[發明專利]一種以油頁巖干餾氣制氫提質的集成煉制系統及工藝

無效

• 申請號: 201410234132.0
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104004532A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 楊思宇;張俊;錢宇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C10B53/06
• 分類號: C10B53/06;C01B3/48;C01B3/56;C10G47/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 張燕玲

技術領域

本發明屬于能源與化工技術領域，具體涉及一種以油頁巖干餾氣制氫提質的集成煉制系統及工藝。

背景技術

隨著全球石油需求不斷上升，石油供需矛盾日益嚴峻，尋找石油替代能源勢在必行。油頁巖以其儲量豐富，開發利用具有可行性，受到世界各國的廣泛重視，被公認為是最具潛力的石油替代資源之一。據最新統計，將全球已探明的油頁巖轉換成3萬億桶頁巖油，相當于目前已探明原油儲量的1.8倍。我國不僅油頁巖儲量豐富，而且埋藏較淺，均有利于油頁巖資源的開發利用。大力發展油頁巖煉油技術有利于緩解我國石油資源供需矛盾，為實現能源多元化提供切實可行的途徑。

傳統油頁巖煉制工藝的流程簡圖見圖1。傳統油頁巖煉制工藝主要由油頁巖干餾單元1，頁巖油加氫提質單元2以及建材生產單元9組成。油頁巖經篩分后進入油頁巖干餾單元，先經過干餾反應生成頁巖油、干餾氣和半焦，半焦進入氣化爐在空氣的作用下發生氣化反應，生成的氣體混合物返回干餾爐。油頁巖干餾單元生成的頁巖油進入頁巖油加氫提質單元生成石腦油、柴油和液化石油氣。油頁巖干餾單元產生的灰渣和碎屑頁巖進入建材生產單元得到陶粒和頁巖磚。

傳統油頁巖煉制過程存在以下問題：(1)干餾爐產生的剩余煤氣熱值低，只能用作鍋爐或內燃機燃料而不能用作商業煤氣，利用價值不高；(2)油頁巖干餾過程產生的碎屑頁巖利用程度不高，有25％左右的碎屑頁巖的粒徑小于10mm，作為廢棄物排放直接用于生產建材產品；(3)目前氫氣市場價格偏高，采用外購氫氣作為氫源進行頁巖油加氫提質，無疑會提高過程的生產成本，降低過程的經濟效益。

發明內容

為解決現有技術的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種以油頁巖干餾氣制氫提質的集成煉制系統。

本發明的另一目的在于提供一種以油頁巖干餾氣制氫提質的集成煉制工藝。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種以油頁巖干餾氣制氫提質的集成煉制系統，所述系統包括油頁巖干餾單元、頁巖油加氫提質單元和建材生產單元，還包括甲烷水蒸氣重整單元；

所述油頁巖干餾單元設有通入油頁巖原料的入口，油頁巖干餾單元的頁巖油出口通過管道直接與頁巖油加氫提質單元的頁巖油原料入口相連接，油頁巖干餾單元的干餾氣出口通過管道與甲烷水蒸氣重整單元的水蒸氣重整反應器的干餾氣原料入口連接，油頁巖干餾單元的碎屑頁巖出口通過輸送裝置與甲烷水蒸氣重整單元的CaO再生燃燒爐的碎屑頁巖入口連接，油頁巖干餾單元的灰渣出口和甲烷水蒸氣重整單元的頁巖灰渣出口均通過輸送裝置與建材生產單元的灰渣原料入口相連接；甲烷水蒸氣重整單元的水蒸氣重整反應器設有通入水蒸氣原料的入口，甲烷水蒸氣重整單元的新鮮氫氣出口通過管道與頁巖油加氫提質單元的新鮮氫氣原料入口連接。

優選的，所述甲烷水蒸氣重整單元包含水蒸氣重整反應器、CaO再生燃燒爐、壓縮換熱器、水蒸氣重整氣體閃蒸塔、變壓吸附裝置和分離器；

所述水蒸氣重整反應器底部設有通入低壓蒸汽的低壓蒸汽入口和通入干餾氣的干餾氣原料入口；油頁巖干餾單元的干餾氣出口通過管道直接與水蒸氣重整反應器底部的干餾氣原料入口連接；水蒸氣重整反應器底部的CaCO₃和CaO混合物出口通過輸送裝置與CaO再生燃燒爐底部的CaCO₃和CaO混合物入口連接；CaO再生燃燒爐底部設有通入頁巖碎屑的入口，油頁巖干餾單元的碎屑頁巖出口通過輸送裝置與CaO再生燃燒爐底部的碎屑頁巖入口連接；CaO再生燃燒爐底部還設有通入空氣的入口，空氣通過壓縮泵直接通入CaO再生燃燒爐，CaO再生燃燒爐底部的CaO吸收劑出口通過輸送裝置與水蒸氣重整反應器底部的CaO吸收劑入口連接；水蒸氣重整反應器頂部的水蒸氣重整粗合成氣出口通過管道與壓縮換熱器的壓縮氣入口連接；壓縮換熱器的壓縮氣出口通過管道與水蒸氣重整氣體閃蒸塔中部的閃蒸水蒸氣合成氣入口連接；水蒸氣重整氣體閃蒸塔頂部的水蒸氣重整合成氣出口通過管道與變壓吸附裝置的水蒸氣重整合成氣入口連接；變壓吸附裝置的未回收氣出口通過管道與CaO再生燃燒爐頂部的未回收氣入口連接；變壓吸附裝置的高純度氫氣出口通過管道與分離器的高純度氫氣入口連接；分離器的新鮮氫氣出口通過管道與頁巖油加氫提質單元的新鮮氫氣入口連接。

CaO再生燃燒爐還設有頁巖灰渣出口，CaO再生燃燒爐的頁巖灰渣出口通過輸送裝置與建材生產單元的灰渣原料入口相連接；水蒸氣重整氣體閃蒸塔的底部還設有水出口。

一種以油頁巖干餾氣制氫提質的集成煉制工藝，包括以下步驟：