[發(fā)明專利]油砂直接流化床焦化的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810167107.X
• 申請日: 2008-10-07
• 公開（公告）號: CN101358136A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧春喜;徐春明;李術(shù)元;高金森
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油砂直接流化床焦化的方法和裝置，屬煤化工及石油化工 技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，國際原油價格持續(xù)走高、石油需求不斷攀升、常規(guī)石油資源過度 開采和消耗等問題日益突出。隨著世界經(jīng)濟對石油需求的不斷增加，常規(guī)石油 資源已不能滿足石油需求的快速增長，因此必須提高對非常規(guī)石油資源的加工 利用程度。油砂，又稱瀝青砂或焦油砂，屬于非常規(guī)石油資源，是一種含有瀝 青或焦油的砂或砂巖，通常是由砂、瀝青、礦物質(zhì)、粘土和水組成的混合物， 其中瀝青含量為3％～20％，砂和粘土占80％～85％，水占3％～6％。世界上油砂資 源分布廣泛，油砂資源量占石油儲量的30％，儲量相當(dāng)豐富，據(jù)統(tǒng)計世界油砂 資源折合成重油為300～600Gt(G為10⁹)，遠遠大于世界天然石油的探明儲量。 我國也是油砂礦資源豐富的國家之一，初步估算油砂有千億噸，可采石油資源 量100×10⁸t左右，居世界第五位。

在加拿大等油砂儲量豐富的國家已經(jīng)具備了一定的開采和加工技術(shù)。相對 于油砂的開采技術(shù)而言，油砂的后續(xù)加工技術(shù)比較落后，且成本較高。當(dāng)前對 油砂加工利用主要采取一種間接方案，即：油砂中的瀝青油(也稱油砂瀝青) 先經(jīng)過物理分離過程從油砂中抽提出來，然后經(jīng)過瀝青油改質(zhì)得到合成原油。 油砂瀝青的抽提方法主要有3種：熱堿水抽提、超聲波抽提和溶劑抽提。(1)熱 堿水抽提主要包括兩個階段：浸煮階段，即油砂與熱堿水接觸，在一定的溫度、 反應(yīng)時間及機械動力作用下，油砂瀝青從固體砂粒表面上被剝落下來；浮選階 段，在浮選池中通過鼓入空氣，使油砂瀝青液滴從池底浮到池體上部，大部分 砂粒則沉到底部，從而使油與砂得到有效的分離。(2)超聲波法，此方法是將 粉碎的油砂在容器中與水混合，利用超聲波能量破壞砂粒、水和瀝青界面之間 的作用力，從而達到將瀝青從砂粒表面剝離的目的。此法與堿水抽提法類似， 同樣面臨將瀝青從水、砂界面分離及瀝青和粘土分離問題。(3)溶劑抽提法， 溶劑法抽提油砂瀝青的原理在于有機溶劑對瀝青的溶解作用，常用的溶劑有甲 苯、氯仿、吡啶、輕烴等。溶劑抽提法能將砂粒表面的瀝青完全分離、回收率 不受油砂顯微結(jié)構(gòu)的影響，但存在溶劑回收問題。

以上對油砂的間接處理方案，雖然可以回收一部分烴類物質(zhì)，獲取一定的 經(jīng)濟效益，但也存在一定的不足，如，油砂的抽提分離、油砂瀝青的改質(zhì)以及 合成原油的運輸過程中都需要消耗大量的水以及天然氣資源，因此水和天然氣 的價格波動及其供應(yīng)的情況也對油砂的生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響。環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高 也是影響油砂抽提的一個因素。油砂抽提過程中將會產(chǎn)生大量的污水和分離出 來的沙子，由于其中含有一定量的化學(xué)試劑和礦物質(zhì)，因此這些廢棄物的二次 污染及處理也是一個值得注意的問題。

專利CN1778870A介紹了一種直接從油砂中回收烴油的方法及其專用設(shè)備， 其特點是：將油砂送入密閉的轉(zhuǎn)窯或塔式容器中，再以機械轉(zhuǎn)動的方式或以無 氧噴吹的方式對密閉容器中流動的油砂進行攪拌使其呈散狀，向容器內(nèi)注入溫 度為400～500℃的無氧氣體或?qū)θ萜髦苯舆M行加熱，使容器內(nèi)的油砂達到 400～500℃的溫度而使油砂中的油氣化，油氣從容器內(nèi)流出后，經(jīng)冷卻至常溫 回收烴油。該方法對油砂進行一次直接氣化處理，對環(huán)境無任何污染，但該方 法不適合于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為油砂類固體非常規(guī)石油資源的加工利用提供一種直 接流化床焦化的方法和裝置，以克服現(xiàn)有抽提技術(shù)的二次污染及氣化技術(shù)難于 大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的問題。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)：

新鮮油砂原料預(yù)熱后，通過加料器加入焦化反應(yīng)器中，與來自密相燒焦反 應(yīng)器的高溫?zé)嵘盎旌稀Q熱后進行焦化反應(yīng)。焦化反應(yīng)器下部通入干氣作為流 化介質(zhì)，加之焦化過程自身產(chǎn)生的氣體的流化作用，強化了新鮮油砂原料與高 溫?zé)嵘暗幕旌霞皳Q熱，促進了焦化反應(yīng)的進行。焦化過程產(chǎn)生的氣體油品經(jīng)旋 風(fēng)分離器除塵后進入后續(xù)的分餾及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)。

焦化反應(yīng)后的附焦油砂進入汽提器，采用干氣或蒸汽汽提掉油砂表面或微 孔中攜帶的油氣，汽提后的氣體引入焦化反應(yīng)器中，附焦油砂顆粒引入稀相燒 焦管中。