一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于能源技術(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(duì)水溶型油砂一般使用的堿為NaOH、Na2C03，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(shí)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(bǔ)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(duì)油溶型油砂用有機(jī)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(jī)溶劑與粉碎的油砂混合加熱并攪拌，反應(yīng)一段時(shí)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(jìn)入蒸餾塔蒸餾出有機(jī)溶劑，固相進(jìn)行清洗，以洗掉殘余有機(jī)溶劑。該方法尾砂中會(huì)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(jìn)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(duì)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(shí)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(yùn)行周期短、投資大、經(jīng)濟(jì)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。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題即在提供一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)手段如下所述。
[0006]本實(shí)用新型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(jìn)料口和第一出氣口，連接處安設(shè)進(jìn)料轉(zhuǎn)動(dòng)密封，尾端設(shè)沉降室，連接處安設(shè)出料轉(zhuǎn)動(dòng)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。
[0007]所述回轉(zhuǎn)熱解爐的內(nèi)壁上設(shè)強(qiáng)化傳熱內(nèi)件，持溫段的強(qiáng)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1道堰板。
[0008]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。
[0009]所述保溫層外包覆有防護(hù)鐵皮。
[0010]本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果如下。
[0011]1、本實(shí)用新型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(shí)間為不低于40min，較現(xiàn)有ATP固體熱載體干饋技術(shù)的5_8min大大延長(zhǎng)，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(zhǎng)熱解時(shí)間實(shí)現(xiàn)獲得熱解氣和輕質(zhì)油的目的。
[0012]2、本實(shí)用新型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(shí)現(xiàn)獲得熱解氣和輕質(zhì)油的目的。
[0013]3、本實(shí)用新型的小顆粒油砂熱解設(shè)備，可實(shí)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。
[0014]4、本實(shí)用新型的熱解設(shè)備可以實(shí)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(dá)90wt%。
[0015]5、本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)熱解設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、資源利用率達(dá)100%。本實(shí)用新型全部在密閉空間進(jìn)行，無可燃?xì)馔庑?，安全性?qiáng)，無污水排放，符合環(huán)保要求。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型中熱解設(shè)備的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型中熱解設(shè)備的A-A’截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型保護(hù)一種由小顆粒油砂熱解直接獲取輕質(zhì)油的熱解設(shè)備。
[0019]如圖1所示，該熱解設(shè)備包含筒狀的回轉(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1頭端設(shè)進(jìn)料口 21和第一出氣口 13，連接處安設(shè)進(jìn)料轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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。
[0020]當(dāng)?shù)谝怀隹陂y131關(guān)閉，第二出口閥141打開時(shí)，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(shí)，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(shí)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)節(jié)。
[0021 ]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(gè)沉降室。沉降室下部?jī)?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(jìn)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(shí)降低了重質(zhì)燃料油組分的機(jī)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。
[0022]結(jié)合圖1及圖2所示，回轉(zhuǎn)熱解爐1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1外壁間形成的保