[發(fā)明專利]利用高溫氣冷堆進行油砂煉油的方法及專用設備

有效

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• 申請日: 2010-03-01
• 公開（公告）號: CN101775309A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 周楊平;李富;馬遠樂;吳宗鑫;張作義
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10B53/06
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用高溫氣冷堆進行油砂煉油的方法及其專用 設備。

背景技術

油砂又稱“瀝青砂”、“焦油砂”，是一種含有瀝青或焦油的砂巖或 其他巖石。通常是由砂、瀝青、焦油、礦物質(zhì)、粘土和水組成的混合 物，屬于非常規(guī)石油資源。油砂是“人造石油”的重要來源之一，油砂 經(jīng)開采、提取分離、進行改質(zhì)，可以得到合成原油。

世界油砂資源主要沿環(huán)太平洋帶和阿爾卑斯帶分布，資源極為豐 富。儲量占前列的國家和地區(qū)有加拿大、前蘇聯(lián)、委內(nèi)瑞拉、美國、 中國等。我國油砂資源較為豐富，分布也非常廣泛，主要分布在新疆 的準葛爾盆地西北緣、柴達木盆地柴西地區(qū)、四川盆地西龍門山前、 青海、西藏、內(nèi)蒙古、貴州等地。據(jù)有關專家預測，我國可開采的油 砂儲量約為100億噸左右，約占我國油氣可開采儲量的1/3，可能成 為我國未來油氣產(chǎn)量的一個新的增長點。

同時，由于二氧化碳等溫室氣體排放量的大量增加，導致全球氣 候急劇惡化，對人類的生存環(huán)境造成極大威脅。削減二氧化碳排放量， 緩解溫室效應，已成為國際社會的廣泛共識。根據(jù)國際能源署(IEA) 2007年統(tǒng)計，2005年美國、中國、俄羅斯、日本和印度是5個最大的 二氧化碳排放國，約占世界排放總量的50％。同時，IEA的統(tǒng)計表明， 從行業(yè)排放來看，煉油業(yè)在9個主要二氧化碳行業(yè)排放源中，二氧化 碳排放量僅次于火力發(fā)電業(yè)和水泥行業(yè)，我國二氧化碳排放行業(yè)構成 與之基本一致。例如對于一個年加工量4百萬噸的煉油廠，其年二氧 化碳排放量可達0.8百萬噸。而煉油廠中為提供煉油所需的能量而燃 燒燃料產(chǎn)生的二氧化碳排放量占其排放的絕大部分，例如對于歐盟煉 油廠來說這個比例為90％。因此，作為二氧化碳主要排放源的煉油廠， 面臨著生產(chǎn)清潔油品和減少二氧化碳排放量的挑戰(zhàn)。

目前世界上油砂開采、加工和利用，主要采用傳統(tǒng)的間接方法， 先將油砂中的瀝青經(jīng)過物理、化學分離過程從油砂中抽取出來，將瀝 青油改質(zhì)得到合成原油，再將合成原油輸運到煉油廠，進行煉油。在 整個過程中需要消耗大量的能量，同時排放出大量的二氧化碳和化學 污染物，導致經(jīng)濟成本和環(huán)境成本都十分昂貴。為克服傳統(tǒng)的間接方 法的缺點，新的從油砂煉油的方法已經(jīng)受到了重視，如專利 CN101358136A、專利CN101250421A均提出了新的利用油砂進行一 體化煉油的方法，如前者是利用直接硫化床焦化的方法進行油砂直接 煉油，后者利用臥式干餾轉(zhuǎn)窯進行油砂的直接煉油，此類方法相比傳 統(tǒng)的間接方法來說均有化學污染小、適合工業(yè)過程大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)、 且直接生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點。但此類方法也有一些明顯的缺點，由于 成分較為復雜，油砂在高溫作用下直接發(fā)生裂解或化學反應的過程和 產(chǎn)物較為復雜，產(chǎn)出油氣中含有的雜質(zhì)較多，冷卻后所得的可燃氣體 由于有大量的二氧化碳、氮氣的無法直接利用，同時整個生產(chǎn)過程中 二氧化碳排放量遠大于傳統(tǒng)的間接方法，難以適應當前二氧化碳減排 的大趨勢。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明要解決的技術問題是：能夠工業(yè)化地從油砂及油田落地油 砂、油泥提取烴油、天然氣等，克服了傳統(tǒng)的間接方法的化學污染大、 生產(chǎn)成本高等缺點，以及一體化高溫煉油法的二氧化碳排放高、產(chǎn)品 油或氣雜質(zhì)含量高的缺點。

(二)技術方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用高溫氣冷反應堆進行油 砂煉油的方法，所述利用高溫氣冷反應堆進行油砂煉油的方法包括三 個相對獨立的流程：

高溫供熱流程，200℃～300℃惰性氣體經(jīng)氦風機加壓后，流經(jīng)高 溫氣冷堆堆芯加熱到600℃～950℃，向蒸汽發(fā)生器供熱后，降溫至 200℃～300℃后再被所述氦風機加壓后進入高溫氣冷堆堆芯；

蒸汽供應流程，經(jīng)處理的水經(jīng)水泵加壓后，在所述蒸汽發(fā)生器中 加熱成為200～400℃的過熱蒸汽或飽和蒸汽，然后所述過熱蒸汽或飽 和蒸汽進入油砂分離器；

煉油流程，將預處理后的油砂送入油砂分離器與所述過熱蒸汽或 飽和蒸汽發(fā)生作用，油砂中瀝青類物質(zhì)與砂分離并初步裂解為合成原 油，合成原油類物質(zhì)經(jīng)過離心機分離提純后，加熱至最高溫度 500℃～700℃而裂解為油氣和油渣，油氣通過分餾塔獲得烴油和天然 氣等可燃氣體。

優(yōu)選地，所述惰性氣體為氦氣。