[发明专利]油页岩气固热载体干馏及半焦燃烧发电一体化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及油页岩资源综合利用技术领域，具体地说，是一种集油页岩气固热载体干馏炼油、半焦燃烧、发电和灰渣综合利用一体化工艺。该一体化工艺亦可用于煤、油砂、废旧轮胎、石油焦、有机废料和生物质。

背景技术

能源是人类社会存在的基石，是保证国民经济正常运转必不可少的因素，一次能源的合理开发利用将对经济社会发展起到重要的推动作用。根据2011年数据统计，世界的煤炭、石油和天然气的储产比分别为112年、54.2年和63.6年，而中国分别为33年、9.9年和29.8年。根据新一轮油气资源评价，我国的页岩油和油砂油资源量分别达到476.44亿吨和 59.7亿吨。当前油页岩作为石油、煤、天然气的理想替代能源，在大力开发利用的基础上提高资源利用率对社会的发展和进步有着重要的意义。

以油页岩为主要代表的固体燃料，利用方式主要包括通过干馏来制取液体燃料，或进行燃烧生产电能。油页岩是一种富含有机质，具有微细层理，可以燃烧的细粒沉积岩，油页岩中有机质的绝大部分是不溶于普通有机溶剂的成油物质（油母质）。

油页岩干馏，即将油页岩至于隔绝空气的环境中加热至450～550℃，使得油母质发生热解反应，生成页岩油和干馏瓦斯气，页岩油不仅可以直接作为供船用轮机使用的液体燃料，也可经过精馏等工艺生产汽油和柴油等。目前常用的技术主要包括气体热载体和固体热载体两种，即分别使用气体和固体作为热载体来加热油页岩。

气体热载体法干馏常采用直立圆筒型炉，仅限于处理15～75mm的块状页岩，利用经过加热炉加热后的高温瓦斯来提供干馏所需要的热量，干馏炉内的温度维持在520℃左右。气体热载体法因其干馏特性存在以下几点不足：1、因只可处理块状页岩，粒径较大，所需要的干馏时间较长，且部分页岩未得到彻底干馏，由此气体热载体干馏法存在干馏效率低和出油率低等不足；2、破碎过程中产生的小颗粒页岩往往扔弃，没有得到充分利用，造成了严重的资源浪费；3、干馏炉产生的半焦含有一定的固定碳，未得到充分利用，使得整体的干馏热效率较低；4、需要燃烧瓦斯气来加热干馏炉所需要的气体热载体或建立单独的煤气发生炉产生煤气作为气体热载体。

现有的固体热载体干馏均采用回转式干馏炉，要求处理颗粒油页岩，粒度一般小于25mm。一般采用回转式的水平圆筒形干馏炉，同时单独设置半焦燃烧炉来制取高温热灰，或设立瓦斯燃料炉加热作为热载体的瓷球。相对于气体热载体而言，由于油页岩的颗粒粒径小，能与固体热载体充分混合，使得干馏时间短，开采的页岩利用率可达到100%、出油率高、能源资源浪费少。但此类干馏方法需将油页岩破碎至很小的粒径，破碎耗能较大，同时燃烧炉只提供高温热灰，未参与电能的生产，使得系统的产品过于单一。

中国发明专利申请公开（公告）CN101117584公开了本申请人，发明名称为：“油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集成工艺”，它能够实现在油页岩干馏炼油的同时，燃烧干馏的半焦发电，由于该工艺所处的研究阶段与现在不同，当时并没有考虑利用循环流化床锅炉产生的烟气干燥湿油页岩，同时也没有考虑循环流化床锅炉底部热灰渣作为固体热载体送入干馏中与页岩混合干馏，所以，该工艺有局限性，尚未实现油页岩综合利用的最大化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，并对现有技术进行实质性创新，提出一种流程合理，应用范围广，处理量大，干馏速度快，效率高，能够使15～75mm大颗粒页岩和<15mm的小颗粒页岩综合利用最大化的油页岩气固热载体干馏及半焦燃烧发电一体化工艺。该一体化工艺亦可适用于煤、油砂、废旧轮胎、石油焦、有机废料和生物质。