一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法及設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法及設(shè)備，對原礦進行破碎、烘干，通過高溫直接將其裂解，控制熱解時間、溫度等得到不同比例的尾砂、輕質(zhì)組分，輕質(zhì)組分經(jīng)分餾得到干氣、汽柴油組分、重質(zhì)燃料油和水，上述熱解產(chǎn)物分別進入各自后續(xù)處理程序進行利用或循環(huán)使用，另上述熱解過程在具有傾斜角度的、設(shè)兩個出氣口的外熱式熱解設(shè)備中發(fā)生，本發(fā)明通過直接將小顆粒油砂熱解獲取輕質(zhì)油品，其350℃之前輕質(zhì)油收率可達90wt%，資源利用率高達100%，可調(diào)整熱解溫度和熱解時間獲得不同產(chǎn)氣量，使整個工藝過程燃料用量達到平衡，且全部在密閉空間進行，無可燃氣外泄，無污水排放，符合環(huán)保要求。
【專利說明】
一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法及設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，是涉及一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法及設(shè)備，本方法適用于小顆粒的油砂，也適用于小顆粒油頁巖和粉煤或頁巖、粉煤與油砂的混合物。
【背景技術(shù)】
[0002]油砂，又稱重油砂或焦油砂，是一種含有重油或焦油的砂或砂巖，屬于非常規(guī)石油資源。其成分包括重油、石英砂、水、礦物質(zhì)，粘土以及少量金屬。作為非常規(guī)石油資源的主要來源，近年來在全球烴類能源中所占的比例不斷增大，在世界能源供給中起著舉足輕重的作用，是未來油氣資源的重要接替資源。
[0003]通常，油砂分為水溶型油砂和油溶型油砂。對水溶型油砂一般使用的堿為NaOH、Na2CO3，表面活性劑為水溶性清蠟劑、陰離子表面活性劑以及陽離子表面活性劑等。將粉碎的油砂和水劑混合加熱并攪拌，浸煮一段時間，讓水劑與油砂相互作用形成砂漿，油和瀝青乳化脫落，離心分離，油和瀝青分散在水中形成乳狀液，砂被分離出去，油和瀝青與水的混合體再經(jīng)過破乳、提取分離，得到原油與分離出的水劑，回收的水劑通過補充適量的化學(xué)劑用量可以繼續(xù)重復(fù)使用，這種分離瀝青的方法通常稱之為水劑法。對油溶型油砂用有機溶劑萃取油砂中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，使用的溶劑有很多，主要有煤油、石腦油、燃料油、石油醚、芳烴溶溶劑等。這種方法是將有機溶劑與粉碎的油砂混合加熱并攪拌，反應(yīng)一段時間，讓油砂中的油溶解，再通過分離設(shè)備將液相與固相分離，液相進入蒸餾塔蒸餾出有機溶劑，固相進行清洗，以洗掉殘余有機溶劑。該方法尾砂中會帶著部分溶劑，致使溶劑消耗量大，且洗滌出的產(chǎn)物基本為瀝青成分，要與溶劑分離需消耗能源，分出來的瀝青還要經(jīng)過焦化工藝再轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)油品，還要消耗能源，總的能耗高，這種分離瀝青的方法通常稱之溶劑萃取法。無論是水劑法還是溶劑萃取法洗出來的都是瀝青組分，要將瀝青組分轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油品還得進行二次加工處理，如延遲焦化或催化裂化等工藝處理，才能將瀝青組分轉(zhuǎn)化為汽柴油餾分。目前小顆粒油砂處理相對成熟的工藝為加拿大ATP技術(shù)，ATP技術(shù)為固體熱載體技術(shù)，由于高溫的固體熱載體直接與物料接觸，物料中的重油組分在短時間被加熱氣化，雖然熱解可以得到部分輕質(zhì)油品，但大部分是瞬間氣化后產(chǎn)生的重質(zhì)油品組分，熱解產(chǎn)物大于350°C的餾分多，且ATP爐結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜、維修困難、運行周期短、投資大、經(jīng)濟性差，因而應(yīng)用較少。鑒于目前小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油品尚沒有成熟的處理方法及工業(yè)應(yīng)用裝置，為此，提供了小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法和設(shè)備。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題即在提供一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法及設(shè)備。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)手段如下所述。
[0006]一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法，其特征在于，包含如下步驟。
[0007]a)預(yù)處理:油砂原礦破碎、烘干0.5-2小時后，獲得溫度在120?150°C間、粒徑O?25mm小顆粒脫水油砂，含水量3wt%以下。
[0008]b)快速升溫:小顆粒脫水油砂進入回轉(zhuǎn)熱解爐的升溫段進行快速升溫，該升溫段溫度為350-600°C，升溫速度為15-50°C /min。
[0009]c)持溫?zé)峤?經(jīng)加熱的脫水油砂進入持溫段，該持溫段溫度為350-600°C，停留時間為0.5?4小時，脫水油砂裂解生成小顆粒的尾砂和氣態(tài)的輕質(zhì)組分，經(jīng)固氣分離，尾砂從出料口運出，所述尾砂的顆粒粒徑在O?2000 μ m之間，輕質(zhì)組分通過出氣口排出。
[0010]d)分餾:所述輕質(zhì)組分經(jīng)過分餾獲得干氣、汽柴油組分、重質(zhì)燃料油組分和水，干氣、汽柴油組分和水經(jīng)冷凝10?60分鐘后進入油水分離罐，分離出干氣、脫水的汽柴油組分和水，上述產(chǎn)物分別進入后續(xù)存儲和加工處理；其中，b步驟和c步驟中加熱方式為外加熱式。
[0011]所述持溫段加熱溫度優(yōu)選的420-450 °C，持續(xù)1_1.5小時，熱解壓力為0.1?20kPa。
[0012]所述外加熱式采用明火燃燒直接加熱，d步驟中的干氣脫硫處理后進入燃燒裝置燃燒，或所述外加熱式采用熱風(fēng)加熱。
[0013]本發(fā)明還保護上述b步驟和c步驟中使用的一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備，包含筒狀的回轉(zhuǎn)熱解爐，其分為前部分的升溫段和后部分的持溫段，所述回轉(zhuǎn)熱解爐頭端設(shè)進料口和第一出氣口，連接處安設(shè)進料轉(zhuǎn)動密封，尾端設(shè)沉降室，連接處安設(shè)出料轉(zhuǎn)動密封，沉降室頂部設(shè)第二出氣口，第一、第二出氣口分別設(shè)有第一、第二出口閥；所述沉降室下部設(shè)置蒸汽管線以及內(nèi)壁上設(shè)若干汽提構(gòu)件，底部設(shè)出料口 ；所述回轉(zhuǎn)熱解爐外側(cè)包覆有保溫層，該保溫層包含保溫筒體及該保溫筒體內(nèi)壁與回轉(zhuǎn)熱解爐外壁間形成的保溫腔；所述回轉(zhuǎn)熱解爐頭端向上傾斜，其與水平之間的傾角為1°?5° ;所述回轉(zhuǎn)熱解爐為外加熱式。
[0014]所述回轉(zhuǎn)熱解爐的內(nèi)壁上設(shè)強化傳熱內(nèi)件，持溫段的強化傳熱內(nèi)件數(shù)量由頭端向尾端逐漸減少，持溫段尾端內(nèi)壁上還設(shè)至少I道堰板。
[0015]所述保溫腔內(nèi)設(shè)置燃燒器，通過明火燃燒直接加熱回轉(zhuǎn)熱解爐，或所述保溫腔頭端設(shè)出風(fēng)口，尾端設(shè)入風(fēng)口，通入熱風(fēng)加熱回轉(zhuǎn)熱解爐。
[0016]所述保溫層外包覆有防護鐵皮。
[0017]本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果如下。
[0018]1、本發(fā)明的小顆粒油砂熱解方法及設(shè)備，在沒有熱載體的情況下，熱解爐外部的熱量通過熱傳導(dǎo)給小顆粒油砂加熱升溫，持溫段時間為不低于40min，較現(xiàn)有ATP固體熱載體干餾技術(shù)的5-8min大大延長，油砂中的瀝青組分獲得充分熱解，獲得氣體和輕質(zhì)油品，即通過延長熱解時間實現(xiàn)獲得熱解氣和輕質(zhì)油的目的。
[0019]2、本發(fā)明的小顆粒油砂熱解方法及設(shè)備，熱解生成的氣體可從熱解爐頭端或尾端排出，可根據(jù)熱解干氣產(chǎn)率及應(yīng)用情況靈活調(diào)節(jié)，改變油氣采出的方式實現(xiàn)獲得熱解氣和輕質(zhì)油的目的。
[0020]3、本發(fā)明的小顆粒油砂熱解設(shè)備，可實現(xiàn)小顆粒油砂的熱解，直接獲得輕質(zhì)油品，熱解液相產(chǎn)物中汽、柴油餾分占90wt%，油品質(zhì)量好。
[0021]4、本發(fā)明的熱解設(shè)備可以實現(xiàn)小顆粒油砂、小顆粒頁巖及粉煤的熱解，不利用任何載體，資源利用率為100%。其350°C之前輕質(zhì)油收率可達90wt%。
[0022]5、本發(fā)明的回轉(zhuǎn)熱解設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、資源利用率達100%。本發(fā)明全部在密閉空間進行，無可燃氣外泄，安全性強，無污水排放，符合環(huán)保要求。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明中熱解設(shè)備的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明中熱解設(shè)備的A-A’截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明保護一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法，及配合該方法使用的熱解設(shè)備。
[0026]由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法步驟如下。
[0027]a)預(yù)處理:將油砂原礦破碎，得到粒徑O?25mm的小顆粒油砂，3_8mm粒徑的為最佳，根據(jù)實際的油砂情況，可采用熟知的常規(guī)破碎設(shè)備進行多級破碎，而本發(fā)明在生產(chǎn)實踐中最佳的實施例采用兩級破碎。破碎后的小顆粒油砂通過傳輸帶進入轉(zhuǎn)筒烘干機，與熱煙氣進行順流接觸傳熱，烘干脫水0.5-2小時后，獲得溫度在120?150°C間的脫水油砂，含水量3wt%以下。
[0028]上述脫水油砂一部分進入回轉(zhuǎn)熱解爐進料料斗，另一部分作為備料進入庫房，作為雨季物料難于烘干時使用。
[0029]b)快速升溫:小顆粒脫水油砂經(jīng)過進入回轉(zhuǎn)熱解爐進料料斗，通過進料口進入回轉(zhuǎn)熱解爐的升溫段，該進料方式可采用螺旋進料。進入回轉(zhuǎn)熱解爐的升溫段后，小顆粒脫水油砂快速加熱。該升溫段溫度控制在350-600°C之間，升溫速度為15-50°C /min。回轉(zhuǎn)熱解爐不停旋轉(zhuǎn)有利于脫水油砂的快速且均勻的升溫。
[0030]c)持溫?zé)峤?經(jīng)快速加熱的小顆粒脫水油砂隨后進入持溫段，持溫段的溫度控制在350-600°C之間，停留時間為0.5?4小時，優(yōu)選的加熱溫度為420?450°C，停留時間持續(xù)I?1.5小時?；剞D(zhuǎn)熱解爐不停旋轉(zhuǎn)促進脫水油砂的裂解。
[0031]經(jīng)過高溫加熱，脫水油砂中的瀝青質(zhì)被熱裂解并汽化，產(chǎn)生氣態(tài)的輕質(zhì)組分，該輕質(zhì)組分包含有干氣、重質(zhì)燃料油、汽柴油組分和水蒸氣。熱解的固體產(chǎn)物是生成焦炭吸附在砂中稱為尾砂，該尾砂通過出料口 22運出，進入尾砂冷卻系統(tǒng)，冷卻后的尾砂可儲存于尾砂罐進行二次利用。該尾砂的顆粒粒徑在O?2000 μ m之間，優(yōu)選的粒徑范圍為40-200 μ m。熱尾砂冷卻過程中，尾砂中夾帶有熱解油氣，不利于尾砂的二次利用，可選擇在尾砂運送至尾砂罐的過程中，將夾帶的熱解油氣分離并進行焚燒處理。
[0032]上述輕質(zhì)組分通過回轉(zhuǎn)熱解爐的出氣口排出，并進入下一級處理。
[0033]上述熱解爐內(nèi)的熱解壓力為0.1?20kPa，優(yōu)選的0.2?0.4kPa。熱解爐尾部的沉降室內(nèi)油氣上升的速度為0.2?lm/s，優(yōu)選的0.4?0.6m/s。
[0034]d)分餾:輕質(zhì)組分經(jīng)過管路進入分餾塔，氣體管路線速控制在O?lOm/s，優(yōu)選的4?6m/s，管路內(nèi)部可設(shè)有多組沖洗設(shè)施，沖洗介質(zhì)為冷卻后的輕油。
[0035]輕質(zhì)組分分餾獲得干氣、汽柴油組分、重質(zhì)燃料油組分和水。分餾塔下部獲得重質(zhì)燃料油組分，經(jīng)冷卻后進入罐區(qū)作為燃料油儲存。分餾塔的頂部設(shè)箱式冷凝冷卻器，其可為多組單管并聯(lián)的冷凝、冷卻設(shè)備，分餾塔上部干氣、汽柴油組分和水經(jīng)冷凝10?60分鐘后進入油水分離罐，冷凝時間可優(yōu)選20?30分鐘。冷凝分離獲得的干氣為(^?C 4氣體，其為可燃氣，其排出并經(jīng)堿液脫除硫化氫后進入氣柜，再經(jīng)加壓后可作為工藝燃料使用，也可將其中C3、C4回收作為產(chǎn)品使用。脫硫采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的成熟工藝即可。同時，冷凝還獲得汽柴油組分和水，經(jīng)過油水分離罐后汽柴油組分進入罐區(qū)作為加氫進料使用，脫出的水可經(jīng)過處理及加熱再利用。
[0036]以上為完整的將油砂原礦熱解利用的步驟過程，同樣適用于小顆粒油頁巖和粉煤及其油砂、油頁巖和粉煤二者或三者的混合物。不同地質(zhì)環(huán)境，油砂含油量不同，通常適用于本發(fā)明的油砂含油量為12?35wt%，如油砂與油頁巖和粉煤二者或三者混合，其混合物含油量大于12wt%。另外，本發(fā)明對原料含水沒有特別限制，通常適用于含水量O?40wt%的原料。經(jīng)烘干干燥后的原料含水3wt%以下。
[0037]在上述步驟b及步驟c中，使用的熱解設(shè)備具體結(jié)構(gòu)如下。
[0038]如圖1所示，包含筒狀的回轉(zhuǎn)熱解爐1，其分為前部分的升溫段11和后部分的持溫段12，所述回轉(zhuǎn)熱解爐I頭端設(shè)進料口 21和第一出氣口 13，連接處安設(shè)進料轉(zhuǎn)動密封3，尾端設(shè)沉降室5和第二出氣口 14，連接處安設(shè)出料轉(zhuǎn)動密封4，第一、第二出氣口 13、14分別安裝第一、第二出口閥131、141，熱解氣排出熱解爐可從熱解爐尾端的第二出氣口 14，也可從熱解爐頭端的第一出氣口 13，通過第一、第二出口閥131、141的選擇性使用調(diào)節(jié)熱解氣排出位置。上述第一、第二出氣口均與后續(xù)分餾塔相連?；谏郎囟魏蜔峤舛蔚臏囟刃枰?，回轉(zhuǎn)熱解爐壁材質(zhì)需滿足使用需求。
[0039]當(dāng)?shù)谝怀隹陂y131關(guān)閉，第二出口閥141打開時，熱解氣通過沉降室5后從第二出氣口 14排出。當(dāng)?shù)诙隹陂y141關(guān)閉，第一出口閥131打開時，熱解氣從第一出氣口 13排出，熱解氣從回轉(zhuǎn)熱解爐的尾端返回頭端，增加了熱解氣在爐內(nèi)的停留時間，熱解氣中的重質(zhì)燃料油組分隨著溫度降低，凝結(jié)成液體落入物料中又重新熱解，使得熱解產(chǎn)物的總體干氣量大，在干氣滿足熱解需求的情況下造成干氣過剩，但輕質(zhì)油品收率得到提高，350°C之后的餾分可降到5wt%以下。上述出氣口的選用，可根據(jù)熱解干氣產(chǎn)率及應(yīng)用情況靈活調(diào)
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[0040]所述沉降室5下部可設(shè)置蒸汽管線(圖中未示出)，所述蒸汽管線可采用環(huán)形布置，環(huán)繞于沉降室的內(nèi)壁，沿沉降室中心方向，向下45°開孔，使蒸汽均勻的布滿整個沉降室。沉降室下部內(nèi)壁上還設(shè)若干汽提構(gòu)件51，汽提介質(zhì)為過熱水蒸汽，該若干氣體構(gòu)件51沿沉降室中心方向，擋板上部開孔，孔的直徑為10-50mm。出料口 22設(shè)于沉降室的底部，沉降室下部出料縮徑處接口采用剖光處理，避免物料架橋造成不下料。持溫段12的熱解固態(tài)產(chǎn)物，即尾砂，進入沉降室5，通過過熱水蒸氣汽提尾砂中夾帶的熱解油氣，并隨著蒸汽及前述大量的熱解油氣通過出氣口排出。沉降室5外可用熱煙氣保溫，避免重質(zhì)燃料油提前冷凝與尾砂混合，另外，熱解后產(chǎn)生的油氣攜帶的小顆粒尾砂經(jīng)過沉降，減少了后續(xù)冷凝系統(tǒng)的堵塞問題，同時降低了重質(zhì)燃料油組分的機械雜質(zhì)含量。當(dāng)然，上述只是沉降室的一種形式，并不限定于此，采用其他現(xiàn)有方式的沉降室均可。
[0041]結(jié)合圖1及圖2所示，回轉(zhuǎn)熱解爐I外側(cè)包覆有保溫層6，該保溫層6包含保溫筒體62及該保溫筒體內(nèi)壁與回轉(zhuǎn)熱解爐I外壁間形成的保溫腔61。所述保溫筒體62厚度可介于200_600mm之間，優(yōu)選300mmD所述保溫腔61的厚度可介于300_1000mm，優(yōu)選300-500mm。保溫層6的外周還可設(shè)防護鐵皮7。保溫層的頭端可預(yù)設(shè)出風(fēng)口 63，尾端預(yù)設(shè)入風(fēng)口 64。
[0042]上述回轉(zhuǎn)熱解爐I及包覆其的保溫層6，可水平放置，通過加料推動向尾端運送。為了更有效的給油砂由頭端向尾端行進提供助力，回轉(zhuǎn)熱解爐的頭端略向上傾斜，回轉(zhuǎn)熱解爐和水平之間的傾角α為1°?5°，優(yōu)選的α為1° -3°。
[0043]本發(fā)明中的回轉(zhuǎn)熱解爐I采用外加熱式，其爐體材質(zhì)可選用導(dǎo)熱性能較佳的如鋼板材質(zhì)等。如采用明火燃燒直接加熱，可在保溫筒體62的內(nèi)壁底部設(shè)置多個燃燒器，裝置開工時可以用煤氣、燃料油、甲醇等用作燃料，燃燒一段時間后，可將前述熱解產(chǎn)生的干氣(C1-C4氣體)經(jīng)脫硫凈化后由鼓風(fēng)機升壓送入燃燒器燃燒，燃燒器火焰與回轉(zhuǎn)熱解爐壁呈切線，火焰方向與回轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)動方向一致，保溫腔61內(nèi)溫度不大于800°C。所述燃燒器可采用專業(yè)的C1-C4工業(yè)火嘴或其他種類的氣體噴頭，進行多排排列的方式噴射可燃氣體?；蛘呖刹捎酶踩臒犸L(fēng)加熱的方式，通過預(yù)設(shè)的入風(fēng)口 64和出風(fēng)口 63，通入熱風(fēng)加熱。為提高利用率，出風(fēng)口 63排出的溫度較低的熱風(fēng)可進入烘干機參與油砂的預(yù)處理。
[0044]為了增強爐體加熱的速度和面積，回轉(zhuǎn)熱解爐I的內(nèi)壁上設(shè)強化傳熱內(nèi)件(圖中未示出)，該強化傳熱內(nèi)件可以是L型、直線型，安裝方式可以是螺旋型排列或直線型排列。持溫段12的強化傳熱內(nèi)件數(shù)量由頭端向尾端逐漸減少，甚至于尾端不設(shè)置，目的是減少熱解后的尾砂與熱解氣接觸，避免油氣攜帶的粉塵量過大。
[0045]同時，回轉(zhuǎn)熱解爐的持溫段12靠近尾端內(nèi)壁上還可分段設(shè)堰板(圖中未示出)，其目的是增加物料的停留時間，使熱解更徹底。堰板的數(shù)量可設(shè)置1-3道，堰板高度為20_100mm，優(yōu)選的 60_80mm。
[0046]所述的進料口 21和出料口 22，一般可采用螺旋進料的方式，現(xiàn)有的單螺旋或雙螺旋進料，可根據(jù)實際情況選用安裝。進料螺旋長度可達1.5-2米，其確保進料密封，防止油氣外泄和空氣倒入熱解爐內(nèi)。所述進料密封和出料密封采用轉(zhuǎn)動密封，內(nèi)加惰性氣體保護，防止油氣外泄。惰性氣體可以是氮氣、水蒸氣等，優(yōu)選氮氣為保護介質(zhì)。
[0047]另外，所述尾砂可用螺旋出料機直接進入尾砂冷卻機，冷卻后的尾砂采用氣力輸送至尾砂罐。螺旋出料機可采用高溫不銹鋼材質(zhì)制成，水平安裝，末端200-300mm可為無螺旋設(shè)置，防止物料送空，空氣串入熱解爐。
[0048]上述熱解油砂的設(shè)備，日處理量可根據(jù)需要確定，一般單臺裝置的日處理量為800t ?100t0
[0049]以下為上述熱解方法及設(shè)備的具體實施例。
[0050]實施例1。
[0051]在Φ2.6X35米裝置上進行工業(yè)試驗，回轉(zhuǎn)熱解爐傾斜角為3°保溫筒體厚200mm,保溫腔厚300_，持溫段尾端設(shè)2道高60_的堰板，采用明火直接加熱筒體，油砂原礦含水15wt%，含油28.5wt% (濕基)。
[0052]將油砂原礦破碎成Φ 3-8mm的粒料，烘干I小時，得到130°C的小顆粒脫水油砂。
[0053]經(jīng)螺旋輸送機直接進入升溫段進行快速升溫至380°C，升溫速度為15°C /min，進料量8t/h，經(jīng)快速升溫后進入約380°C持溫段，熱解段停留時間為1.5小時。上述熱解爐內(nèi)熱解壓力為0.2kPa，沉降室內(nèi)油氣上升的速度為0.5m/So
[0054]熱解氣送至分餾塔的管路線速4m/s，汽柴油組分和水在油水分離罐中的冷凝時間為30分鐘。
[0055]經(jīng)過上述步驟，獲得產(chǎn)物為:水3.0wt%，熱解氣6.0wt%，350 °C前輕質(zhì)油餾分
13.5wt%，大于350°C重質(zhì)油餾分5.5wt%。
[0056]實施例2。
[0057]將油砂原礦破碎成3_8mm的粒料，烘干2小時，得到150°C的小顆粒脫水油砂。
[0058]經(jīng)螺旋輸送機直接進入升溫段進行快速升溫至400°C，升溫速度為25°C /min,進料量12.5t/h，經(jīng)快速升溫后進入約400°C持溫段，熱解段停留時間為I小時。上述熱解爐內(nèi)熱解壓力為0.25KPa，沉降室內(nèi)油氣上升的速度為0.55m/So
[0059]熱解氣送至分餾塔的管路線速5m/s，汽柴油組分和水在油水分離罐中的冷凝時間為28分鐘。
[0060]經(jīng)過上述步驟，獲得產(chǎn)物:水3wt%，熱解氣wt6.5%，350°C前輕質(zhì)油餾分wtl4.0%，大于350°C重質(zhì)油飽分4.0wt%。
[0061]實施例3。
[0062]將油砂原礦破碎成3-8mm的粒料，烘干0.5小時，得到120°C的小顆粒脫水油砂。經(jīng)螺旋輸送機直接進入升溫段進行快速升溫至450°C，升溫速度為30°C /min，進料量15t/h，經(jīng)快速升溫后進入約450°C持溫段，熱解段停留時間為I小時。上述熱解爐內(nèi)熱解壓力為0.3KPa，沉降室內(nèi)油氣上升的速度為0.6m/So
[0063]熱解氣送至分餾塔的管路線速6m/s，汽柴油組分和水在油水分離罐中的冷凝時間為26分鐘。
[0064]經(jīng)過上述步驟，獲得產(chǎn)物:水3wt%，熱解氣7.0wt%，350°C前輕質(zhì)油餾分15.4wt%，大于350°C重質(zhì)油餾分1.9wt%。
[0065]實施例4。
[0066]將油砂原礦破碎成15-25_的粒料，烘干1.5小時，得到140°C的小顆粒脫水油砂。經(jīng)螺旋輸送機直接進入升溫段進行快速升溫至500°C，升溫速度為50°C /min，進料量12t/h，經(jīng)快速升溫后進入約500°C持溫段，熱解段停留時間為40分鐘。上述熱解爐內(nèi)熱解壓力為0.4KPa，沉降室內(nèi)油氣上升的速度為0.8m/So
[0067]熱解氣送至分餾塔的管路線速8m/s，汽柴油組分和水在油水分離罐中的冷凝時間為26分鐘。
[0068]經(jīng)過上述步驟，獲得產(chǎn)物:水3wt%，熱解氣7.5wt%，350°C前輕質(zhì)油餾分15.2wt%，大于350°C重質(zhì)油餾分1.2wt%0
[0069]實施例5。
[0070]將油砂原礦破碎成6-20mm的粒料，烘干I小時，得到135°C的小顆粒脫水油砂。經(jīng)螺旋輸送機直接進入升溫段進行快速升溫至420°C，升溫速度為35°C /min，進料量9t/h，經(jīng)快速升溫后進入420°C持溫段，熱解段停留時間為1.0小時。上述熱解爐內(nèi)熱解壓力為0.30KPa，輕質(zhì)組分從第一出氣口排出，沉降室內(nèi)油氣上升速度為O。
[0071]熱解氣由進料端送至分餾塔，管路線速6m/s，汽柴油組分和水在油水分離罐中的冷凝時間為30分鐘。
[0072]經(jīng)過上述步驟，獲得產(chǎn)物:水3wt%，熱解氣8.5wt%，350°C前輕質(zhì)油餾分15.0wt%，油品干點最高為347°C，無重質(zhì)油饋分。
[0073]上述實施例2-4，均與實施例1采用相同規(guī)格的回轉(zhuǎn)熱解爐。
[0074]實施例6。
[0075]在Φ2.0X40米裝置上進行工業(yè)試驗，回轉(zhuǎn)熱解爐傾斜角為1°保溫筒體厚300mm,保溫腔厚500_，持溫段尾端設(shè)I道高70_的堰板，采用明火直接加熱筒體，油砂原礦含水15wt%，含油28.5wt% (濕基)。
[0076]將油砂原礦破碎成Φ 3-8mm的粒料，烘干I小時，得到135°C的小顆粒脫水油砂。
[0077]經(jīng)螺旋輸送機直接進入升溫段進行快速升溫至400°C，升溫速度為20°C /min,進料量30t/h，經(jīng)快速升溫后進入約400°C持溫段，熱解段停留時間為1.2小時。上述熱解爐內(nèi)熱解壓力為0.35KPa，沉降室內(nèi)油氣上升的速度為0.55m/So
[0078]熱解氣送至分餾塔的管路線速5.5m/s，汽柴油組分和水在油水分離罐中的冷凝時間為28分鐘。
[0079]經(jīng)過上述步驟，獲得產(chǎn)物:水3wt%，熱解氣6.8wt%，350°C前輕質(zhì)油餾分14.8wt%，大于350°C重質(zhì)油餾分2.7wt%。
[0080]實施例7。
[0081]在Φ2.2X45米裝置上進行工業(yè)試驗，回轉(zhuǎn)熱解爐傾斜角為5°保溫筒體厚300mm，保溫腔厚800mm，持溫段尾端設(shè)I道高80mm的堰板，采用熱風(fēng)加熱筒體，油砂原礦含水 15wt%，含油 28.5wt% (濕基)。
[0082]將油砂原礦破碎成Φ 3-8mm的粒料，烘干1.5小時，得到130°C的小顆粒脫水油砂。
[0083]經(jīng)螺旋輸送機直接進入升溫段進行快速升溫至450°C，升溫速度為40°C /min,進料量35t/h，經(jīng)快速升溫后進入約450°C持溫段，熱解段停留時間為1.1小時。上述熱解爐內(nèi)熱解壓力為0.38KPa，沉降室內(nèi)油氣上升的速度為0.7m/So
[0084]熱解氣送至分餾塔的管路線速6m/s，汽柴油組分和水在油水分離罐中的冷凝時間為26分鐘。
[0085]經(jīng)過上述步驟，獲得產(chǎn)物:水3wt%，熱解氣7.2wt%，350°C前輕質(zhì)油餾分15.3wt%，大于350°C重質(zhì)油餾分1.8wt%。
[0086]以上是本發(fā)明的工業(yè)實施例，由于本發(fā)明操作的工藝條件變化范圍較大，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，任何工藝條件下實施本方案，視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法，其特征在于，包含如下步驟: a)預(yù)處理:油砂原礦破碎、烘干0.5-2小時后，獲得溫度在120?150°C間、粒徑O?25mm小顆粒脫水油砂，含水量3wt%以下； b)快速升溫:小顆粒脫水油砂進入回轉(zhuǎn)熱解爐的升溫段進行快速升溫，該升溫段溫度為 350-600°C，升溫速度為 15-50°C /min ； c)持溫?zé)峤?經(jīng)加熱的脫水油砂進入持溫段，該持溫段溫度為350-600°C，停留時間為0.5?4小時，脫水油砂裂解生成小顆粒的尾砂和氣態(tài)的輕質(zhì)組分，經(jīng)固氣分離，尾砂從出料口運出，所述尾砂的顆粒粒徑在O?2000 μ m之間，輕質(zhì)組分通過出氣口排出； d)分餾:所述輕質(zhì)組分經(jīng)過分餾獲得干氣、汽柴油組分、重質(zhì)燃料油組分和水，干氣、汽柴油組分和水經(jīng)冷凝10?60分鐘后進入油水分離罐，分離出干氣、脫水的汽柴油組分和水，上述產(chǎn)物分別進入后續(xù)存儲和加工處理； 其中，b步驟和c步驟中加熱方式為外加熱式。2.如權(quán)利要求1所述的一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法，其特征在于，熱解壓力為0.1?20kPa。3.如權(quán)利要求1所述的一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的方法，其特征在于，所述外加熱式采用明火燃燒直接加熱，d步驟中的干氣脫硫處理后進入燃燒裝置燃燒，或所述外加熱式采用熱風(fēng)加熱。4.一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備，其特征在于，包含筒狀的回轉(zhuǎn)熱解爐，其分為前部分的升溫段和后部分的持溫段，所述回轉(zhuǎn)熱解爐頭端設(shè)進料口和第一出氣口，連接處安設(shè)進料轉(zhuǎn)動密封，尾端設(shè)沉降室，連接處安設(shè)出料轉(zhuǎn)動密封，沉降室頂部設(shè)第二出氣口，第一、第二出氣口分別設(shè)有第一、第二出口閥； 所述沉降室下部設(shè)置蒸汽管線以及內(nèi)壁上設(shè)若干汽提構(gòu)件，底部設(shè)出料口 ； 所述回轉(zhuǎn)熱解爐外側(cè)包覆有保溫層，該保溫層包含保溫筒體及該保溫筒體內(nèi)壁與回轉(zhuǎn)熱解爐外壁間形成的保溫腔； 所述回轉(zhuǎn)熱解爐頭端向上傾斜，其與水平之間的傾角為1°?5。; 所述回轉(zhuǎn)熱解爐為外加熱式。5.如權(quán)利要求4所述的一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)熱解爐的內(nèi)壁上設(shè)強化傳熱內(nèi)件，持溫段的強化傳熱內(nèi)件數(shù)量由頭端向尾端逐漸減少，持溫段尾端內(nèi)壁上還設(shè)至少I道堰板。6.如權(quán)利要求4所述的一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備，其特征在于，所述保溫腔內(nèi)設(shè)置燃燒器，通過明火燃燒直接加熱回轉(zhuǎn)熱解爐。7.如權(quán)利要求4所述的一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備，其特征在于，所述保溫腔頭端設(shè)出風(fēng)口，尾端設(shè)入風(fēng)口，通入熱風(fēng)加熱回轉(zhuǎn)熱解爐。8.如權(quán)利要求4至7任一所述的一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備，其特征在于，該保溫層外包覆有防護鐵皮。
【文檔編號】C10G1/00GK106010613SQ201510883226
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年12月4日
【發(fā)明人】陳虹均, 王皓石, 陳建樹
【申請人】陳虹均, 王皓石, 陳建樹