一种由小颗粒油砂热解直接获取轻质油的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于能源技术领域，是涉及一种由小颗粒油砂热解直接获取轻质油的方法及设备，本方法适用于小颗粒的油砂，也适用于小颗粒油页岩和粉煤或页岩、粉煤与油砂的混合物。
【背景技术】
[0002]油砂，又称重油砂或焦油砂，是一种含有重油或焦油的砂或砂岩，属于非常规石油资源。其成分包括重油、石英砂、水、矿物质，粘土以及少量金属。作为非常规石油资源的主要来源，近年来在全球烃类能源中所占的比例不断增大，在世界能源供给中起着举足轻重的作用，是未来油气资源的重要接替资源。
[0003]通常，油砂分为水溶型油砂和油溶型油砂。对水溶型油砂一般使用的碱为NaOH、Na2C03，表面活性剂为水溶性清蜡剂、阴离子表面活性剂以及阳离子表面活性剂等。将粉碎的油砂和水剂混合加热并搅拌，浸煮一段时间，让水剂与油砂相互作用形成砂浆，油和沥青乳化脱落，离心分离，油和沥青分散在水中形成乳状液，砂被分离出去，油和沥青与水的混合体再经过破乳、提取分离，得到原油与分离出的水剂，回收的水剂通过补充适量的化学剂用量可以继续重复使用，这种分离沥青的方法通常称之为水剂法。对油溶型油砂用有机溶剂萃取油砂中的胶质和沥青质，使用的溶剂有很多，主要有煤油、石脑油、燃料油、石油醚、芳烃溶溶剂等。这种方法是将有机溶剂与粉碎的油砂混合加热并搅拌，反应一段时间，让油砂中的油溶解，再通过分离设备将液相与固相分离，液相进入蒸馏塔蒸馏出有机溶剂，固相进行清洗，以洗掉残余有机溶剂。该方法尾砂中会带着部分溶剂，致使溶剂消耗量大，且洗涤出的产物基本为沥青成分，要与溶剂分离需消耗能源，分出来的沥青还要经过焦化工艺再转化成轻质油品，还要消耗能源，总的能耗高，这种分离沥青的方法通常称之溶剂萃取法。无论是水剂法还是溶剂萃取法洗出来的都是沥青组分，要将沥青组分转化为轻质油品还得进行二次加工处理，如延迟焦化或催化裂化等工艺处理，才能将沥青组分转化为汽柴油馏分。目前小颗粒油砂处理相对成熟的工艺为加拿大ATP技术，ATP技术为固体热载体技术，由于高温的固体热载体直接与物料接触，物料中的重油组分在短时间被加热气化，虽然热解可以得到部分轻质油品，但大部分是瞬间气化后产生的重质油品组分，热解产物大于350°C的馏分多，且ATP炉结构极为复杂、维修困难、运行周期短、投资大、经济性差，因而应用较少。鉴于目前小颗粒油砂热解直接获取轻质油品尚没有成熟的处理方法及工业应用装置，为此，提供了小颗粒油砂热解直接获取轻质油的方法和设备。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所解决的技术问题即在提供一种由小颗粒油砂热解直接获取轻质油的设备。
[0005]本实用新型所采用的技术手段如下所述。
[0006]本实用新型的一种由小颗粒油砂热解直接获取轻质油的设备，包含筒状的回转热解炉，其分为前部分的升温段和后部分的持温段，所述回转热解炉头端设进料口和第一出气口，连接处安设进料转动密封，尾端设沉降室，连接处安设出料转动密封，沉降室顶部设第二出气口，第一、第二出气口分别设有第一、第二出口阀；所述沉降室下部设置蒸汽管线以及内壁上设若干汽提构件，底部设出料口；所述回转热解炉外侧包覆有保温层，该保温层包含保温筒体及该保温筒体内壁与回转热解炉外壁间形成的保温腔;所述回转热解炉头端向上倾斜，其与水平之间的倾角为1°?5°;所述回转热解炉为外加热式。
[0007]所述回转热解炉的内壁上设强化传热内件，持温段的强化传热内件数量由头端向尾端逐渐减少，持温段尾端内壁上还设至少1道堰板。
[0008]所述保温腔内设置燃烧器，通过明火燃烧直接加热回转热解炉，或所述保温腔头端设出风口，尾端设入风口，通入热风加热回转热解炉。
[0009]所述保温层外包覆有防护铁皮。
[0010]本实用新型所产生的有益效果如下。
[0011]1、本实用新型的小颗粒油砂热解方法及设备，在没有热载体的情况下，热解炉外部的热量通过热传导给小颗粒油砂加热升温，持温段时间为不低于40min，较现有ATP固体热载体干馈技术的5_8min大大延长，油砂中的沥青组分获得充分热解，获得气体和轻质油品，即通过延长热解时间实现获得热解气和轻质油的目的。
[0012]2、本实用新型的小颗粒油砂热解方法及设备，热解生成的气体可从热解炉头端或尾端排出，可根据热解干气产率及应用情况灵活调节，改变油气采出的方式实现获得热解气和轻质油的目的。
[0013]3、本实用新型的小颗粒油砂热解设备，可实现小颗粒油砂的热解，直接获得轻质油品，热解液相产物中汽、柴油馏分占90wt%，油品质量好。
[0014]4、本实用新型的热解设备可以实现小颗粒油砂、小颗粒页岩及粉煤的热解，不利用任何载体，资源利用率为100%。其350°C之前轻质油收率可达90wt%。
[0015]5、本实用新型的回转热解设备结构简单、操作方便、资源利用率达100%。本实用新型全部在密闭空间进行，无可燃气外泄，安全性强，无污水排放，符合环保要求。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型中热解设备的侧面结构示意图。
[0017]图2为本实用新型中热解设备的A-A’截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型保护一种由小颗粒油砂热解直接获取轻质油的热解设备。
[0019]如图1所示，该热解设备包含筒状的回转热解炉1，其分为前部分的升温段11和后部分的持温段12，所述回转热解炉1头端设进料口 21和第一出气口 13，连接处安设进料转动密封3，尾端设沉降室5和第二出气口 14，连接处安设出料转动密封4，第一、第二出气口 13、14分别安装第一、第二出口阀131、141，热解气排出热解炉可从热解炉尾端的第二出气口14，也可从热解炉头端的第一出气口 13，通过第一、第二出口阀131、141的选择性使用调节热解气排出位置。上述第一、第二出气口均与后续分馏塔相连。基于升温段和热解段的温度需要，回转热解炉壁材质需满足使用需求。
[0020]当第一出口阀131关闭，第二出口阀141打开时，热解气通过沉降室5后从第二出气口 14排出。当第二出口阀141关闭，第一出口阀131打开时，热解气从第一出气口 13排出，热解气从回转热解炉的尾端返回头端，增加了热解气在炉内的停留时间，热解气中的重质燃料油组分随着温度降低，凝结成液体落入物料中又重新热解，使得热解产物的总体干气量大，在干气满足热解需求的情况下造成干气过剩，但轻质油品收率得到提高，350°C之后的馏分可降到5wt%以下。上述出气口的选用，可根据热解干气产率及应用情况灵活调节。
[0021 ]所述沉降室5下部可设置蒸汽管线(图中未示出)，所述蒸汽管线可采用环形布置，环绕于沉降室的内壁，沿沉降室中心方向，向下45°开孔，使蒸汽均匀的布满整个沉降室。沉降室下部内壁上还设若干汽提构件51，汽提介质为过热水蒸汽，该若干气体构件51沿沉降室中心方向，挡板上部开孔，孔的直径为10-50mm。出料口 22设于沉降室的底部，沉降室下部出料缩径处接口采用剖光处理，避免物料架桥造成不下料。持温段12的热解固态产物，即尾砂，进入沉降室5，通过过热水蒸气汽提尾砂中夹带的热解油气，并随着蒸汽及前述大量的热解油气通过出气口排出。沉降室5外可用热烟气保温，避免重质燃料油提前冷凝与尾砂混合，另外，热解后产生的油气携带的小颗粒尾砂经过沉降，减少了后续冷凝系统的堵塞问题，同时降低了重质燃料油组分的机械杂质含量。当然，上述只是沉降室的一种形式，并不限定于此，采用其他现有方式的沉降室均可。
[0022]结合图1及图2所示，回转热解炉1外侧包覆有保温层6，该保温层6包含保温筒体62及该保温筒体内壁与回转热解炉1外壁间形成的保