用于能量有效且环境友好地从来自油页岩和／或油砂的粗沥青提取轻油和／或燃料的方法技术

本发明专利技术涉及，通过热利用在获得过程期间产生的含碳残余物，能量有效和环境友好地从来自油页岩和／或油砂(1)的粗沥青出发获得轻油和／或燃料的方法，其中在用散装物质移动床驱动的逆流气化器(19)中，在加入碱性物质下，通过用含氧气体进行超化学计量的氧化，在低于1800℃的温度将含碳残余物转化为低硫气态裂解产物(31)。然后，通过超化学计量氧化将裂解产物转化为可感知的热，并且用来产生加热的含水过程介质(2)，其用于物理研细油砂和／或油页岩(1)和／或用于从岩石物质分离粗沥青(7)和／或作为用于粗沥青(7)热分级(12)的过程热。

Method for extracting energy and / or fuel from crude oil shale and / or crude bitumen of oil sand for energy efficient and environmentally friendly

The present invention relates to the carbon residue generated in the process of the period with the use of heat, energy efficient and environmental friendly from oil shale and / or oil sands (1) of the crude asphalt based method to obtain light oil and / or fuel, reverse flow gasifier drive in bulk material (19) of the moving bed in addition, alkaline substances, super stoichiometric oxidation by oxygen containing gas, at a temperature below 1800 DEG C containing carbon residue into gaseous sulfur pyrolysis products (31). Then, through the super stoichiometric oxidation of the pyrolysis products into appreciable heat, water and heating process used to produce medium (2), which is used for grinding and / or physical oil sands and oil shale (1) and / or for rock material separation from crude asphalt (7) and / or as used for coarse pitch (7) (12) the thermal fractionation process of heat.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于能量有效且环境友好地从来自油页岩和/或油砂的粗沥青提取轻油和/或燃料的方法本专利技术涉及用于能量有效且环境友好地，通过热利用提取过程中产生的含碳化合物，从来自油页岩和/或油砂的粗浙青获取轻油和/或燃料的方法。因为全世界强烈需求化石燃料和基于石油的原料，以及传统石油的预期中的长期缺乏，从油页岩和/或油砂资源回收能量载体和原料变得日渐重要。天然油砂或油页岩包含天然岩石并且含有多至20%的浙青混合物。该浙青混合物主要含有不同分子量和沸点的有机碳化合物。专利技术背景为了能够实现这些碳化合物的针对性回收，必须首先将浙青混合物与天然岩石组分分离。浙青从这些天然岩体的分离能够主要通过两种技术完成。露天采矿:在该方法中，将含有浙青的岩体用载重采捞船或轮式装载机破除下来，并且用载重运输工具运至处理工厂。一般来说，处理以下述过程步骤完成:1.破碎/研细岩石,一般同时供给水蒸气或热水。2.将所产生的悬浮液送至第一提取步骤，其中沉淀和水形成下部分离层，和浙青与沫状物形成上部分离层。3.通常，将下部沉淀和水层送至人工湖泊或水泻湖。4.将上浙青层送至第二提取步骤，其中水和细颗粒残余物被分开。通常，将浙青溶于有机溶剂(一般为石脑油，是轻油获取过程的产物)。获得所谓的粗浙青。5.将粗浙青送至随后的浙青处理(提质)。所谓的原位方法的获取:在该技术中，已从土壤中、表层下并且不破碎岩体地获得粗浙青。该技术如下实现:6.将高压水蒸气注射如深的含浙青岩层。由此实现粗浙青的热液化。7.将该液化粗浙青针对性地送至地下收集点，并从其通过适宜泵送技术泵送至地表。8.一般地，如此获得的粗浙青进行上述步骤5的相应程序。从粗浙青提取轻油和液体燃料:在后续处理工厂(提质)中，合并粗浙青(可能来自两种获得方法)。其中通常进行下述过程步骤:9.从包含粗浙青和石脑油的混合物，蒸除挥发性烃。最后剩余的是不溶的残余物，称为石油焦炭。取决于所用物质，其能够含有多至10%的硫组分。10.通过分级冷凝将来自蒸馏的气态烃分离为石脑油，煤油和粗柴油；一般将石脑油至少部分地返回至过程中。11.取决于单独级分需要的品质，脱硫化能够在其余步骤中完成。这通常通过氢化并分离除去元素硫而完成。12.过程的终点是贮藏并运送液体级分。然而，用于从油页岩和/或油砂获得轻油和燃料的上述方法具有显著缺点。例如，从岩体提取粗浙青需要可观量的热水和水蒸气。对于每体积单元轻油，必须使用多至6体积单元的水。蒸汽和热水的制备通常在燃烧天然气的锅炉中完成。对天然气的需求极高并且导致整个过程中极端不利的能量平衡。此外，获得的每桶轻油对应的特定CO2排放量虑及环境问题且鉴于有价值稀少资源是基本无法接受的。在蒸馏粗浙青(步骤9)之后的剩余的石油焦炭含有浓度多至10%的硫。这基本上是有价值的能量载体。然而，因为高硫含量，其不能容易地用于燃烧过程，比如产生水蒸气或热水。因此，确保环境友好的热利用是有问题的，即使可能也仅仅是以不成比例的烟道气脱硫化成本为代价。因此，本专利技术的任务是提供不具有现有技术缺点的方法，其允许能量有效地利用在油砂和/或油页岩中含有的碳载体， 其节省地处理化石燃料(比如天然气)，并且自身能够产生充足的能量载体以至少部分地供给利用过程所需的能量要求。根据本专利技术通过下述方法解决上述问题，其中含碳化合物含硫，并且在用散装物质移动床驱动的逆流气化器中，在加入碱性物质下，在< 1800°C的温度，通过用含氧气体进行亚化学计量氧化转化为低硫气态裂解产物，然后通过超化学计量氧化将这些裂解产物转化为可察觉的热，并且用来产生用于物理研细油砂和/或油页岩的加热的含水过程介质和/或用于从岩体分离出粗浙青和/或作为用于粗浙青热分级的过程热。已证实因为硫问题迄今未利用的残余物能够显著地改善从油页岩和/或油砂获得轻油和/或燃料中的能量平衡。通过适当利用碳成分，迄今仍存在的残余物中余留的碳化合物对环境的威胁也得以解除。例如，作为含碳化合物，还能够使用来自岩体的粗浙青水性分离的固体残余物和/或来自粗浙青热分级的固体残余物。方法的进一步改进是特别有利的，其中逆流气化器作为具有煅烧区和氧化区的垂直过程室，其中用含氧气体氧化经煅烧的含碳和硫残余物，其中于以垂直井式炉形式构成的垂直反应室顶部抽取气态反应产物，本身未氧化的散装物质自其由顶部至底部连续流动，而将含氧气体至少部分地引入氧化区之下，由此促进上升气流。惰性散装物质的优势是能够更容易地改变散装物质的机械特性并适应方法必需的方面。能够使用的碱性物质的实例是金属氧化物，金属碳酸盐，金属氢氧化物或其混合物，将其计量加入煅烧区上方的气相和/或在进入垂直过程室之前与含碳化合物混合。碱金属的元素或碱土金属的元素，特别是钙，优选用于形成金属氧化物、金属碳酸盐和金属氢氧化物，原因是尤其是以氧化钙形式的催化效果有利地影响方法过程。加入至少部分细颗粒形式的颗粒尺寸< 2mm的碱性物质是有利的，而λ < 0.5、特别优选< 0.3的亚化学计量氧化也同样有利。硫结合机理特别有利地进行:通过在还原性条件下加入碱性物质，将逆流气化器中在高于400°C的温度自含碳和含硫残余物的成分产生的气态硫化合物，通过与碱性物质进行化学反应转化为固态硫化合物，这些固态硫化合物至少部分地与气态反应产物一起排出，并且在高于300°C的温度通过细物质分离自气相除去。这样一来，硫能够从过程中特别经济地除去。在希望的方法过程中，在垂直过程室和/或在排出的气态反应产物的气相中，在水蒸气和氧化钙和/或碳酸钙和/或氢氧化钙存在下，在高于400°C的温度进行钙催化重整，将产生的含有油和/或焦油的具有大于C4的链长的裂解产物的主要成分转化为一氧化碳、二氧化碳和氢。散装物质移动床优选通过额外计量加入粗物质形成，以便增加散装物质的流动性和/或其气体渗透性，其中在进入垂直过程室之前将粗物质与含碳化合物混合。作为粗物质，可以使用颗粒尺寸2_至300_的矿物质和/或其它无机物质或物质混合物，特别优选油砂和/或油页岩。后一情况是特别优选的，原因是由此使得其中能够直接使用且利用原位产生的资源的方法过程成为可能。还能够有利的是用具有适宜颗粒尺寸的木料和/或其它生物源的物质作为粗物质。常常，这些物质在进行方法的场所附近就可获得，由于短运输距离其应用有利于能量效率的总体平衡。惰性散装物质能够在垂直过程室的下端处分离除去细物质和灰分，并且能够作为粗物质至少部分返回至过程中，从而能够保持短物料移动距离。还能够有利的是，在用于逆流气化器之前通过聚结将含碳化合物转化为颗粒尺寸2_至300_的颗粒，以便如额外计量加入粗物质那样改善散装物质的流动性和/或其气体渗透性。对于气体逆流，在垂直过程室中于顶部与底部之间形成50至100毫巴(U)的压力差是有利的。图1显示，通过在露天采矿中分解油砂和油页岩，用于产生轻油和燃料的整合方法的一种实施例。通过露天采矿采出的油砂和油页岩(A)经由破碎系统(I)得以机械粉碎。这通常通过混入热水或水蒸气(2)来完成。热水/水蒸气在锅炉系统(3)中产生。将机械粉碎产生的悬浮液输送至第一提取阶段(4)。此处一般再次加入热水/水蒸气(5)。在密切混合之后，在提取阶段(4)中通过沉淀进行各相的分离。水/沉淀相(B)形成下部相。本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过热利用提取过程中产生的含碳化合物(E)，用于能量有效且环境友好地从来自油页岩和／或油砂(A)的粗沥青出发提取轻油和／或燃料的方法，其特征在于，含碳化合物含硫，并且在用散装物质移动床(21)驱动的逆流气化器(19)中，在加入碱性物质下，在＜1800℃的温度，通过用含氧气体(26)进行亚化学计量氧化转化为低硫气态裂解产物，然后通过超化学计量氧化将这些裂解产物转化为可察觉的热，并且用来产生用于物理研细油砂和／或油页岩(A)的加热的含水过程介质和／或用于从岩体分离出粗沥青和／或作为用于粗沥青热分级的过程热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.18 DE 102011014345.91.通过热利用提取过程中产生的含碳化合物(E)，用于能量有效且环境友好地从来自油页岩和/或油砂(A)的粗浙青出发提取轻油和/或燃料的方法，其特征在于，含碳化合物含硫，并且在用散装物质移动床(21)驱动的逆流气化器(19)中，在加入碱性物质下，在< 1800°C的温度，通过用含氧气体(26)进行亚化学计量氧化转化为低硫气态裂解产物，然后通过超化学计量氧化将这些裂解产物转化为可察觉的热，并且用来产生用于物理研细油砂和/或油页岩(A)的加热的含水过程介质和/或用于从岩体分离出粗浙青和/或作为用于粗浙青热分级的过程热。2.权利要求1的方法，其特征在于，作为含碳化合物，使用来自从岩体水性分离粗浙青的固体残余物和/或来自粗浙青热分级的固体残余物。3.前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述逆流气化器(19)作为具有煅烧区和氧化区(23)的垂直过程室，其中用含氧气体(26)氧化经煅烧的含碳和硫残余物(E)，其中于垂直反应室顶部抽取气态反应产物，垂直反应室构成为垂直井式炉的形式，本身未氧化的散装物质(21)自其由顶部至底部连续流动，而将含氧气体(26)至少部分地引入氧化区(23)之下，由此促进上升气流。4.前述权利要求之一的方法，其特征在于，作为碱性物质使用金属氧化物，金属碳酸盐，金属氢氧化物或这些物质中2种或3种的混合物，并且针对性地计量加入垂直过程室(19)和/或计量加入煅烧区上方的气相，和/或在进入垂直过程室之前与含碳化合物混口 ο5.权利要求4的方法,其特征在于,金属氧化物,金属碳酸盐,和金属氢氧化物含有碱金属的元素或碱土金属的元素，特别优选含有钙作为阳离子。6.前述权利要求之一的方法，其特征在于，至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·斯图浦，U·伯肯多夫，L·保曼，R·穆勒，
申请(专利权)人：埃克洛普有限公司，
类型：
国别省市：