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油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收方法及装置

油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收方法及装置

IPC分类号 : C10B53/06,C10G5/00,C10G5/06,C02F9/02,C02F1/38,C02F1/40

申请号
CN201010584383.3
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2010-12-13
  • 公开号: 102010732A
  • 公开日: 2011-04-13
  • 主分类号: C10B53/06
  • 专利权人: 华东理工大学

专利摘要

本发明涉及油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收方法及装置,提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收方法,该方法包括:循环水进入瓦斯塔淋洗并冷却由循环瓦斯和干馏焦油气组成的干馏混合气,冷凝产生的页岩油随夹带着油泥的循环水从瓦斯塔出口作为干馏污水排出;以及对干馏污水进行除尘处理,以脱除干馏污水中的油泥,然后进行脱水处理,以脱除其中的水分,最后进一步隔油脱水,以得到页岩油产品。本发明还提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收装置。

说明书

技术领域

技术领域

本发明属于石油化工与环保领域,涉及一种油页岩瓦斯塔段干馏系统页岩油冷凝回收方法,适用于油页岩干馏工艺中对瓦斯塔出口洗涤冷却水提高除泥除水效率并进行页岩油富集回收。具体地说,本发明提供了对油页岩干馏系统中瓦斯塔段页岩油冷凝和净化收集的方法及装置。

技术背景

背景技术

油页岩又称油母页岩,是一种含有机质的沉积岩,一般属于高矿物质的腐泥煤,为低热值固体化石燃料,其色浅灰至深褐。它同石油一样,是由生物的残体混同泥沙变成的,所以可以用来炼油。在隔绝空气的条件下加热分解,经低温干馏可得页岩油、干馏气和页岩半焦。页岩油类似于原油,可作为燃料油或进一步加工制成汽油、柴油和下游石化产品。与常规石油资源相比,我国页岩油可回收资源量相当于全国石油可采资源量的56.5%,未来开发利用具有广阔的前景,将成为常规油气资源的重要补充。油页岩曾支持了我国在贫油时期的经济建设,但其研究与开发也曾一度逐年萎缩。上世纪90年代初,抚顺矿业集团引进循环经济理念,重新开始油页岩的综合利用和研发,其中以油页岩炼油最为重点。

页岩油提炼技术主要分地面干馏和原位(地下)干馏两类。地面干馏技术较为成熟,目前,全球的页岩油工业生产几乎均采用地面干馏技术。地面干馏技术是指将油页岩采出后,在地面用干馏设备对油页岩进行热解,使其生成页岩油。干馏炉是地面干馏的关键设备,通过干馏炉内热载气加热油页岩物料,从而分解出页岩油气,与循环瓦斯热载气、伴生水汽等一起,夹带一定量的页岩粉尘和焦油出干馏炉。在抚顺式油页岩干馏系统中,一般采用集合管、洗涤饱和塔、冷却塔的组合系统进行干馏油气的冷凝和洗涤。

在传统的抚顺式油页岩干馏系统中,一般采用洗涤饱和塔对干馏混合气进行第二级分离。洗涤塔置于主风饱和塔之上,这样做的好处是既对混合气进行了二级洗涤,又对主风进行了加温、增湿。但是,经过饱和塔饱和后的主风温度无法根据实际生产需求进行调整,而且通过饱和塔的空气难免带走洗涤水中的一部分页岩油和油泥进入主风总管中,造成主风带油泥从而导致管路堵塞的问题。虽然主风带油泥可以通过倒置洗涤饱和塔的方式完成,但是这么做的话,由于液封溢流水的冲力不够,无法很好地完成洗涤的任务。洗涤饱和塔为一体也不利于安全,遇到停电或瓦斯、空气压力突然增大的情况,也会造成空气上窜到洗涤塔中而发生暴躁事件。洗涤饱和塔的分离可以解决上述问题。

在最新的油页岩工艺中,洗涤饱和塔分成瓦斯塔和空气塔,并将洗涤部分置于两塔塔底。瓦斯塔承担了正向混合气和循环瓦斯气的洗涤或冷却,空气塔承担了正向混合气和主风的洗涤或冷却。空气塔中混合气因为已经由前一级瓦斯塔脱除全部油泥且洗涤部分在下的关系,避免了主风带泥的问题。采用瓦斯塔和空气塔双级洗涤则很好地解决了空气塔倒置引起的洗涤能力不足的问题。瓦斯塔的下半部分用来对混合气进行第二级的冷却和洗涤。而其上半部分则对从冷却塔返回的循环瓦斯进行新一级的洗涤,彻底除去其中的焦油。上下部分的结合面设置水封,防止瓦斯气和混合气的互窜。循环水经过塔顶下淋的过程中,以溢流方式通过液封,并先后对瓦斯气和混合气进行洗涤或冷却。这样做更好地提高了页岩油回收率和冷却效果,避免了油污进入加热炉后的结垢问题。

在目前的抚顺式油页岩干馏系统中,洗涤部分(包括瓦斯塔和空气塔)的页岩油收率达到近60%,瓦斯塔部分更是占了其中的较多部分,但是这些油品只是经过洗涤池的简单洗涤和沉降来去除油泥,再通过隔油池来脱水,效率不高,而且由于许多细微的页岩粉尘或油泥无法清除干净,非但影响了产品的品质,而且还对后续的管路有较强的腐蚀作用,并且存在堵塞,清理不便的问题。

因此,本领域迫切需要开发出一种能够高效地对油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油进行回收的方法。

发明内容

发明内容

本发明提供了一种新的油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收方法及装置,通过在洗涤池底部设置适当的油泥分离设备和油水分离设备,对集合管段的油产品质量的提高大有助益,对相关管路和设备也有很好的维护作用,从而克服了现有技术存在的缺陷。

一方面,本发明提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收方法,该方法包括:

循环水进入瓦斯塔淋洗并冷却由循环瓦斯和干馏焦油气组成的干馏混合气,冷凝产生的页岩油随夹带着油泥的循环水从瓦斯塔出口作为干馏污水排出;以及

对干馏污水进行除尘处理,以脱除干馏污水中的油泥,然后进行脱水处理,以脱除其中的水分,最后进一步隔油脱水,以得到页岩油产品。

在一个优选的实施方式中,经除尘处理后,干馏污水中的油泥含量低于0.001体积%,以所述经除尘处理的干馏污水的体积计。

在另一个优选的实施方式中,经脱水处理后,页岩油的回收量大于99.9%,产品的含水量小于10%。

另一方面,本发明提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收装置,该装置包括:

与瓦斯塔的底出水口连接的瓦斯塔除尘器,用于对干馏污水进行除尘处理,以脱除干馏污水中的油泥,其中,所述干馏污水包括循环水进入瓦斯塔淋洗并冷却由循环瓦斯和干馏焦油气组成的干馏混合气而冷凝产生的页岩油以及夹带着油泥的循环水;

与瓦斯塔除尘器的顶出水口连接的瓦斯塔脱水器,用于对干馏污水进行脱水处理,以脱除其中的水分;

与所述瓦斯塔脱水器的出水口连接的油水分离罐,用于对干馏污水进行进一步隔油脱水,以得到页岩油产品。

在一个优选的实施方式中,该装置还包括位于瓦斯塔的底出水口与瓦斯塔除尘器之间的泵),用于将瓦斯塔底出水口的干馏污水泵送入瓦斯塔除尘器。

在另一个优选的实施方式中,所述瓦斯塔除尘器与瓦斯塔串联布置,所述瓦斯塔除尘器选自旋流除尘器。

在另一个优选的实施方式中,所述瓦斯塔脱水器与瓦斯塔除尘器串联布置,所述瓦斯塔脱水器选自旋流脱水器。

在另一个优选的实施方式中,所述油水分离槽与瓦斯塔脱水器串联布置,所述油水分离槽选自隔油池。

在另一个优选的实施方式中,所述瓦斯塔除尘器以单级或多级串联组合的方式使用。

在另一个优选的实施方式中,所述瓦斯塔脱水器以单级或多级串联组合的方式使用。

附图说明

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收流程示意图。

具体实施方式

具体实施方式

本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现,油页岩干馏系统的焦油气在出集合管后进入后续的洗涤冷却部分,该部分产油一般高达六成左右,因此对这一部分的油产品的质量应相当重视;采用瓦斯塔和空气塔代替原先的洗涤饱和塔,也就是在主风增湿过程前,率先通过瓦斯塔把干馏气中的油泥脱除掉,进行一定的洗涤和冷却工作,具有循环气洗涤彻底,主风不带油泥避免加热炉结垢的优点;这种工艺中由于瓦斯塔段仍有部分页岩粉尘或者油泥存在,仍然需要设置除泥装置,避免油泥的污染问题,另外通过设置二级脱水系统,共同保证了油产品的质量,还解决了水中杂质堵塞或腐蚀管道和设备,降低了污水处理的难度和处理量。基于上述发现,本发明得以完成。

本发明的技术构思如下:

1.在油页岩干馏工艺的瓦斯塔部分冷却和洗涤过程产生的油-泥-水混合物中含有大量的页岩粉尘与干馏油形成的油泥,通过设置瓦斯塔除尘器,可以很好地实现循环水脱除油泥的目的;

2.在瓦斯塔除尘器出口设置瓦斯塔脱水器和油水分离槽,对经过除泥处理的油水混合物进行二级脱水处理,可以很好地保证油产品的质量。

在本发明的第一方面,提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油回收的方法,该方法包括:

循环水进入瓦斯塔淋洗并冷却由循环瓦斯和干馏焦油气组成的干馏混合气,冷凝产生的页岩油随夹带着油泥的循环水从瓦斯塔出口作为干馏污水排出;

采用瓦斯塔除尘器脱除干馏污水中的油泥,随后采用瓦斯塔脱水器脱除其中的大部分水分,最后采用油水分离槽进行进一步隔油脱水,产生的页岩油作为产品出装置。

在本发明中,在瓦斯塔底部设置瓦斯塔除尘器,除去对未经集合管彻底脱除的页岩粉尘和焦油所形成的油泥,避免油泥污染管路,腐蚀设备。

在本发明中,采用干馏污水分级脱水方法:经过除泥净化后的干馏污水进入瓦斯塔脱水器,脱除其中的大部分水分;含水页岩油进入后续的油水分离槽,除去剩余水分,产出合格页岩油。

在本发明中,瓦斯塔段出水经过瓦斯塔除尘器处理后的油品的油泥量低于0.001%。

在本发明中,瓦斯塔除尘器出水所含页岩油经过瓦斯塔脱水器后回收的油量大于99.9%,且脱水后油品的含水量小于10%。

在本发明的第二方面,提供了一种用于油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油回收的装置,该装置包括:

用于页岩油回收除泥的瓦斯塔除尘器,设置于瓦斯塔底出水口;

与所述瓦斯塔除尘器出水口相连的瓦斯塔脱水器,用于对瓦斯塔除尘器出水进行一级脱水;

与所述瓦斯塔脱水器出水口相连的油水分离罐,用于对瓦斯塔脱水器出口含水原油进行二级脱水,并最终作为产品出装置。

在本发明中,所述瓦斯塔除尘器与瓦斯塔串联布置,所述除尘器可选自旋流除尘器或其它各类固液分离设备。

在本发明中,所述瓦斯塔脱水器与瓦斯塔除尘器串联布置,所述脱水器可选自旋流脱水器或其它各类油水分离设备。

在本发明中,所述脱水器或除尘器以单级或多级串联组合的方式使用。

本发明的方法和装置还可以用于其它含油水混合物的分步分离过程。

以下参看附图。

图1是根据本发明一个实施方式的油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收流程示意图。如图1所示,集合管出口干馏混合气(来自干馏炉的油气)进入瓦斯塔1下部,被循环水淋洗冷却;瓦斯塔内的循环瓦斯自冷却塔来,并循环返回加热炉;循环水与塔内焦油气和瓦斯气载体接触后,将其中的焦油气冷却凝结成干馏原油,同时洗去其中的页岩粉尘形成的油泥,该过程产生的油-水-泥三相混合物作为瓦斯塔段的干馏废水从出水口排出(部分油气进入空气塔);干馏废水用泵2打入瓦斯塔除尘器3,通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的油泥,油泥由除尘器底部进入油泥处理部分;从除尘器顶部出来的干馏废水进入瓦斯塔脱水器4,通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的水分;成为油占主体的含水页岩油;含水页岩油从脱水器顶部出口进入油水分离槽5(油污进入后续隔油处理),进行最后工序的油提纯,提纯的油产品计量后出装置,循环水返回瓦斯塔作为洗涤水和冷却水使用。

本发明的方法和装置的主要优点在于:

本发明采用循环水对油页岩干馏系统瓦斯塔段的干馏混合气进行了冷凝和洗涤的处理,并采用液-液分离技术和固-液分离技术对冷却洗涤水进行了净化处理,从中提取出页岩油产品,同时避免了水中杂质堵塞或腐蚀管道和设备,降低了污水处理的难度和处理量。本本发明方法工艺先进,设备投资成本较低,占地面积小,故障率低,反应效果好,能耗低,能有效改进油页岩干馏系统油-泥回收的工艺过程。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是,应该明白,这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明,所有的百分比和份数按重量计。

实施例1:抚顺矿业集团油页岩干馏装置节能减排技术改造项目

工艺流程:

该项目采用本发明的装置,其工艺流程如图1所示。

常规工艺中洗涤部分油产量可达60%,本工艺中的洗涤部分由瓦斯塔和空气塔组成,瓦斯塔段干馏混合气通过集合管段一级的冷却洗涤过程,其页岩粉尘含量大大降低,但是,由于该段油产量较高,故对质量的影响依然应当十分重视,故直接采用瓦斯塔除尘器去除油泥后,通入瓦斯塔脱水器和油水分离槽进行脱水净化。

集合管出口干馏混合气进入瓦斯塔1下部,被循环水淋洗冷却;循环水与塔内焦油气和瓦斯气载体接触后,将其中的焦油气冷却凝结成干馏原油,同时洗去其中的页岩粉尘形成的油泥,该过程产生的油-水-泥三相混合物作为瓦斯塔段的干馏废水从出水口排出;干馏废水用泵2打入瓦斯塔除尘器3,所述除尘器选用旋流除泥器,通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的油泥;干馏废水进入瓦斯塔脱水器4,所述脱水器选用旋流脱水器,通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的水分,得到油占主体的含水页岩油;含水页岩油进入油水分离槽5,进行最后工序的油提纯。

经过上述除油除泥处理的干馏废水基本具备了作为循环水的条件,通过循环泵打入瓦斯塔作为洗涤水和冷却水使用。

技术效果:

在该工艺中,瓦斯塔段旋流器入口流量为503000kg/h,顶流口流量为493000kg/h,底流口为10000kg/h,其中含泥量(指油岩灰)为95mg/L,含油量为3187mg/L。经过瓦斯塔段的洗涤和分离,空气塔出口即空气塔分离器入口含泥量(指油岩灰)为0,含油量为500mg/L;对于循环水,旋流除泥器的进口与水相出口之间的压力降0.10MPa。当进水油泥含量不大于2000mg/L时,旋流除泥器的水相出口泥水浓度不大于300mg/L;规定频次的分析值(不大于300mg/L)合格率≥90%且旋流除尘器的油泥相流量不大于旋流除泥器进口流量的10%。旋流脱水器的进口与水相出口之间的压力降为0.15-0.25MPa。当旋流脱水器进水含油量不大于2000mg/L时,水相出口含油浓度不大于200mg/L;当进水含油量不大于1000mg/L时,水相出口含油浓度不大于150mg/L;规定频次的分析值(不大于200mg/L或不大于150mg/L)合格率≥95%。旋流脱水器的油相流量约为旋流脱水器进口流量的5%,控制不大于10%。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

油页岩干馏系统瓦斯塔段页岩油冷凝回收方法及装置专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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