热解油页岩的系统的制作方法

热解油页岩的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了热解油页岩的系统，该系统包括：移动床热解反应器和分馏塔，其中，移动床热解反应器包括：油页岩入口、热解油气出口和半焦出口；油页岩入口位于反应器的顶部；热解油气出口位于反应器的顶壁和/或侧壁上，并且热解油气出口与分馏塔相连；半焦出口位于反应器的底部；蓄热式辐射管，蓄热式辐射管在移动床热解反应器的内部沿着反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；油气导出管道，油气导出管道与热解油气出口连通，并且油气导出管道的管壁上设置有通孔。该系统可以有效抑制油气二次裂解，提高页岩油收率，并且提高系统的热效率并简化了系统工艺。
【专利说明】
热解油页岩的系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于化工领域，具体而言，本实用新型涉及一种热解油页岩的系统。
【背景技术】
[0002] 世界油页岩资源丰富，共计37个国家的探明油页岩储量总和换算成页岩油约4000 多亿吨，远比世界探明原油储量大，也比世界原油资源大。我国的油页岩探明储量换算成页 岩油约400多亿吨。当前，对于中国等一些国家而言，生产的原油不能满足本国的需求，而必 须依靠大量的进口原油。这不仅牵扯到国民经济发展，还关系到国家能源安全问题。面对紧 缺的石油资源，大力页岩油工业应加以规划并落实。
[0003] 油页岩干馏炉可分为块状页岩干馏炉（油页岩粒度一般在8mm或者10mm以上）、颗 粒和粉末油页岩干馏炉。目前块状油页岩干馏炉有中国的抚顺炉、神木的三江方炉、爱莎尼 亚的基维特(Kiviter)炉、巴西的佩特罗瑟克斯(Petrosix)炉。颗粒油页岩干馏炉有爱莎尼 亚的葛洛特(Galoter)炉和澳大利亚的ATP炉。中国页岩油产量每年在不断增长，但国内的 干馏炉型只能用来热解块状页岩并且装置的油收率较低，造成小颗粒页岩无法充分利用， 油页岩利用率不高，且由于以气体为热载体，干馏气被冲稀，冷凝回收系统庞大，气体热值 低，难以进一步综合利用。而国外成熟的颗粒油页岩干馏技术多为固体热载体直接加热原 料，存在工艺复杂操作环节太多，制造成本高昂等缺点。此外，国内外油页岩干馏技术均未 设有快速导出油气的工艺，存在油气二次裂解的问题，油页岩热解过程中，若干馏炉内局部 温度过高，则一次热解产物容易发生二次裂解，导致页岩油收率偏低。
[0004] 因此，现有的油页岩热解技术有待进一步改善。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实 用新型的一个目的在于提出一种热解油页岩的系统，该系统可以有效抑制油气二次裂解， 提高页岩油收率，并且可以提高系统的热效率并简化了系统工艺。
[0006] 在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种热解油页岩的系统。根据本实 用新型的实施例，该系统包括:移动床热解反应器和分馏塔，
[0007] 其中，所述移动床热解反应器包括：
[0008] 油页岩入口、热解油气出口和半焦出口；
[0009] 所述油页岩入口位于所述反应器的顶部；
[0010] 所述热解油气出口位于所述反应器的顶壁和/或侧壁上，并且所述热解油气出口 与所述分馏塔相连；
[0011] 所述半焦出口位于所述反应器的底部；
[0012] 蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述移动床热解反应器的内部沿着所述反应 器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；以及
[0013] 油气导出管道，所述油气导出管道与所述热解油气出口连通，并且所述油气导出 管道的管壁上设置有通孔。
[0014] 由此，根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统可以有效抑制油气二次裂解， 提高页岩油收率，并且通过采用蓄热式辐射管加热技术，提高了系统的热效率并简化了系 统工艺。
[0015] 任选的，所述油气导出管道沿所述反应器的高度方向多层布置，每层具有多根在 水平方向上彼此平行的油气导出管道。由此，可以显著提高反应器中的油气导出效率。
[0016] 任选的，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式辐射管 各自的左右两侧对称设置有两根油气导出管道。由此，可以进一步提高反应器中的油气导 出效率。
[0017] 任选的，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁之间距离为所述油 气导出管道管径d的1/2-3倍。由此，可以进一步提高反应器中的油气导出效率。
[0018] 任选的，所述油气导出管道的管壁上设置有多个通孔。由此，可以进一步提高反应 器中的油气导出效率。
[0019] 任选的，所述通孔在所述油气导出管道的长度方向上均匀分布。由此，可以进一步 提高反应器中的油气导出效率。
[0020] 任选的，所述蓄热式辐射管的两侧管壁上分别设置有挡板，所述挡板位于所述油 气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道的全部竖向投影。由此，不仅可以有效防止油 气导出管道的堵塞，而且可以将下落的油页岩打散，从而提高油页岩热解效率。
[0021] 任选的，所述挡板从所述蓄热式辐射管的管壁的竖直切面的相切线为起点，呈一 定角度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面。
[0022] 任选的，所述角度为40-90度，不含90度。
[0023] 任选的，同一层所述油气导出管道连通至同一个所述热解油气出口。
[0024] 任选的，相邻两层或更多层的油气导出管道连接至同一个热解油气出口。
[0025] 任选的，所述油气导出管道通过集气管与所述热解油气出口连通。
[0026] 任选的，同一层所述油气导出管道通过同一根所述集气管连通至同一个所述热解 油气出口。
[0027] 任选的，相邻两层或更多层的油气导出管道通过两根或更多根所述集气管连通至 同一个所述热解油气出口，并且所述油气导出管的层数与所述集气管的根数相同。
[0028] 任选的，在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管均匀分布。
[0029]任选的，沿所述反应器的高度方向布置的蓄热式辐射管彼此平行并且错开布置。
[0030] 任选的，所述热解油页岩的系统进一步包括:螺旋送料机，所述螺旋送料机具有送 料入口和送料出口，所述送料入口与所述半焦出口相连;气化炉，所述气化炉具有半焦进口 和燃料气出口，所述物料进口与所述送料出口相连，所述燃料气出口与所述蓄热式辐射管 的燃气入口相连。由此，通过将系统内部得到的热解产物半焦进行气化，并将气化得到的燃 料气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，可以显著降低对外部补给燃料的依赖。
[0031] 任选的，所述热解油页岩的系统进一步包括:油页岩料斗，所述油页岩料斗具有油 页岩出口；气流干燥器，所述气流干燥器具有烟气入口和混合物料出口，所述烟气入口与所 述蓄热式辐射管上的烟气出口相连，所述油页岩进料口与所述油页岩出口相连;干燥旋风 分离器，所述干燥旋风分离器具有混合物料入口、尾气出口和固体物料出口，所述混合物料 入口与所述混合物料出口相连;热解料斗，所述热解料斗具有待热解物料入口和待热解物 料出口，所述待热解物料入口与所述固体物料出口相连；以及螺旋进料机，所述螺旋进料机 具有进料口和出料口，所述进料口与所述待热解物料出口相连，所述出料口与所述油页岩 入口相连。由此，使得油页岩入炉时水分小，耗热少，从而可以进一步提高油页岩的热解效 率。
[0032] 任选的，所述热解油页岩的系统进一步包括:尾气引风机，所述尾气引风机具有烟 气进口和出烟口，所述烟气进口与所述尾气出口相连;尾气净化装置，所述尾气净化装置具 有进烟口和净化气出口，所述进烟口与所述出烟口相连；以及烟肉，所述烟肉具有净化气入 口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。由此，可以显著降低环境污染。
[0033] 任选的，所述热解油页岩的系统进一步包括:热解旋风分离器，所述热解旋风分离 器具有油气进口、固体颗粒出口和净化油气出口，所述油气进口与所述热解油气出口相连， 所述固体颗粒出口与所述送料入口相连;过滤器，所述过滤器具有过滤油气入口和过滤后 油气出口，所述过滤油气入口与所述净化油气出口相连，所述过滤后油气出口与所述分馏 塔相连;第一燃气引风机，所述第一燃气风机具有第一燃气入口和第一燃气出口，所述第一 燃气入口与所述分馏塔相连;燃气罐，所述燃气罐具有第一燃气入口和储罐燃气出口，所述 第一燃气入口与所述第一燃气出口相连；以及第二燃气引风机，所述第二燃气引风机具有 第二燃气入口和第二燃气出口，所述第二燃气入口与所述储罐燃气出口相连，所述第二燃 气出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口相连。由此，通过将分馏塔中分离得到的可燃气供 给至蓄热式辐射管作为燃料使用，可以进一步降低对外部补给燃料的依赖。
[0034] 任选的，每层所述蓄热式辐射管包括多个平行并且均匀分布的蓄热式辐射管且每 个所述蓄热式辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行。由此， 油页岩进入反应器可以通过辐射管进行均布，保障了油页岩在反应器的均匀加热，从而进 一步提尚油页岩的热解效率。
[0035] 任选的，所述反应器本体的高度为3~20m，所述蓄热式辐射管的管径为100~ 500mm，相邻所述蓄热式辐射管外壁间的水平距离为200~500mm，相邻所述蓄热式辐射管外 壁间的竖直距离为200~700mm。由此，可以保障油页岩热解停留时间，从而进一步提高油页 岩的热解效率。
[0036] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述 中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0037] 本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将 变得明显和容易理解，其中：
[0038] 图1是根据本实用新型一个实施例的热解油页岩的系统结构示意图；
[0039] 图2是根据本实用新型一个实施例的热解油页岩的系统中的移动床热解反应器的 部分结构示意图；
[0040] 图3是根据本实用新型再一个实施例的热解油页岩的系统结构示意图；
[0041 ]图4是根据本实用新型又一个实施例的热解油页岩的系统结构示意图；
[0042]图5是根据本实用新型又一个实施例的热解油页岩的系统结构示意图；
[0043] 图6是根据本实用新型又一个实施例的热解油页岩的系统结构示意图；
[0044] 图7是根据本实用新型一个实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法流 程不意图；
[0045] 图8是根据本实用新型再一个实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法 流程示意图；
[0046] 图9是根据本实用新型又一个实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法 流程示意图；
[0047] 图10是根据本实用新型又一个实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方 法流程示意图；
[0048] 图11是根据本实用新型又一个实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方 法流程示意图。
【具体实施方式】
[0049] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型 的限制。
[0050] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽 度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、 "顺时针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的 方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装 置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型 的限制。
[0051 ]此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两 个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0052]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固 定"等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是 机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个 元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技 术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0053]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下" 可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特 征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅 表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以 是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0054]在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种热解油页岩的系统。下面参考 图卜 6对本实用新型实施例的热解油页岩的系统进行详细描述。根据本实用新型的实施例， 该系统包括:移动床热解反应器100和分馏塔200。
[0055] 根据本实用新型的实施例，移动床热解反应器100包括:油页岩入口 101、蓄热式辐 射管11、油气导出管道12、热解油气出口 102和半焦出口 103。
[0056] 根据本实用新型的实施例，油页岩入口 101位于反应器的顶部，且适于将油页岩供 给至反应器内。
[0057]根据本实用新型的实施例，热解油气出口 102可以设置在反应器的顶壁和/或侧壁 上，具体的，热解油气出口 102可以为多个，并且多个热解油气出口 102分别设置在反应器的 顶壁和/或侧壁上。发明人发现，通过采用顶壁出气和/或侧壁出气结合的方式，可以使得热 解油气中的半焦被沉降分离，从而显著降低热解油气的含尘率。
[0058] 根据本实用新型的实施例，半焦出口 103可以设置在反应器的底部，且适于将热解 生成的半焦排出反应器。
[0059] 根据本实用新型的实施例，蓄热式辐射管11在移动床热解反应器的内部沿着反应 器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管，根据本实 用新型的具体实施例，在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管均匀分布，优选地，沿反应器 的高度方向布置的蓄热式辐射管彼此平行并且错开布置。根据本实用新型的具体示例，蓄 热式辐射管的管径可以为100~300mm。由此，可以显著提高油页岩的热解效率，进而提高热 解油收率。
[0060] 根据本实用新型的实施例，相邻蓄热式辐射管外壁间的水平距离为200~500mm， 相邻蓄热式辐射管外壁间的竖直距离为200~700mm。需要解释的是，相邻蓄热式辐射管外 壁间的水平距离可以理解为在同层上蓄热式辐射管外壁间的距离，而相邻蓄热式辐射管外 壁间的竖直距离可以理解为相邻上下两层间的相邻蓄热式辐射管外壁间的距离。
[0061] 根据本实用新型的实施例，多层蓄热式辐射管的层数可以为10-25层。发明人发 现，该种结构布置可以使得反应器内温度场分布均匀，从而可以显著提高油页岩的热解效 率，进而提高热解油的收率。
[0062] 根据本实用新型的实施例，蓄热式辐射管可以为单向蓄热式燃气蓄热式辐射管， 即通过蓄热式辐射管管体将燃烧燃气产生的热量以辐射的方式进行供热。根据本实用新型 的具体实施例，蓄热式辐射管上可以设置有燃气调节阀（未示出）。由此，可以通过调整燃气 调节阀调节通入蓄热式辐射管的燃气的流量来等实现对热解过程的精确控温，从而可以显 著提高油页岩的热解效率，进而提高热解油的收率。
[0063] 具体的，蓄热式辐射管沿水平方向从反应器侧壁的一侧伸入到反应器中且贯穿反 应器，即蓄热式辐射管沿水平方向从反应器侧壁的一侧伸入反应器中且穿出反应器的另一 侧壁，并且蓄热式辐射管的两端均伸出反应器侧壁，其中，蓄热式辐射管上的燃料入口位于 蓄热式辐射管上伸出反应器的一端，蓄热式辐射管上的烟气出口位于蓄热式辐射管上伸出 反应器的另一端，或者蓄热式辐射管上的燃料入口和烟气出口位于蓄热式辐射管上的同一 端。通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确控温，并且蓄热式 辐射管采用定期换向的燃烧方式，使得单个蓄热式辐射管的温度场相差不大于30°C，从而 保证反应器内温度场的均匀性，例如通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量使得反应器 内上段区域的蓄热式辐射管的调节温度范围为500~800°C，保证油页岩的充分热解，通过 调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量使得反应器内下段区域的蓄热式辐射管的调节温度 范围为450~650°C，从而进一步加热一部分没有完全热解的油页岩。
[0064]根据本实用新型的实施例，油气导出管道12与热解油气出口 102连通，并且油气导 出管道12的管壁上设置有通孔。由此，通过设置油气导出管道，使得热解过程中产生的热解 油气快速导出，从而有效抑制油气二次裂解，提高热解油收率。
[0065] 根据本实用新型的具体实施例，油气导出管道12沿反应器的高度方向多层布置， 每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道。
[0066] 根据本实用新型的具体实施例，油气导出管道12与蓄热式辐射管11平行布置，且 蓄热式辐射管11的左右两侧对称设置有两根油气导出管道12。发明人发现，通过在每根蓄 热式辐射管两侧安装油气导出管道，热解产生的油气通过导出管道被迅速导出，从而有效 地抑制了油气的二次裂解，进而提高热解油的收率（热解油的收率达到了铝甑含油率的 94%)，经济效益好。根据本实用新型的具体示例，油气导出管道的管径可以为30~80mm。
[0067] 根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，油气导出管道与邻近的蓄热式辐射管 的管壁之间距离为油气导出管道管径d的1/2-3倍。由此可以立刻导出产生的热解油，避免 热解油裂解，提高热解油产率。
[0068] 根据本实用新型的具体实施例，油气导出管道12的管壁上设置有多个通孔，优选 地，多个通孔在油气导出管道12的长度方向上均匀分布。由此可以便于热解油快速导出。 [0069]根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，蓄热式辐射管11的两侧管壁上分别设 置有挡板13,挡板13位于油气导出管道12的上方，且覆盖油气导出管道12的全部竖向投影。 通过在蓄热式辐射管12的两侧管壁上设置挡板13,可以防止油页岩下降过程中摩擦油气导 出管道，进而延长油气导出管道的寿命;并且挡板13还能起到对油页岩的引流作用，防止油 页岩卡在蓄热式辐射管与油气导出管道之间，造成油页岩堵塞。
[0070] 根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，挡板13从蓄热式辐射管11的管壁的竖 直切面A(A1)的相切线为起点，呈一定角度α向下延伸至油气导出管道12的竖直切面B(B1)， 角度α为40-90度，不含90度。由此使得挡板的最短长度是能够遮挡油气导出管道。
[0071] 根据本实用新型的具体实施例，同一层油气导出管道12连通至同一个热解油气出 口 103。由此可以将油气汇集，简化工艺并提高热解油产率，同时可以便于油气导出。
[0072] 根据本实用新型的具体实施例，相邻两层或更多层的油气导出管道连接至同一个 热解油气出口。由此，可以进一步简化工艺。
[0073] 根据本实用新型的具体实施例，如图1所示，反应器内具有集气管14,油气导出管 道12通过集气管14与热解油气出口 102连通，使得反应器内的热解油气被油气导出管道收 集后经集气管供给至热解油气出口，即集气管14分别与油气导出管道12和热解油气出口 102相连。
[0074] 根据本实用新型的具体实施例，同一层油气导出管道12可以通过同一根集气管14 连通至同一个热解油气出口 102,即同一层油气导出管道12和同一个热解油气出口 102分别 连接同一根集气管14。由此可以将油气汇集，简化工艺并提高热解油产率，同时可以便于油 气导出。
[0075] 根据本实用新型的具体实施例，相邻两层或更多层的油气导出管道12可以通过两 根或更多根的集气管14连通至同一个热解油气出口 102,即油气导出管道的层数与集气管 的根数相同，同一层的油气导出管道通过一根集气管与同一个热解油气出口相连，并且多 根集气管最终汇集至同一个热解油气出口，例如如图1所示，中间相邻两层的油气导出管道 12通过两根集气管14连通至同一个热解油气出口 102。
[0076] 根据本实用新型的实施例，反应器顶部区域可以呈球面型或锥形。
[0077] 根据本实用新型的实施例，反应器的底部可以呈倒锥形。由此，可以使得热解生成 的半焦顺利排出反应器。
[0078]根据本实用新型的实施例，反应器的高度可以为3~20m。由此，可以实现对油页岩 的完全热解。
[0079]根据本实用新型的实施例，分馏塔200具有热解油气入口 201、汽油出口 202、柴油 出口 203、重油出口 204和可燃气出口 205，并且热解油气入口 201与热解油气出口 102相连， 且适于对蓄热式移动床热解反应器得到的热解油气进行分馏处理，从而可以得到汽油、柴 油、重油和可燃气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对分馏塔中分馏处理 的条件进行选择。
[0080] 根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统通过使用多组蓄热式辐射管为热解 过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实现对热解过程的精确控 温，并且蓄热式辐射管通过蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从而可以显著提高油页岩 的热解效率，进而提高热解油的收率，同时较传统的使用气体热载体或固体热载体作为热 解热源的热解反应装置相比，本实用新型的移动床热解反应器不需要设置预热单元和载体 分离单元，从而可以极大简化热解反应工艺流程，进而显著降低装置的故障率且所得热解 油中含尘率较低，并且排烟温度低，其次本实用新型通过在蓄热式辐射管的周围布置油气 导出管道，可以将热解产生的油气迅速导出，从而有效地抑制了油气的二次裂解，进而提高 热解油的收率，另外通过在油气导出管道的上方设置挡板，不仅可以有效防止油气导出管 道的堵塞，而且可以将下落的油页岩打散，使得油页岩在反应器中均匀分散，从而提高油页 岩热解效率，并且通过采用分馏塔对热解油气进行分馏处理，可以分离得到汽油、柴油和可 燃气，从而提高经济效益。
[0081] 具体的，通过调整燃气管道上的调节阀调节通入单向蓄热式辐射管的燃气的流量 等实现对热解过程的精确控温，使得蓄热式辐射管温度为500~700°C，油页岩经油页岩入 口进入反应器内，油页岩均匀散落在反应器内且被加热至500~600°C发生热解反应，生成 的热解油气的一部分经设置在蓄热式辐射管周围的油气导出管道汇集至热解油气出口被 快速导出（每2-3层油气导出管道为一组，热解产生的油气通过油气导出管道以组为单元在 2秒内汇集到一起），而另一部分经设置在反应器顶端的热解油气出口排出，并且油页岩在 下落过程中被设置在油气导出管道上方的挡板打散在反应器中均匀分散，物料在反应器中 停留时间为10~40分钟，而得到的热解油气经热解油气出口供给至分馏塔中进行分馏处 理，得到汽油、柴油、重油和可燃气。
[0082] 参考图3,根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统进一步包括：螺旋送料机 300和气化炉400。
[0083] 根据本实用新型的实施例，螺旋送料机300设置在移动床热解反应器100的下方， 并且螺旋送料机300具有送料入口 301和送料出口 302,送料入口 301与半焦出口 103相连，且 适于运输移动床热解反应器中得到的半焦。
[0084]根据本实用新型的实施例，气化炉400具有半焦进口 401和燃料气出口 402,半焦进 口401与送料出口 302相连，燃料气出口402与蓄热式辐射管的上的燃气入口（未示出）相连， 且适于将移动床热解反应器产生的半焦经螺旋送料机输送至气化炉进行气化处理，从而可 以得到燃料气和灰渣，并将该燃料气输送至蓄热式辐射管作为燃料使用。由此，通过将系统 内部得到的热解产物半焦进行气化，并将气化得到的燃料气供给至蓄热式辐射管作为燃料 使用，可以显著降低对外部补给燃料的依赖。
[0085]参考图4,根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统进一步包括：油页岩料斗 500、气流干燥器600、干燥旋风分离器700、热解料斗800和螺旋进料机900。
[0086]根据本实用新型的实施例，油页岩料斗500油页岩料斗具有油页岩出口 501，且适 于存储油页岩原料。需要说明的是，本文中的"油页岩料斗"可以为现有技术中存在的可以 用于储存油页岩的任何装置。
[0087] 根据本实用新型的实施例，气流干燥器600具有烟气入口 601、油页岩进料口 602和 混合物料出口 603，烟气入口 601与蓄热式辐射管上的烟气出口（未示出）相连，油页岩进料 口 602与油页岩出口 501相连，且适于在将油页岩进行热解反应之前，采用蓄热式辐射管中 的热烟气对油页岩进行干燥和提升，得到含有干燥的油页岩和尾气的混合物料。具体的，蓄 热式辐射管中得到的热烟气的温度可以为200~250Γ。由此，不仅可以充分利用烟气的余 热，使得系统能耗显著降低，而且可以有效避免油页岩温度过高带来的着火安全隐患。 [0088]根据本实用新型的实施例，干燥旋风分离器700具有混合物料入口 701、尾气出口 702和固体物料出口 703，混合物料入口 701与混合物料出口 603相连，且适于将干燥旋风分 离器得到的含有干燥的油页岩和尾气的混合物料进行分离处理，从而可以干燥油页岩和尾 气(70 ~110。〇〇
[0089]根据本实用新型的实施例，热解料斗800具有待热解物料入口 801和待热解物料出 口 802,待热解物料入口 801与固体物料出口 703相连，且适于将经干燥旋风分离器分离得到 的干燥油页岩存储在热解料斗中。
[0090] 根据本实用新型的实施例，螺旋进料机900具有进料口 901和出料口 902，进料口 901与待热解物料出口802相连，出料口902与油页岩入口 101相连，且适于将热解料斗中存 储的干燥油页岩供给至移动床热解反应器中进行热解处理。
[0091] 参考图5,根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统进一步包括:尾气引风机 1000、尾气净化装置1100和烟囱1200。
[0092] 根据本实用新型的实施例，尾气引风机1000具有烟气进口 1001和出烟口 1002,烟 气进口 1001与尾气出口 702相连，且适于将经干燥旋风分离器得到的尾气供给至后续的净 化装置1100进行净化处理。
[0093] 根据本实用新型的实施例，尾气净化装置1100具有进烟口 1101和净化气出口 1102,进烟口 1101与出烟口 1002相连，且适于对尾气进行净化处理，从而可以得到净化尾 气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对净化装置的具体类型进行选择。 [0094] 根据本实用新型的实施例，烟囱1200具有净化气入口 1201，净化气入口 1201与净 化气出口 1102相连，且适于将所得净化尾气经烟肉排出。
[0095]参考图6,根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统进一步包括:热解旋风分离 器1300、过滤器1400、第一燃气引风机1500、燃气罐1600和第二燃气引风机1700。
[0096]根据本实用新型的实施例，热解旋风分离器1300具有油气进口 1301、固体颗粒出 口 1302和净化油气出口 1303,油气进口 1301与热解油气出口 102相连，固体颗粒出口 1302与 送料入口 301相连，且适于在将移动床热解反应器得到的热解油气在分馏塔中进行分离处 理之前，预先在热解旋风分离器进行处理，并将旋风分离器分离得到的半焦颗粒输送至螺 旋送料机。由此，可以显著提高分馏塔中所得油品和可燃气的品质。需要说明的是，本领域 技术人员可以根据实际需要选择二级旋风分离器对热解油气进行处理。
[0097] 根据本实用新型的实施例，过滤器1400具有过滤油气入口 1401和过滤后油气出口 1402,过滤油气入口 1401与净化油气出口 1303相连，过滤后油气出口 1402与热解油气入口 201相连，且适于将移动床热解反应器得到的热解油气在热解旋风分离器进行处理，将分离 得到的净化油气供给至过滤器进行过滤处理，并将过滤后油气供给至分馏塔中。由此，可以 显著提高分馏塔中所得油品和可燃气的品质。
[0098]根据本实用新型的实施例，第一燃气引风机1500具有第一燃气入口 1501和第一燃 气出口 1502,第一燃气入口 1501与可燃气出口 205相连，且适于将分馏塔得到的可燃气供给 至后续的燃气罐中进行储存。
[0099]根据本实用新型的实施例，燃气罐1600具有第一燃气入口 1601和储罐燃气出口 1602,第一燃气入口 1601与第一燃气出口 1502相连，且适于存储分馏塔中得到的可燃气。
[0100] 根据本实用新型的实施例，第二燃料引风机1700具有第二燃气入口 1701和第二燃 气出口 1702,第二燃气入口 1701与储罐燃气出口 1602相连，第二燃气出口 1702与蓄热式辐 射管的燃气入口（未示出）相连，且适于将可燃气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用。
[0101] 如上所述，根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统可以具有选自下列的优点 至少之一：
[0102] 根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统采取蓄热式辐射管移动床工艺，反应 系统结构简单，操作方便，温度分布均匀，加热效果好。
[0103] 根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统能够处理20mm以下的颗粒油页岩，页 岩利用率高，适于推广。
[0104] 根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统在每根蓄热式辐射管周围安装油气 导出管道，有效地抑制了油气的二次裂解，提高了页岩油收率，经济效益好。
[0105] 为了方便理解，下面参考图7-11对采用本实用新型实施例的热解油页岩的系统实 施热解油页岩的方法进行详细描述。根据本实用新型的实施例，该方法包括：
[0106] S100:将油页岩供给至移动床热解反应器中进行热解处理
[0107] 根据本实用新型的实施例，将油页岩从油页岩入口供给至移动床热解反应器中， 将燃料和空气分别供给至蓄热式辐射管中，使得燃料在蓄热式辐射管中燃烧产生热量对油 页岩辐射加热进行热解处理，从而可以得到热解油气和半焦。
[0108] 根据本实用新型的一个实施例，油页岩的粒度并不受特别限制，本领域技术人员 可以根据实际需要进行选择，根据本实用新型的具体实施例，油页岩的粒度可以低于20_。 由此，可以解决现有技术中粉状油页岩无法利用的难题。根据本实用新型的再一个实施例， 油页岩的热解时间为10~40分钟。
[0109] 具体的，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量等实现对热解过程的精确 控温，并且蓄热式辐射管采用定期换向的燃烧方式，使得单个蓄热式辐射管的温度场相差 不大于30°C，从而保证反应器内温度场的均匀性，例如通过调整通入蓄热式辐射管的燃气 的流量使得反应器内上段区域的蓄热式辐射管的调节温度范围为500~800°C，保证油页岩 的充分热解，通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量使得反应器内下段区域的蓄热式辐 射管的调节温度范围为450~650°C，从而进一步加热一部分没有完全热解的油页岩。
[0110] S200:将热解油气供给至分馏塔中进行分馏处理
[0111] 根据本实用新型的实施例，将移动床热解反应器中得到的热解油气经热解油气出 口输送至分馏塔中进行分馏处理，从而可以得到汽油、柴油、重油和可燃气。需要说明的是， 本领域技术人员可以根据实际需要对分馏塔中分馏处理的条件进行选择。
[0112] 根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法通过使用多 组蓄热式辐射管为热解过程提供热源，可以通过调整通入蓄热式辐射管的燃气的流量来实 现对热解过程的精确控温，并且蓄热式辐射管通过蓄热式燃烧，保证了温度场的均匀性，从 而可以显著提高油页岩的热解效率，进而提高热解油的收率，同时较传统的使用气体热载 体或固体热载体作为热解热源的热解反应装置相比，本实用新型的移动床热解反应器不需 要设置预热单元和载体分离单元，从而可以极大简化热解反应工艺流程，进而显著降低装 置的故障率且所得热解油中含尘率较低，并且排烟温度低，其次本实用新型通过在蓄热式 辐射管的周围布置油气导出管道，可以将热解产生的油气迅速导出，从而有效地抑制了油 气的二次裂解，进而提高热解油的收率，另外通过在油气导出管道的上方设置挡板，不仅可 以有效防止油气导出管道的堵塞，而且可以将下落的油页岩打散，使得油页岩在反应器中 均匀分散，从而提高油页岩热解效率，并且通过采用分馏塔对热解油气进行分馏处理，可以 分离得到汽油、柴油和可燃气，从而提高经济效益。
[0113] 具体的，通过调整燃气管道上的调节阀调节通入单向蓄热式辐射管的燃气的流量 等实现对热解过程的精确控温，使得蓄热式辐射管温度为500~700°C，油页岩经油页岩入 口进入反应器内，油页岩均匀散落在反应器内且被加热至500~600°C发生热解反应，生成 的热解油气的一部分经设置在蓄热式辐射管周围的油气导出管道汇集至热解油气出口被 快速导出（每2-3层油气导出管道为一组，热解产生的油气通过油气导出管道以组为单元在 2秒内汇集到一起），而另一部分经设置在反应器顶端的热解油气出口排出，并且油页岩在 下落过程中被设置在油气导出管道上方的挡板打散在反应器中均匀分散，物料在反应器中 停留时间为10~40分钟，而得到的热解油气经热解油气出口供给至分馏塔中进行分馏处 理，得到汽油、柴油、重油和可燃气。
[0114] 参考图8,根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法进 一步包括：
[0115] S300:将半焦经螺旋送料机供给至气化炉进行气化处理，并将得到的燃料气供给 至蓄热式辐射管
[0116] 根据本实用新型的实施例，采用螺旋送料机将移动床热解反应器中热解产生的半 焦输送至气化炉中进行气化处理，从而可以得到燃料气和灰渣，并将该燃料气输送至蓄热 式辐射管作为燃料使用。由此，通过将系统内部得到的热解产物半焦进行气化，并将气化得 到的燃料气供给至蓄热式辐射管作为燃料使用，可以显著降低对外部补给燃料的依赖。
[0117] 参考图9,根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法进 一步包括：
[0118] S400:采用蓄热式辐射管中的热烟气对油页岩进行干燥和提升
[0119] 根据本实用新型的实施例，在将将油页岩供给至移动床热解反应器中进行热解反 应之前，预先采用蓄热式辐射管中的热烟气供给至气流干燥器对来自油页岩料斗的油页岩 进行干燥和提升，得到含有干燥的油页岩和尾气的混合物料。具体的，蓄热式辐射管中得到 的热烟气的温度可以为200~250°C。由此，不仅可以充分利用烟气的余热，使得系统能耗显 著降低，而且可以有效避免油页岩温度过高带来的着火安全隐患。
[0120] S500:将含有干燥的油页岩和尾气的混合物料输送至干燥旋风分离器进行分离处 理，并将分离得到的干燥油页岩输送至热解料斗中
[0121] 根据本实用新型的实施例，将含有干燥的油页岩和尾气的混合物料输送至干燥旋 风分离器进行分离处理，从而可以干燥油页岩和尾气(70~110°C)。
[0122] S600:将干燥油页岩经螺旋送料机供给至移动床热解反应器
[0123] 根据本实用新型的实施例，将存储在热解料斗中的干燥油页岩供给至移动床热解 反应器中进行热解处理。由此，可以显著提高油页岩的热解效率。
[0124] 参考图10,根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法进 一步包括：
[0125] S700:将尾气经尾气引风机供给至净化装置中进行净化处理
[0126] 根据本实用新型的实施例，将经干燥旋风分离器得到的尾气供给至净化装置进行 净化处理，从而可以得到净化尾气，并将所得到的净化尾气经烟肉排出。需要说明的是，本 领域技术人员可以根据实际需要对净化装置的具体类型进行选择。
[0127] 参考图11，根据本实用新型实施例的热解油页岩的系统实施热解油页岩的方法进 一步包括：
[0128] S800:在将热解油气输送至分馏塔中进行分离处理之前，预先将热解油气供给至 热解旋风分离器和过滤器
[0129] 根据本实用新型的实施例，在将移动床热解反应器得到的热解油气在分馏塔中进 行分离处理之前，预先在热解旋风分离器和过滤器中进行处理，并将旋风分离器分离得到 的半焦颗粒输送至螺旋送料机。由此，可以显著提高分馏塔中所得油品和可燃气的品质。需 要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择二级旋风分离器对热解油气进行处 理。
[0130] S900:将可燃气经第一燃气引风机输送至燃气罐中，并将存储在燃气罐中的可燃 气的一部分经第二燃气引风机供给至蓄热式辐射管
[0131] 根据本实用新型的实施例，将分馏塔中分馏得到的可燃气经第一燃气引风机输送 至燃气罐中，并将存储在燃气罐中的可燃气的一部分经第二燃气引风机供给至蓄热式辐射 管作为燃料使用。
[0132] 需要说明的是，上述针对热解油页岩的系统所描述的特征和优点同样适于该热解 油页岩的方法，此处不再赘述。
[0133] 下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是 描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。
[0134] 实施例
[0135] 采用图1-6的热解油页岩的系统对油页岩进行处理，原料的基础数据、工艺操作参 数和物料平衡见表1-3。
[0136] 表1油页岩基础数据
[0137]
[0138] 表2:工艺操作参数
[0139]
[0140] 表3:物料平衡表
[0141]
[0143] 由表3可以看出，页岩油收率可高达铝甑含油率的95%，油收率较高。
[0144] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以 在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域 的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进 行结合和组合。
[0145] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是 示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围 内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种热解油页岩的系统，其特征在于，包括:移动床热解反应器和分馏塔， 其中，所述移动床热解反应器包括： 油页岩入口、热解油气出口和半焦出口； 所述油页岩入口位于所述反应器的顶部； 所述热解油气出口位于所述反应器的顶壁和/或侧壁上，并且所述热解油气出口与所 述分馏塔相连； 所述半焦出口位于所述反应器的底部； 蓄热式辐射管，所述蓄热式辐射管在所述移动床热解反应器的内部沿着所述反应器的 高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管；以及 油气导出管道，所述油气导出管道与所述热解油气出口连通，并且所述油气导出管道 的管壁上设置有通孔。2. 根据权利要求1所述的热解油页岩的系统，其特征在于，所述油气导出管道沿所述反 应器的高度方向多层布置，每层具有多根在水平方向上彼此平行的油气导出管道， 任选的，所述油气导出管道与所述蓄热式辐射管平行布置，且所述蓄热式辐射管各自 的左右两侧对称设置有两根油气导出管道， 任选的，所述油气导出管道与邻近的所述蓄热式辐射管的管壁之间距离为所述油气导 出管道管径d的1/2-3倍。3. 根据权利要求1或2所述的热解油页岩的系统，其特征在于，所述油气导出管道的管 壁上设置有多个通孔。4. 根据权利要求3所述的热解油页岩的系统，其特征在于，所述通孔在所述油气导出管 道的长度方向上均匀分布。5. 根据权利要求1所述的热解油页岩的系统，其特征在于，所述蓄热式辐射管的两侧管 壁上分别设置有挡板，所述挡板位于所述油气导出管道的上方，且覆盖所述油气导出管道 的全部竖向投影， 任选的，所述挡板从所述蓄热式辐射管的管壁的竖直切面的相切线为起点，呈一定角 度向下延伸至所述油气导出管道的竖直切面。6. 根据权利要求5所述的热解油页岩的系统，所述角度为40-90度，不含90度。7. 根据权利要求5所述的热解油页岩的系统，其特征在于，同一层所述油气导出管道连 通至同一个所述热解油气出口， 任选的，相邻两层或更多层的油气导出管道连接至同一个热解油气出口， 任选的，所述油气导出管道通过集气管与所述热解油气出口连通， 任选的，同一层所述油气导出管道通过同一根所述集气管连通至同一个所述热解油气 出口， 任选的，相邻两层或更多层的油气导出管道通过两根或更多根所述集气管连通至同一 个所述热解油气出口， 任选的，在水平方向上彼此平行的蓄热式辐射管均匀分布。8. 根据权利要求7所述的热解油页岩的系统，其特征在于，进一步包括： 螺旋送料机，所述螺旋送料机具有送料入口和送料出口，所述送料入口与所述半焦出 口相连； 气化炉，所述气化炉具有半焦进口和燃料气出口，所述半焦进口与所述送料出口相连， 所述燃料气出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口相连。9. 根据权利要求8所述的热解油页岩的系统，其特征在于，进一步包括： 油页岩料斗，所述油页岩料斗具有油页岩出口； 气流干燥器，所述气流干燥器具有烟气入口、油页岩进料口和混合物料出口，所述烟气 入口与所述蓄热式辐射管上的烟气出口相连，所述油页岩进料口与所述油页岩出口相连； 干燥旋风分离器，所述干燥旋风分离器具有混合物料入口、尾气出口和固体物料出口， 所述混合物料入口与所述混合物料出口相连； 热解料斗，所述热解料斗具有待热解物料入口和待热解物料出口，所述待热解物料入 口与所述固体物料出口相连;以及 螺旋进料机，所述螺旋进料机具有进料口和出料口，所述进料口与所述待热解物料出 口相连，所述出料口与所述油页岩入口相连， 任选的，所述系统进一步包括： 尾气引风机，所述尾气引风机具有烟气进口和出烟口，所述烟气进口与所述尾气出口 相连； 尾气净化装置，所述尾气净化装置具有进烟口和净化气出口，所述进烟口与所述出烟 口相连；以及 烟囱，所述烟肉具有净化气入口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。10. 根据权利要求9所述的热解油页岩的系统，其特征在于，进一步包括： 热解旋风分离器，所述热解旋风分离器具有油气进口、固体颗粒出口和净化油气出口， 所述油气进口与所述热解油气出口相连，所述固体颗粒出口与所述送料入口相连； 过滤器，所述过滤器具有过滤油气入口和过滤后油气出口，所述过滤油气入口与所述 净化油气出口相连，所述过滤后油气出口与所述分馏塔相连； 第一燃气引风机，所述第一燃气风机具有第一燃气入口和第一燃气出口，所述第一燃 气入口与所述分馏塔相连； 燃气罐，所述燃气罐具有第一燃气入口和储罐燃气出口，所述第一燃气入口与所述第 一燃气出口相连；以及 第二燃气引风机，所述第二燃气引风机具有第二燃气入口和第二燃气出口，所述第二 燃气入口与所述储罐燃气出口相连，所述第二燃气出口与所述蓄热式辐射管的燃气入口相 连。
【文档编号】C10B47/20GK205528599SQ201620099811
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】耿层层, 陈水渺, 姜朝兴, 薛逊, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司