油页岩干馏产燃料油和液化石油气的创新工艺

油页岩干馏产燃料油和液化石油气的创新工艺

刘丛茹,贾世阳,岳春彤,王克峰
(大连理工大学化工学院,辽宁大连116012)
摘 要:利用铝甄法对桦甸油页岩进行数据分析,发现油页岩干馏气中含有大量的碳3(C3)、碳4(C4)组分(液化石油气),直接燃烧将不能合理利用能源。针对这一情况,对提取液化石油气(LPG)前后的干馏气进行了分析,分析后发现提取LPG后,干馏气燃烧热值仍能满足工艺要求,系统本身热量仍能自给自足。故在不影响瓦斯全循环油页岩分级干馏工艺的前提下,提出了瓦斯全循环油页岩分级干馏生产燃料油和液化石油气的创新工艺,可以回收利用生产液化石油气(LPG)和燃料油,从而延长了产品链,提高了经济效益。
关 键 词:油页岩;干馏;干馏气;LPG
中图分类号: TE662文献标识码:A文章编号:1004-0935(2010)06-0604-05
长期以来,我国经济可持续发展的焦点之一在能源,能源问题的焦点在石油,我国石油的储量非常有限,从1993年起我国已经成为石油净进口国[1],此后,石油进口依存度迅速上升。面对石油的紧缺,寻找新的可替代能源,已经显得越来越重要。油页岩是一种沉积岩,具有无机矿物质的骨架,并含有固体有机物质,主要为油母质及少量沥青质。油页岩是一种化石燃料,作为一种能源,油页岩需要加热热解(即油页岩的干馏),油母质才能产生页岩油[2]。
油页岩储量巨大,是可燃性矿产之一,通过低温干馏可得碳氢比类似于天然石油的页岩油,是一种理想的石油替代品[3]。
油页岩开采情况总体上来看主要有露天开采与地下开采两种方式。露天开采是比较原始的开采方式。油页岩的地下开采主要是进行地下转化技术,壳牌公司在油页岩的地下转化技术方面做了大量工作,投入巨资研发出的开采油页岩及其他非常规资源的地下转化工艺技术(ICP),对开发深部油页岩尤其有利[4]。油页岩干馏制油技术可分为地上干馏法和地下干馏法。地下干馏法又称原地干馏或原位干馏,因过程难以控制,地下干馏法目前仍处于研发阶段,还未工业化。地上干馏法可分为直接传热法和间接传热法。干馏所需热量通过器壁传入干馏室的方法称为间接传热法。间接传热法传热效率低,且不易放大,在工业生产上已被淘汰[5]。直接传热比间接传热速度快、效率高,所以现代干馏技术主要采用热载体和油页岩直接接触传热的方式,即直接传热法。直接传热方式又可分为气体热载体法和固体热载体法。油页岩气体热载体法干馏制油技术加工处理块状原料,油页岩固体热载体法干馏制油技术加工处理粉状原料,原料页岩粒子用分散的固体热载体加热,由于粒子小,混合均匀,接触表面积大,可以达到较快的加热速度,油收率高。气体热载体干馏技术主要有爱沙尼亚Kiviter、巴西Petros ix、美国联合油品公司的SGR、日本的Joseco和我国抚顺炉技术、神木方形炉、上海博生新干馏技术及吉林成大弘晟能源有限公司开发的新法组合干馏技术。固体热载体干馏技术主要有美国的Tosco-II技术、爱沙尼亚的Galoter、德国的LR、加拿大的ATP、和大连理工大学DG-Process[6]。
1．瓦斯全循环油页岩分级干馏工艺简介
吉林桦甸油页岩资源储量丰富,已探明油页岩储量约 4. 1亿吨可采储量 3 . 1亿吨，含油率高, 页岩半焦发热量高, 属优质油页岩。吉林桦甸油页岩具有储量大、 含油率高、 热值高的特点, 在北方具有普遍性,本文是对桦甸油页岩进行数据分析的。桦甸油页岩干馏技术采用瓦斯全循环油页岩分级干馏工艺,根据工艺处理的油页岩为块状页岩,故本工艺为气体热载体工艺 (页岩干馏过程所需的热量, 全部由循环瓦斯所供给) , 此工艺适用于油页岩和褐煤干馏,处理页岩粒度 6-50 mm,便于破碎和筛分, 不浪费原料;油页岩干馏单元(加工 6- 20mm和 20-50mm页岩)设计加工规模 300万 t/a ,具有一定的适应性。
1．1工艺流程概述
吉林成大弘晟能源有限公司采用的干馏工艺为瓦斯全循环油页岩分级干馏工艺 7属于气体热载体法, 其工艺流程见图 1。