微波热解油页岩装置制造方法及图纸

本申请公开一种微波热解油页岩装置，该装置包括：用于容纳微波的谐振腔；至少部分伸入所述谐振腔内的反应容器，所述反应容器用于放置油页岩；与所述反应容器相连的进气部，所述进气部用于向所述反应容器内输入惰性气体；与所述反应容器相连的油气收集部，所述油气收集部用于收集所述油页岩热解后生成的油气。该微波热解油页岩装置能有效利用油页岩，提高热解后页岩油的收率、页岩热解气的收率及热值，并且能实现页岩油脱硫脱氮脱氧。

Microwave pyrolysis of oil shale

【技术实现步骤摘要】
微波热解油页岩装置
本申请涉及油页岩热解
，尤其涉及一种微波热解油页岩装置。
技术介绍
油页岩储量巨大且具有开发利用的可行性，是一种重要的石油补充能源。油页岩是一种沉积岩，具无机矿物质的骨架，并含固体有机物质，有机物质主要为油母质及少量沥青质。油页岩是一种固体化石燃料，在隔绝空气的情况下，将油页岩加热至450-600℃(即进行低温干馏)，其油母质热解生成页岩油、页岩热解气、半焦和少量热解水。其中，页岩油可直接作为供船用轮机使用的液体燃料，或者用于经过精馏工艺生产汽油、煤油、柴油和石蜡等产品，页岩热解气经脱苯、脱酸性气体可作为燃料用气、煤气或化工用气。目前，最为有效和完善的油页岩热解技术为地上干馏技术，即将油页岩开采出地面以后经生产装置干馏制得产物。世界上比较重要的油页岩热解工艺有中国的抚顺工艺、巴西的佩特罗瑟克斯工艺和爱沙尼亚的葛洛特工艺等。然而这些传统的油页岩热解工艺存在以下缺点：(1)采用热传导和热对流的方式加热油页岩物料，即首先将热量传递给油页岩的表面，再通过热传导逐步使中心温度升高。这种外加热方式速度慢、效率低、油页岩受热不均匀、能耗高，对于企业来说增加了生产成本，既不具有经济优势，也不符合环保理念；(2)页岩油收率不高。以中国的抚顺工艺为例，抚顺炉的页岩油收率对于低品位油页岩约为铝甑(油页岩含油率测定的标准方法)的65％，对于高品位油页岩也只能达80％，造成资源浪费；(3)热解生成的页岩油中含有大量的硫、氮、氧等非烃类有机化合物。如果页岩油直接作为燃料油，大量的硫、氮、氧化合物会对其储存、运输和利用带来许多困难，例如燃料不稳定、粘度增加、胶质形成和变色、污染物排放等。如果页岩油用于生产油品，则需要对页岩油进行深加工处理。然而，页岩油的下游加工工艺较之石油加工工艺更为复杂，其反应条件苛刻、加氢脱氮效率低、含氮化合物抑制加氢脱硫/氧、催化剂易失活、设备易腐蚀等；(4)热解生成的页岩热解气收率低、热值低，而低热值的页岩热解气不能作为煤气和化工用气，只能作为燃料用气，不利于油页岩的综合利用。综上所述，现有的油页岩热解技术存在对油页岩的综合利用效率低、对环境造成污染等问题。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本申请的目的之一是提供一种微波热解油页岩装置，其能有效利用油页岩，提高热解后页岩油的收率、页岩热解气的收率及热值，并且能实现页岩油脱硫脱氮脱氧。为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种微波热解油页岩装置，包括：用于容纳微波的谐振腔；至少部分伸入所述谐振腔内的反应容器，所述反应容器用于放置油页岩；与所述反应容器相连的进气部，所述进气部用于向所述反应容器内输入惰性气体；与所述反应容器相连的油气收集部，所述油气收集部用于收集所述油页岩热解后生成的油气。作为一种优选的实施方式，所述微波热解油页岩装置还包括向所述谐振腔发射微波的微波发射部，所述微波发射部包括相连的磁控管和波导，所述波导设于所述磁控管和所述谐振腔之间，所述波导与所述谐振腔相连，所述磁控管用于发射微波，所述波导用于将所述磁控管发射的微波传输到所述谐振腔内。作为一种优选的实施方式，所述微波发射部有两个，两个所述微波发射部设于所述谐振腔的不同侧的不同高度处。作为一种优选的实施方式，所述反应容器内设有用于放置所述油页岩的盛放容器，所述反应容器顶部设有密封盖，所述密封盖上设有与所述进气部相连的第一开口、与所述油气收集部相连的第二开口。作为一种优选的实施方式，所述反应容器和所述盛放容器的材质为石英；所述反应容器设于所述谐振腔的中轴线上。作为一种优选的实施方式，所述密封盖上还设有第三开口，所述第三开口中设有伸入所述盛放容器内的热电偶，所述热电偶与所述油页岩接触且不与所述盛放容器接触；所述微波热解油页岩装置还包括：伸入所述谐振腔内的红外测温仪，用于测量所述谐振腔内部温度；控制部，所述控制部与所述热电偶电连接，所述控制部与所述红外测温仪电连接。作为一种优选的实施方式，所述微波热解油页岩装置还包括外壳，所述外壳设于所述谐振腔的外部，所述外壳由金属制成。作为一种优选的实施方式，所述进气部包括：存放所述惰性气体的气瓶；将所述气瓶与所述反应容器相连的进气管线；设于所述进气管线靠近所述气瓶一端的阀门；设于所述进气管线上位于所述阀门与所述反应容器之间的第一气体流量计；与所述进气管线相连的载气导管，所述载气导管伸入所述反应容器中，靠近所述反应容器的底部。作为一种优选的实施方式，所述油气收集部包括：与所述反应容器相连的油气输出管；设于所述油气输出管外部的绝缘加热带，用于对所述油气输出管内的油气加热；与所述油气输出管相连且位于所述油气输出管下游的冷凝器，用于对所述油页岩热解后生成的油气降温；与所述冷凝器相连的集液容器，用于收集经过所述冷凝器后的液体；与所述冷凝器相连的气袋，用于收集经过所述冷凝器后的气体。作为一种优选的实施方式，所述冷凝器有五个，所述油气收集部还包括恒温器，所述恒温器与所述冷凝器相连，用于为所述冷凝器提供循环冷凝液；所述气袋上游设有第二气体流量计。有益效果：本申请实施方式所提供的微波热解油页岩装置，通过设置谐振腔，采用微波热解油页岩，能够有效利用油页岩，提高热解后页岩油的收率、页岩热解气的收率及热值，并且能实现页岩油脱硫脱氮脱氧。通过进气部向反应容器内吹扫惰性气体，热解开始前可以排出反应容器中的空气。热解过程中生成的高温油气通过传热将进入反应容器的惰性气体加热，热解产生的可凝蒸汽会在高温惰性气体的携带下进入油气收集部，避免反应容器的内壁面粘上页岩油。有利于将更多页岩油收集到油气收集部中，提高了集油效率和测定页岩油产量的准确性，同时充分利用了热解过程的热量给惰性气体加热，提高了热量的综合利用效率。具体的，利用本申请实施方式所提供的微波热解油页岩装置，制得页岩油的收率＝5.95％。由铝甑标准方法测得该实施方式所用油页岩的含油率为6.62％，由于5.95％/6.62％＝89.88％，则本申请制得的页岩油为铝甑标准方法的90.00％。也即本装置的制页岩油效率约为90％。这说明本申请实施方式所提供的微波热解油页岩装置能够获得较高的页岩油收率。利用本申请实施方式所提供的微波热解油页岩装置，制得的页岩油中硫含量为2.21％，传统方法热解油页岩制得页岩油中硫含量为9.26％，由于(9.26％-2.21％)/9.26％＝76.13％，则利用本装置热解制得页岩油中硫含量与传统方法热解油页岩制得页岩油中硫含量相比降低了76.13％。这说明本申请实施方式所提供的微波热解油页岩装置具有良好的脱硫效果。利用本申请实施方式所提供的微波热解油页岩装置，制得的页岩油中氮含量为1.05％，传统方法热解油页岩制得页岩油中氮含量为1.21％，由于(1.21％-1.05％)/1.21％＝13.22％，则利用本装置热解制得页本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波热解油页岩装置，其特征在于，包括：/n用于容纳微波的谐振腔；/n至少部分伸入所述谐振腔内的反应容器，所述反应容器用于放置油页岩；/n与所述反应容器相连的进气部，所述进气部用于向所述反应容器内输入惰性气体；/n与所述反应容器相连的油气收集部，所述油气收集部用于收集所述油页岩热解后生成的油气。/n

【技术特征摘要】
1.一种微波热解油页岩装置，其特征在于，包括：
用于容纳微波的谐振腔；
至少部分伸入所述谐振腔内的反应容器，所述反应容器用于放置油页岩；
与所述反应容器相连的进气部，所述进气部用于向所述反应容器内输入惰性气体；
与所述反应容器相连的油气收集部，所述油气收集部用于收集所述油页岩热解后生成的油气。


2.根据权利要求1所述的微波热解油页岩装置，其特征在于，所述微波热解油页岩装置还包括向所述谐振腔发射微波的微波发射部，所述微波发射部包括相连的磁控管和波导，所述波导设于所述磁控管和所述谐振腔之间，所述波导与所述谐振腔相连，所述磁控管用于发射微波，所述波导用于将所述磁控管发射的微波传输到所述谐振腔内。


3.根据权利要求2所述的微波热解油页岩装置，其特征在于，所述微波发射部有两个，两个所述微波发射部设于所述谐振腔的不同侧的不同高度处。


4.根据权利要求1所述的微波热解油页岩装置，其特征在于，所述反应容器内设有用于放置所述油页岩的盛放容器，所述反应容器顶部设有密封盖，所述密封盖上设有与所述进气部相连的第一开口、与所述油气收集部相连的第二开口。


5.根据权利要求4所述的微波热解油页岩装置，其特征在于，所述反应容器和所述盛放容器的材质为石英；所述反应容器设于所述谐振腔的中轴线上。


6.根据权利要求4所述的微波热解油页岩装置，其特征在于，所述密封盖上还设有第三开口，所述第三开口中设有伸入所述盛放容器内的热电偶，所述热电偶与所述油页岩接触且不与所述盛放容器接触；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李术元，何璐，马跃，岳长涛，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11