:东北电力大学