一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统技术方案

技术编号:11144046 阅读:115 留言:0更新日期:2015-03-13 02:58
本实用新型专利技术属于能源与化工技术领域,公开了一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统,包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、酸性气体脱除单元、烃类分离单元和甲烷水蒸汽重整单元。本实用新型专利技术将干馏气进行水蒸汽重整制氢并副产烯烃,极大地提高了油页岩加工行业的经济收入,采用本实用新型专利技术所述固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统的经济收入较传统固体热载体油页岩炼制过程提高约12%,而总生产成本提高约8%;本实用新型专利技术所述工艺采用工业化成熟的甲烷水蒸汽重整技术,得到氢气,可为后续页岩油加氢提供氢源,也可外售获得极佳的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于能源与化工
,具体涉及一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统
技术介绍
随着国民经济的快速发展,人们对能源的需求日益增加。石油作为一种有限的不可再生的能源已经不能满足人类持续和不断增长的能源需求。而油页岩作为非常规的油气资源,其资源储量丰富,现有技术保证了其开发利用的可行性。据统计,我国油页岩储量折算成页岩油有476亿吨,为石油储量的2倍。大力发展油页岩炼油技术有利于缓解我国石油资源供需矛盾,为实现能源多元化提供切实可行的途径。目前国内已工业化的油页岩干馏技术是气体热载体干馏工艺,主要包括抚顺炉工艺和瓦斯全循环炉。抚顺炉油收率一般较低,只有65%左右。主要因为炉子气化段产生的高温煤气中含有少量的未反应氧气进入干馏段,会烧掉一部分热解产生的页岩油。而在瓦斯全循环炉中,炉底进入冷循环气,吸收半焦显热,不再有空气进入。此外,瓦斯全循环炉出口油气不含氧气,配套冷凝回收系统可采用电气捕油器,进一步可提高油收率。因而油收率可达到90%左右。但是,瓦斯全循环炉油页岩干馏所需的热量,一部分必须由外购的干馏气燃烧来补充,限制了该工艺的利润。在保证油收率达到90%以上,如何进一步提高炼制过程的经济性能,大连理工大学开发了新型的固体热载体干馏工艺。该工艺的油收率可达到90%-96%,油页岩利用率高达100%,生产过程的耗水量小,废水量少。另外,页岩油回收系统采用油洗流程,可直接得到页岩油的馏分油。目前大庆油田采用大工固体热载体干馏技术,已建成年加工60万t油页岩的工业试验装置。该工艺投资小,利润大,利用灰渣作为热载体循环利用为油页岩干馏提供热量,灰渣的排放量少,解决了抚顺炉工艺和瓦斯全循环工艺灰渣堆积,污染环境和土壤等问题。目前,大工固体热载体干馏得到的干馏气主要用于燃气轮机发电,发电效率较低,一般只有32%-38%。然而,大工固体热载体干馏得到的干馏气的热值较高,为11-22MJ/m3。如果仅仅用于燃烧发电,无疑降低了整个炼制过程的能量效率和经济效益;如果将干馏气用于制一些高品位的化学品,这样不仅提高了能量效率和经济效益,同时降低了干馏气燃烧CO2排放严重的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足,本技术的目的在于提供一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统。本技术的目的通过下述技术方案实现:一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统,包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、酸性气体脱除单元、烃类分离单元和甲烷水蒸汽重整单元;所述油页岩干馏单元设有通入油页岩原料的入口,油页岩干馏单元的油气混合物出口通过管道与所述页岩油气分离单元的油气混合物原料入口相连接;所述页岩油气分离单元的干馏气出口通过管道与所述酸性气体脱除单元的干馏气原料入口相连接;所述酸性气体脱除单元设有吸收剂原料入口,酸性气体脱除单元的净化气出口通过管道与所述烃类分离单元的净化气原料入口相连接;烃类分离单元的C1组分出口通过管道与所述甲烷水蒸汽重整单元的C1原料入口相连接;甲烷水蒸汽重整单元设有水蒸汽原料入口及氢气出口;优选的,所述油页岩干馏单元包含油页岩预热器、干燥器及干馏反应器;所述页岩油气分离单元包含第一气固分离器、半焦燃烧器、第二气固分离器、第一换热器、第一冷却器、第一油洗塔、第二冷却器、第二油洗塔、空冷器和气液分离器;所述油页岩预热器设有油页岩原料入口;油页岩预热器、干燥器和干馏反应器通过管道依次连接;干馏反应器设有脱除表面水的干燥油页岩入口,干馏反应器的油气混合物出口通过管道与第一气固分离器的油气混合物入口相连接;第一气固分离器的油气混合物出口通过管道与第一油洗塔的油气混合物流入口相连接;第一油洗塔的洗涤气出口通过管道与第二油洗塔的洗涤气入口相连接;第二油洗塔的洗涤气出口通过管道与空冷器的洗涤气入口相连接;空冷器的冷却洗涤气出口通过管道与气液分离器相连接;第一油洗塔的油出口分为两个通道,一个通道通过管道与第一冷却器的洗涤油入口连接,另一通道为产品油出口;第一冷却器的洗涤油出口通过管道与第一油洗塔的洗涤油入口连接;第二油洗塔的油出口分为两个通道,一个通道通过管道与第二冷却器的洗涤油入口连接,另一通道为产品油出口;第二冷却器的洗涤油出口通过管道与第二油洗塔的洗涤油入口连接;半焦燃烧器设有预热空气入口,半焦燃烧器的固体物料入口通过管道与第一气固分离器的固体物料出口相连接,半焦燃烧器的气固混合物出口通过管道与第二气固分离器的气固混合物入口相连接;第二气固分离器的废气出口通过管道与油页岩预热器的热废气入口连接;第二气固分离器的灰渣出口分为两个通道,一个通道通过管道与干馏反应器的热载体原料入口相连接,另一通道通过管道与第一换热器的空气预热原料入口连接;优选的,所述酸性气体脱除单元包括吸收液泵、吸收液冷却器、吸收塔、富液泵、贫液泵、贫-富液换热器、贫液冷却器、再生塔、再生气凝汽器、分离器和再沸器;所述吸收液泵设有吸收剂原料入口,吸收液泵的吸收液出口通过管道与吸收液冷却器的吸收液入口相连接,吸收液冷却器的冷吸收液流出口通过管道与吸收塔的冷吸收液入口相连接;吸收塔设有干馏气入口,通过管道与所述页岩油气分离单元的干馏气出口连接;吸收塔的富液出口通过管道与富液泵的富液入口相连接,富液泵的加压富液流出口和贫液泵的加压贫液流出口通过管道分别与贫-富液换热器的原料入口相连接,贫-富液换热器的富液出口通过管道与再生塔的富液入口连接,贫-富液换热器的贫液出口通过管道与贫液冷却器的贫液入口连接;贫液冷却器的冷贫液出口通过管道与吸收塔的冷贫液入口连接;再生塔的再生气出口通过管道与再生气凝汽器的再生气进口相连接,再生气凝汽器的冷再生气通过管道与分离器的物流入口相连接,分离器的冷凝液出口通过管道与再生塔的冷凝液入口相连接;再生塔的塔底物流出口通过管道与再沸器的物流入口连接,再沸器的蒸汽出口通过管道与再生塔的蒸汽入口相连接;优选的,所述烃类分离单元包括压缩机、脱甲烷塔、脱乙烷塔和乙烯精馏塔;所述压缩机设有净化气入口,通过管道与酸性气体脱除单元的净化气出口连接;所述压缩机的净化气出口通过管道与脱甲烷塔的净化气入口相连接;脱甲烷塔的C1组分出口通过管道与甲烷水蒸汽重整单元相连接;脱甲烷塔脱除C1组分后的C2-C3物流出口通过管道与脱乙烷塔的C2-C3物流入口相连接;脱乙烷塔脱除丙烯后的C2组分物流出口通过管道本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统,其特征在于:包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、酸性气体脱除单元、烃类分离单元和甲烷水蒸汽重整单元。

【技术特征摘要】
1.一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统,其特征在于:包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、酸性气体脱除单元、烃类分离单元和甲烷水蒸汽重整单元。
2.根据权利要求1所述的一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统,其特征在于:所述油页岩干馏单元设有通入油页岩原料的入口,油页岩干馏单元的油气混合物出口通过管道与所述页岩油气分离单元的油气混合物原料入口相连接;所述页岩油气分离单元的干馏气出口通过管道与所述酸性气体脱除单元的干馏气原料入口相连接;
所述酸性气体脱除单元设有吸收剂原料入口,酸性气体脱除单元的净化气出口通过管道与所述烃类分离单元的净化气原料入口相连接;烃类分离单元的C1组分出口通过管道与所述甲烷水蒸汽重整单元的C1原料入口相连接;甲烷水蒸汽重整单元设有水蒸汽原料入口及氢气出口。
3.根据权利要求1或2所述的一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统,其特征在于:所述油页岩干馏单元包含油页岩预热器、干燥器及干馏反应器;所述页岩油气分离单元包含第一气固分离器、半焦燃烧器、第二气固分离器、第一换热器、第一冷却器、第一油洗塔、第二冷却器、第二油洗塔、空冷器和气液分离器;
所述油页岩预热器设有油页岩原料入口;油页岩预热器、干燥器和干馏反应器通过管道依次连接;干馏反应器设有脱除表面水的干燥油页岩入口,干馏反应器的油气混合物出口通过管道与第一气固分离器的油气混合物入口相连接;第一气固分离器的油气混合物出口通过管道与第一油洗塔的油气混合物流入口相连接;第一油洗塔的洗涤气出口通过管道与第二油洗塔的洗涤气入口相连接;第二油洗塔的洗涤气出口通过管道与空冷器的洗涤气入口相连接;空冷器的冷却洗涤气出口通过管道与气液分离器相连接;
第一油洗塔的油出口分为两个通道,一个通道通过管道与第一冷却器的洗涤油入口连接,另一通道为产品油出口;第一冷却器的洗涤油出口通过管道与第一油洗塔的洗涤油入口连接;第二油洗塔的油出口分为两个通道,一个通道通过管道与第二冷却器的洗涤油入口连接,另一通道为产品油出口;第二冷却器的洗涤油出口通过管道与第二油洗塔的洗涤油入口连接;
半焦燃烧器设有预热空气入口,半焦燃烧器的固体物料入口通过管道与第一气固分离器的固体物料出口相连接,半焦燃烧器的气固混合物出口通过管道与第二气固分离器的气固混合物入口相连接;第二气固分离器的废气出口通过管道与油页岩预热器的热废气入口连接;第二气固分离器的灰渣出口分为两个通道,一个通道通过管道与干馏反应器的热载体原料入口相连接,另一通道通过管道与第一换热器的空气预热原料入口连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制氢系统,其特征在于:所述酸性气体脱除单元包括吸收液泵、吸收液冷却器、吸收塔、富液泵、贫液泵、贫-富液换热器、贫液冷却器、再生塔、再生气凝汽器、分离器和再沸器;
所述吸收液泵设有吸收剂原料入口,吸收液泵的吸收液出口通过管道与吸收液冷却器的...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨思宇杨庆春钱宇
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:新型
国别省市:广东;44

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