一種油砂常減壓干餾復(fù)合熱裂解的煉制裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油煉制與分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及油砂固體常壓干餾和減壓干餾工藝，特別涉及一種油砂常減壓干餾復(fù)合熱裂解的煉制裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油砂亦稱焦油砂、重油砂或瀝青砂。油砂的主要成分包括瀝青、水、沙粒、粘土。瀝青含量占總重的3?20%、水分占3?5%、沙粒和粘土占到80?85%。世界石油資源日趨緊張，油砂作為非常石油規(guī)資源可以豐富油氣資源的來源，在未來的能源供給中起著重要作用。油砂資源儲量豐富，總儲量估計約為4萬億桶原油，占石油儲量的30%，具有廣闊的市場前景和經(jīng)濟開發(fā)價值。油砂礦的開采主要有兩種方法:原位法和地表采礦的方法。目前商業(yè)運行的油砂提取方法為水洗法，但水洗法只適合加工水潤型油砂，對于油潤型油砂的處理效果并不好，且水消耗量大，產(chǎn)生大量污水和尾礦。油砂常壓干餾法生焦量大，經(jīng)濟性差。專利CN102504850A公開了一種油砂固體熱載體低溫干餾工藝，該工藝將原料破碎后后與熱載體進入干餾反應(yīng)爐混合干餾，干餾產(chǎn)出的油氣進行除塵分離處理；從干餾反應(yīng)爐出來的熱灰渣經(jīng)氣力輸送塔輸送到分流器進行分流，一部分熱灰渣經(jīng)一級旋風收集器收集，收集的熱灰渣再次進入干餾反應(yīng)爐；分流器分出的另一部分熱灰渣與一級旋風收集器出來的含塵熱煙氣一起進入二級旋風收集器，收集的熱灰渣進入熱交換器，預(yù)熱進入氣力輸送塔的空氣。該工藝采用熱灰渣作為熱載體，但生焦量大。專利CN101358136A提供了一種油砂直接流化床焦化的方法和裝置。該方法將油砂原料在焦化反應(yīng)器中與來自密相燒焦反應(yīng)器的高溫砂混合、換熱后進行焦化反應(yīng)，油氣除塵后進入分餾及吸收溫度系統(tǒng)，附焦油砂經(jīng)汽提器汽提后引入稀相燒焦管，在稀相燒焦管及其上方的密相燒焦反應(yīng)器內(nèi)燒焦，燒焦后的熱砂一股引入焦化反應(yīng)器作為熱載體，一股引入外取熱器換熱。若生焦量低，燒焦熱量不足，可向燒焦管內(nèi)引入燃燒油、煤粉或焦粉等來維持系統(tǒng)熱平衡。該方法系統(tǒng)能量綜合利用率高，但操作復(fù)雜，設(shè)備要求高，且需要將油砂全部流化，操作費用高。專利US4994174提供了一種油頁巖、油砂及類似含油固體的低溫干餾工藝和設(shè)備系統(tǒng)。該工藝將產(chǎn)品中的高沸點組分與原料在漿化器中混合漿化，經(jīng)預(yù)熱后進入高壓流化床在50bar壓力下臨氫干餾；蒸汽經(jīng)甲烷裂解爐裂解產(chǎn)生氫氣后泵入高壓流化床作為載氣；高壓流化床產(chǎn)生的干餾氣通入一級冷凝器，被一級冷凝器冷凝出來的高沸點組分進入漿化器與原料混合漿化，未被一級冷凝冷卻的低沸點組分經(jīng)過換熱器組進入二級冷凝器，被冷凝的組分作為產(chǎn)品。該工藝能夠產(chǎn)生輕質(zhì)油品，但工藝復(fù)雜，設(shè)備要求高，且高壓流化床內(nèi)并無催化劑，加氫效率低，造成物料循環(huán)量大，生焦率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明克服了現(xiàn)有干餾技術(shù)存在的不足，提出了一種先常壓干餾再減干餾最后高溫干餾的工藝，可合理利用不同品位的能量以降低能耗，克服了單純常壓干餾生焦量大的問題，在分離瀝青和沙粒的同時就實現(xiàn)了油砂瀝青的初步分離，有益于產(chǎn)品的后續(xù)分離和煉制，實現(xiàn)資源的高效利用，能耗低，無污染。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明首先通過常壓低溫干餾，分離出油砂瀝青中的輕組分，然后通過減壓干餾，分離出油砂瀝青中的重組分，最后通過常壓高溫干餾，熱解殘余的瀝青，達到有效防止熱解結(jié)焦損耗和產(chǎn)品初步分離的目的，以實現(xiàn)資源的高效合理利用。
[0006]本發(fā)明的裝置包括原料破碎器(I)、干燥爐(2)、常壓低溫干餾爐(3)、減壓干餾爐
(4)、常壓高溫干餾爐(17)、熱量回收器(5)以及相關(guān)進料管線和連接以上設(shè)備的管線；破碎器⑴通過管線(9)與干燥爐(2)連接；干燥爐出口通過管線(10)與常壓低溫干餾爐
(3)連接，常壓低溫干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(6)連接除塵和油氣分離裝置；常壓低溫干餾爐通過減壓管線(11)連接減壓干餾爐(4)，減壓干餾產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(7)連接除塵和油氣分離裝置，減壓干餾爐通過管線(8)抽真空；減壓干餾爐的出口通過管線(16)與常壓高溫干餾爐(17)連接，常壓高溫干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(18)連接除塵和油氣分離裝置；常壓高溫干餾爐出口經(jīng)過管線(12)與熱量回收器(5)連接；管線(13)為砂子排出管線。
[0007]具體流程如附圖1所示，將原料經(jīng)破碎器(I)破碎后經(jīng)過進料管線(9)送入干燥爐(2)進行除水干燥；從干燥爐出來的原料通過常壓管線(10)送人常壓低溫干餾爐(3)進行常壓低溫干餾，常壓低溫干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過常壓出料管線(6)去除塵和油氣分離裝置；常壓低溫干餾爐的固相產(chǎn)品送入減壓干餾爐(4)進行減壓干餾，常壓低溫干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過減壓出料管線(7)去除塵和油氣分離裝置，管線(8)為抽真空管線；減壓干餾后的固相產(chǎn)物經(jīng)高溫干餾管線(16)送入常壓高溫干餾爐(17)進行常壓高溫干餾，常壓高溫干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過高溫干餾出料管線(18)去除塵和油氣分離裝置，固體產(chǎn)物經(jīng)固體出料管線(12)進入熱量回收器(5)回收熱量；液態(tài)水由注水管線(14)進入，由蒸汽管線(15)以蒸汽形式通入蒸汽管線；固體砂子由排出管線(13)排出。
[0008]干燥爐⑵干燥溫度為100?180°C。
[0009]常壓低溫干餾爐(3)的溫度為300?400 °C。
[0010]減壓干餾爐⑷的溫度為320?480 °C。
[0011]減壓干餾爐⑷的壓力為0.1?90kPa (絕壓)。
[0012]常壓高溫干餾爐(17)的溫度為400?580°C。
[0013]本發(fā)明可以省去常壓高溫干餾爐，在減壓爐內(nèi)實現(xiàn)減壓高溫干餾操作，如附圖2所示:包括原料破碎器(1)、干燥爐(2)、常壓干餾爐(3)、減壓干餾爐(4)、熱量回收器(5)以及相關(guān)進料管線和連接以上設(shè)備的管線；破碎器⑴通過管線(9)與干燥爐⑵連接；干燥爐出口通過管線(10)與常壓干餾爐(3)連接，常壓干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(6)連接除塵和油氣分離裝置；常壓干餾爐通過減壓管線(11)連接減壓高溫干餾爐(4)，減壓高溫干餾產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(7)連接除塵和油氣分離裝置，減壓干餾爐通過管線(8)抽真空；減壓干餾爐的出口通過管線(12)與熱量回收器(5)連接；管線(13)為砂子排出管線。
[0014]將原料經(jīng)破碎器(I)破碎后經(jīng)過進料管線(9)送入干燥爐(2)進行除水干燥；從干燥爐出來的原料通過常壓管線(10)送人常壓干餾爐(3)進行常壓干餾，常壓干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過常壓出料管線(6)去除塵和油氣分離裝置；常壓干餾爐的固相產(chǎn)品送入減壓干餾爐(4)進行減壓干餾，常壓干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過減壓出料管線(7)去除塵和油氣分離裝置，管線(8)為抽真空管線；減壓干餾后的固相產(chǎn)物經(jīng)固體出料管線(12)送入熱量回收器(5)回收熱量；液態(tài)水由注水管線(14)進入，由蒸汽管線(15)以蒸汽形式通入蒸汽管線；固體砂子由排出管線(13)排出。
[0015]干燥爐⑵干燥溫度為100?180°C。
[0016]常壓干餾爐(3)的溫度為300?400 °C。
[0017]減壓干餾爐(4)的溫度為320?550 °C。
[0018]減壓干餾爐⑷的壓力為0.1?90kPa (絕壓)。
[0019]本發(fā)明提供的油砂常減壓干餾復(fù)合熱裂解的煉制裝置及方法:原料被破碎后進入干燥爐進行除水干燥；從干燥爐出來的原料送人常壓低溫干餾爐進行常壓干餾，常壓低溫干餾產(chǎn)生的油氣進行分離；常壓低溫干餾爐的固相產(chǎn)品送入減壓干餾爐進行減壓干餾，減壓干餾產(chǎn)生的油氣進行分離；減壓干餾后的固相產(chǎn)物送入常壓高溫干餾爐進行常壓高溫干餾，干餾產(chǎn)物進行油氣分離，并回收固體產(chǎn)物熱量。本發(fā)明工藝采用了先常壓干餾再減干餾最后高溫干餾的工藝，可合理利用不同品位的能量以降低能耗，克服了單純常壓干餾生焦量大的問題，在分離瀝青和沙粒的同時就實現(xiàn)了油砂瀝青的初步分離，方便了產(chǎn)品后續(xù)的分離加工，減壓干餾工藝有效防止了熱解的結(jié)焦損耗，實現(xiàn)資源的高效利用，能耗低，無污染。
【附圖說明】
[0020]圖1為一種油砂煉制工藝流程示意圖，其中包括干燥爐(2)、常壓低溫干餾爐(3)、減壓干餾爐(4)、常壓高溫干餾爐(17)與熱量回收器(5)組成。
[0021]圖2為一種油砂煉制工藝流程示意圖，其中包括干燥爐(2)、常壓干餾爐(3)、減壓干餾爐(4)與熱量回收器(5)組成。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所提供的方法及裝置進行進一步的說明。
[0023]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0024]如圖1所示，包括原料破碎器(I)、干燥爐(2)、常壓低溫干餾爐(3)、減壓干餾爐
(4)、常壓高溫干餾爐(17)、熱量回收器(5)以及相關(guān)進料管線和連接以上設(shè)備的管線；破碎器⑴通過管線(9)與干燥爐(2)連接；干燥爐出口通過管線(10)與常壓低溫干餾爐
(3)連接，常壓低溫干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(6)連接除塵和油氣分離裝置；常壓低溫干餾爐通過減壓管線(11)連接減壓干餾爐(4)，減壓干餾產(chǎn)生的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(7)連接除塵和油氣分離裝置，減壓干餾爐通過管線(8)抽真空；減壓干餾爐的出口通過管線(16)與常壓高溫干餾爐(17)連接，常壓高溫干餾的氣相產(chǎn)物經(jīng)過管線(18)連接除塵和油氣分離裝置；常壓高溫干餾爐出口經(jīng)過管線(12)與熱量回收器(5)連接；管線