[發明專利]基于富甲烷混合氣的油頁巖循環流化床干餾方法及系統

有效

• 申請號: 201811061572.5
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109111935B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 宋立志;葛翔;王莎;汪鳴杰
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B01J8/32
• 分類號: B01J8/32;C10B49/10;C10B53/06
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 李俊麗

1.基于富甲烷混合氣的油頁巖循環流化床干餾方法，其特征在于，通過循環流化床反應器(3)進行流化干餾，循環流化床反應器(3)的結構自上而下包括干餾室(32)和熱交換氣室(31)，干餾室(32)底部與熱交換氣室(31)連接處設置催化劑層(5)，干餾室(32)包括上部的稀相區(322)和下部的密相區(321)，循環流化床反應器(3)頂部出口連通返料系統的氣固分離器(8)與返料閥(9)；步驟包括：

a.含有富甲烷混合氣與二氧化碳的流化氣體經催化劑層(5)活化后進入循環流化床反應器(3)的干餾室(32)，油頁巖顆粒被連續推送至循環流化床反應器(3)內干餾室(32)的密相區(321)，在富甲烷混合氣與二氧化碳的活化混合氣氣氛下，在循環流化床反應器(3)的干餾室(32)進行流化干餾；

b.生成的半焦部分經干餾室(32)底部設置的半焦排出管道(7)，從上至下依次同催化劑層(5)和進入熱交換氣室(31)的氣體熱交換后，排出并收集；氣流攜帶其余半焦、除半焦外的其他干餾產物、未干餾油頁巖和催化劑從干餾室(32)的稀相區(322)上部排出，并進入氣固分離器(8)；

c.經過氣固分離后，半焦、未干餾油頁巖和催化劑通過返料閥(9)返回干餾室(32)的密相區(321)，除半焦外的其他干餾產物冷凝后，經油水分離，得到頁巖油和水。

2.根據權利要求1所述的油頁巖循環流化床干餾方法，其特征在于，步驟a，流化干餾的溫度為400℃～600℃。

3.根據權利要求1所述的油頁巖循環流化床干餾方法，其特征在于，步驟a，富甲烷混合氣與二氧化碳的體積比為1：0.5～1.5。

4.根據權利要求1所述的油頁巖循環流化床干餾方法，其特征在于，步驟a，富甲烷混合氣為天然氣、油頁巖熱解氣或頁巖氣。

5.根據權利要求1所述的油頁巖循環流化床干餾方法，其特征在于，步驟a，流化氣體中添加氧化性氣體，流化氣體與氧化性氣體的體積比為1：0.3～1，氧化性氣體包括二氧化碳和氧氣的混合氣、水蒸汽或空氣中的任意一種或組合。

6.根據權利要求1所述的油頁巖循環流化床干餾方法，其特征在于，步驟a，催化劑層(5)內催化劑為使甲烷活化的負載型催化劑，包括負載過渡金屬、堿土金屬或堿金屬的負載型催化劑，其載體為三氧化二鋁、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鎂或氧化鈣。

7.基于富甲烷混合氣的油頁巖循環流化床干餾系統，用于實現權利要求1～6任一項所述的油頁巖循環流化床干餾方法，其特征在于，結構包括料倉(1)、螺旋進料器(2)和循環流化床反應器(3)、氣固分離器(8)、返料閥(9)、冷凝器(10)和油水分離器(11)，循環流化床反應器(3)內設置有熱交換氣室(31)、干餾室(32)和半焦排出管道(7)，料倉(1)通過螺旋進料器(2)連接到干餾室(32)的密相區(321)，熱交換氣室(31)位于干餾室(32)下方并與干餾室(32)連通；

干餾室(32)底部與熱交換氣室(31)連接處設置催化劑層(5)，干餾室(32)與催化劑層(5)的交界處設置有第一氣體分布板(4)，連通干餾室(32)與催化劑層(5)；熱交換氣室(31)與催化劑層(5)的交界處設置有第二氣體分布板(6)，連通熱交換氣室(31)與催化劑層(5)；半焦排出管道(7)與干餾室(32)底部連通，并依次貫穿第一氣體分布板(4)、催化劑層(5)、第二氣體分布板(6)和熱交換氣室(31)；

富甲烷混合氣、二氧化碳或者富甲烷混合氣與二氧化碳的混合氣從熱交換室(31)進入循環流化床反應器(3)；

干餾室(32)包括上部的稀相區(322)和下部的密相區(321)；

氣固分離器(8)的入口與干餾室(32)稀相區(322)的上部連接，固體出口通過返料閥(9)與干餾室(32)密相區(321)的下部連通，氣體出口連接冷凝器(10)；

冷凝器(10)液體出口連接油水分離器(11)。