一種油砂生產改質油聯產蒸汽的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種油砂生產改質油聯產蒸汽的方法。
【背景技術】
[0002] 據預測，2020年我國石油消費量將達到5. 7億噸，屆時我國石油產量只有1. 8~ 2. 0億噸，進口石油為3. 8億噸，原油對外依存度將高達67%。隨著常規石油儲量日益減少， 非常規石油資源--油砂將成為21世紀重要的能源資源之一。利用油砂生產清潔輕質油 品，是應對石油資源短缺的必由之路。
[0003] 油砂又稱浙青砂，是一種附著浙青或其它重質油的砂石或砂巖，其組成為浙青、 水、砂粒和黏土礦物質混合物。油砂分布廣泛，儲量豐富，其全球可采資源量約為6. 51 X 1011 桶，約占世界油氣資源可采總量（2. 037X 1012桶）的32%。據統計，世界油砂資源折合成重 油為3000~6000億噸，遠遠大于常規石油探明儲量。世界上有70多個國家蘊藏油砂資 源，總儲量估計約為4萬億桶原油。我國也有相當數量的油砂資源，其遠景資源量為100億 噸。大規模工業開發和利用國內外儲量豐富的油砂資源，實現油氣來源多元化，對于發展和 穩定國民經濟、維護國家安全，都具有重要的經濟和戰略意義。因此從長遠來看，油砂也必 將成為我國未來重要的能源資源之一。
[0004] 根據油砂對水相和油相的親和性，油砂的結構分為水潤性、油潤性和中等潤濕性 結構三種。從油砂中提取油品的方法主要有：熱堿水分離法、有機溶劑分離及直接熱轉化法 等。熱堿水分離法是目前廣泛應用的商業化方法，但該法的缺點引起廣泛關注：消耗大量的 水資源，產生的含堿廢水對環境污染嚴重且治理困難，而且分離得到的浙青中還混有粘土 和細小砂粒，仍需進一步溶劑萃取分離；況且，該法的最大缺點是對油砂類型的適應性差： 其對水潤型油砂具有很高的浙青洗脫率，而對油潤型油砂，浙青洗脫率很低。有機溶劑分離 法對油潤性油砂有效，但該法采用甲苯、柴油、石腦油等有機溶劑進行抽提，其成本較高；且 脫浙青后油砂砂礫表面仍然存有少量溶劑，露天堆積會對環境造成很大污染，因此很少利 用此法進行商業化生產，主要用于實驗室研究。
[0005] CN 200810167017公開了一種油砂直接流化床焦化的方法和裝置，該方法為：油 砂原料在焦化反應器中與來自密相燒焦反應器的高溫砂混合、換熱后進行焦化反應，油氣 除塵后進入分餾及吸收穩定系統，附焦砂經汽提后進入燒焦管。該方法與干餾法都屬于油 砂熱轉化范疇。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種油砂生產改質油聯產蒸汽的工藝方法，解決油砂流化熱 處理過程熱平衡問題，并實現能量優化利用。
[0007] 本發明所述的的一種油砂生產改質油聯產蒸汽的工藝方法是：油砂經過粉碎篩 分后，得到的粉狀浙青砂，經過加料系統進入循環流化床反應器，與高溫砂接觸換熱，在熱 作用下，沙礫上附著的石油組分發生裂解氣化，同時生成少量焦炭，所產油氣經過冷凝分餾 塔，部分釜底渣油泵送返回反應器；附著焦炭的沙礫在反應器下部排出，經循環輸送管路進 入燒焦器，在富氧條件下焦炭燃燒，部分載熱沙礫循環返回反應器，為油砂處理提供熱源。 另外部分沙礫經過換熱為蒸汽發生系統提供熱源，排出后作為性質優良的建筑材料。
[0008] 整個處理過程常壓操作，反應器溫度控制范圍450-500°C，燒焦器的溫度為 700-800°C，沙礫循環比為5-10。
[0009] 該過程可以由油砂生產性質較好的改質油，同時生產大量蒸汽，能量得到充分利 用。
【具體實施方式】
[0010] 油砂經過機械粉碎篩分后，得到的粉狀浙青砂，經過加料系統進入循環流化床反 應器，與高溫砂接觸換熱，在熱作用下，沙礫上附著的石油組分發生裂解氣化，同時生成少 量焦炭，所產油氣經過冷凝分餾系統，部分釜底渣油泵送返回反應器；附著焦炭的沙礫在反 應器下部排出，經循環輸送管路進入燒焦器，在富氧條件下焦炭燃燒，部分載熱沙礫循環返 回反應器，循環比視所產焦炭量而定，為油砂處理提供熱源。另外部分沙礫經過換熱為蒸汽 發生系統提供熱源，排出后可用作建筑材料。
[0011] 實施例：新疆油砂綜合利用
[0012] 新疆某區塊油砂性質數據如下：浙青質9. 55w%，水分1. 55w%，，礦物質88. 9w%。
[0013] 新鮮油砂物料經過粉碎后，得到堆積密度1. 37g/cm3,顆粒密度，2250kg/m3,休止 角，38°。經過加料器進入流化床反應器，反應器下部另有兩股物料，700°C的高溫循環沙 礫，350°C的循環浙青，三種物料在反應器內混合接觸，在水蒸氣作為流化介質的條件下接 觸反應。
[0014] 本處理過程控制沙礫循環量/新鮮油砂進料為6,分餾塔釜底渣油（500°C以上餾 分）50%返回反應器，其余餾分調和得到改質油。歸一后產物分布數據為：氣體6. 5w%，改質 油74. 2w%，焦炭19. 3w%。改質油主要性質如表1所示。
[0015] 表1產品性質
[0016]
【主權項】
1. 一種油砂直接生產改質油聯產蒸汽的方法，其特征在于：油砂經過粉碎篩分后，得 到的粉狀浙青砂，經過加料系統進入循環流化床反應器，與高溫砂接觸換熱，在熱作用下， 沙礫上附著的石油組分發生裂解氣化，同時生成少量焦炭，所產油氣經過冷凝分餾塔，部分 釜底渣油泵送返回反應器；附著焦炭的沙礫在反應器下部排出，經循環輸送管路進入燒焦 器，在富氧條件下焦炭燃燒，部分載熱沙礫循環返回反應器，為油砂處理提供熱源，另外部 分沙礫經過換熱為蒸汽發生系統提供熱源。
2. 根據權利要求1所述的油砂直接生產改質油聯產蒸汽的方法，其特征在于：所加工 油砂原料含油率為6. 0-12. 0%。
3. 根據權利要求1所述的油砂直接生產改質油聯產蒸汽的方法，其特征在于：流化床 反應器溫度控制范圍420-500°C，燒焦器的溫度為680-800°C，沙礫循環比為3-8。
4. 根據權利要求1所述的油砂直接生產改質油聯產蒸汽的方法，其特征在于：基于整 個系統熱平衡需要，靈活切割分餾塔釜底渣油餾分，循環比例可控制在10-100%范圍內。
5. 根據權利要求1所述的油砂直接生產改質油聯產蒸汽的方法，其特征在于：外排沙 礫經過取熱器，取得的熱量用于發生蒸汽，所產蒸汽可滿足系統自用，余量補充至蒸汽管 網。
【專利摘要】本發明涉及一種油砂直接生產改質油聯產蒸汽的方法；油砂經過粉碎篩分后，得到的粉狀瀝青砂，經過加料系統進入循環流化床反應器，與高溫砂接觸換熱，在熱作用下，沙礫上附著的石油組分發生裂解氣化，同時生成少量焦炭，所產油氣經過冷凝分餾塔，部分釜底渣油泵送返回反應器；附著焦炭的沙礫在反應器下部排出，經循環輸送管路進入燒焦器，在富氧條件下焦炭燃燒，部分載熱沙礫循環返回反應器，為油砂處理提供熱源，另外部分沙礫經過換熱為蒸汽發生系統提供熱源；該過程可以由油砂生產性質較好的改質油，同時生產大量蒸汽，能量得到充分利用。
【IPC分類】C10B53-06, C10G1-00, F22B1-04
【公開號】CN104650941
【申請號】CN201310597115
【發明人】劉銀東, 付興國, 張艷梅, 侯經緯, 張璐瑤, 盧竟蔓, 許倩
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月22日