撫順頁巖油廠工藝改造研究

顧大章 許輝（撫順礦業(yè)集團頁巖煉油廠，撫順礦業(yè)集團工程技術(shù)研究中心，遼寧 撫順113009）

撫順低溫干餾工藝是一種以油頁巖為原料，采用高溫（450℃～600℃）熱解的方式，獲得頁巖油。不同于美國出口的頁巖油，我國的頁巖油是以固體的形態(tài)均勻分布于巖石中，稱之油母，經(jīng)過高溫?zé)峤夂?，以氣態(tài)的形式通過頁巖空隙排出，再經(jīng)過冷卻得到頁巖油。撫順工藝就是工業(yè)化的實現(xiàn)了頁巖原料的熱解加工，得到頁巖油?，F(xiàn)對B部裝置工藝進行升級改造，主要目的是提升B部產(chǎn)油率，提高環(huán)保效果，降低成本，具體的實施方式是增設(shè)了瓦斯冷卻工段、輕質(zhì)油回收工段及余熱回收工段。

1 改造前B部工藝流程簡述

撫順低溫干餾工藝是一種非常典型的油頁巖低溫干餾工藝，由“干餾爐+加熱爐+回收系統(tǒng)”三個主要單元構(gòu)成，回收系統(tǒng)是其干餾產(chǎn)物冷凝凈化單元，最終得到純凈的干餾瓦斯（氣）和頁巖油（液），其工藝流程如圖1所示。

撫順工藝中干餾爐的供熱由兩部分組成，一部分來自飽和空氣在發(fā)生段的燃燒，一部分來自外供的熱循環(huán)瓦斯，而熱循環(huán)瓦斯是冷瓦斯在蓄熱式加熱爐中換熱得來?；厥障到y(tǒng)從干餾爐出口開始，干餾產(chǎn)物是100℃左右的烴蒸汽混合物，在集合管經(jīng)過第一次噴淋洗滌，洗滌下來大量的頁巖油，這個過程是一個等焓變化，得到飽和的瓦斯氣。然后再進入洗滌塔，進一步噴淋洗滌，獲得大量的頁巖油，同時降溫，降濕，而洗滌后的熱水進入飽和塔，為空氣增濕增溫。瓦斯出洗滌塔后，進入瓦斯風(fēng)機加壓，風(fēng)機出口分為兩個支路，一路作為冷循環(huán)瓦斯進入加熱爐，一路進入冷卻塔進行第3次噴淋洗滌，獲取頁巖油，冷卻塔后，瓦斯線路再次分為兩條支路，一路作為燃料去加熱爐燃燒室，一路外送到裝置區(qū)外綜合利用。瓦斯風(fēng)機前后負壓和正壓管線上都有收油設(shè)備，所以此工藝為半負壓工藝。

2 改造后B部工藝流程簡述

為提升整個系統(tǒng)的油收率，對現(xiàn)有裝置、工藝進行改造，改造的依據(jù)主要是兩點，一是降低整個系統(tǒng)的冷卻終溫，運用加大油品相變溫度差的方式，回收之前沒有收到的油品；二是降低冷循環(huán)瓦斯溫度，回收之前沒有收到的油品；三是增設(shè)電捕焦油器又稱為電捕塔，利用電場作用，捕集氣態(tài)汽油，使小顆粒極性分子的液滴匯集，成為可以流動的油滴和水滴，從而回收，其工藝流程如圖2所示。

B 部工藝升級改造后，增設(shè)了間冷塔和電捕塔兩個收油設(shè)備，間冷塔配套供暖單元對裝置外提供熱水資源，間冷塔后連接電捕塔，電捕塔后連入瓦斯風(fēng)機，瓦斯風(fēng)機后分為3條支路，分別是燃燒瓦斯、冷循環(huán)瓦斯、外送瓦斯，所有的收油設(shè)備在瓦斯風(fēng)機前的負壓段工段，所以此工藝為全負壓工藝。

3 改造后干餾系統(tǒng)供熱分析

改造后與改造前相比，干餾爐進的主風(fēng)量和飽和溫度均有所降低，而干餾爐出口產(chǎn)物中水蒸汽量減少，循環(huán)瓦斯含水蒸汽量減少，循環(huán)瓦斯中干瓦斯量大大增加。這樣改變了原有的干餾供熱平衡，在處理量相同的基礎(chǔ)上，改造后干餾爐來自于下部發(fā)生段的熱量，占總干餾需熱量的比重減少，而循環(huán)瓦斯帶來的熱量占的需熱量比重增加，原因是由于主風(fēng)量減少，發(fā)生段的氣化反應(yīng)規(guī)?？s小，放熱量減少，需要循環(huán)瓦斯來補償，這就需要在加熱爐燃燒更多的燃料，結(jié)果使燃燒瓦斯增多，外送瓦斯量減少，換來的是整個系統(tǒng)收油率增加，具體對比數(shù)據(jù)見下表。

表1 干餾爐供熱分配和瓦斯分配表

4 改造后回收系統(tǒng)分析

回收系統(tǒng)引用間冷塔直接將系統(tǒng)的最低冷凝溫度降到58℃，比原有冷卻塔效果更高，所以將原有的冷卻塔停用。間冷塔又分為兩段換熱水，高溫段換來的余熱滿足供暖要求，進入供暖水網(wǎng)。同時間冷塔與閉式兩用涼水塔聯(lián)用，夏季用循環(huán)水冷卻，冬季直接采用風(fēng)冷。瓦斯在間冷塔后進入電捕塔，在電場力的作用下捕集氣態(tài)汽油，而后進入加壓風(fēng)機。瓦斯風(fēng)機是整個系統(tǒng)的動力源頭，連接前段的負壓回收段，和加熱爐區(qū)的正壓段，瓦斯經(jīng)過風(fēng)機后由于軸功升溫10℃，但其含水量不變。回收系統(tǒng)運行參數(shù)及比較結(jié)果見下表。

圖1 改造前B部工藝流程圖

圖2 改造后B部工藝流程圖

表2 回收系統(tǒng)運行參數(shù)表

表3 回收系統(tǒng)運行參數(shù)表

5 結(jié)語

B 部改造項目是在原有的場地環(huán)境下進行是設(shè)計和實施，充分利用了現(xiàn)有的條件，對回收系統(tǒng)進行了較大的革新變動，投入了新技術(shù)和新設(shè)備，使產(chǎn)油率大大提高，對系統(tǒng)壓力也進行了調(diào)節(jié)，達到了高效節(jié)能增產(chǎn)的效果和目的。項目實施后運行2年，工況平穩(wěn)，設(shè)備可靠性高，沒有增加操作崗位勞動強度，并實現(xiàn)了對外余熱供暖。同時也應(yīng)注意到，在能量運用角度分析，循環(huán)瓦斯溫度的變化，對整個系統(tǒng)的供熱分配也有較大影響，系統(tǒng)的供熱余力全部在于自產(chǎn)瓦斯，不能無限度的增加循環(huán)供熱量，由于主風(fēng)飽和度和瓦斯終冷溫度的變化，對與系統(tǒng)污水產(chǎn)生量也有較大影響，這些都是系統(tǒng)需要進一步優(yōu)化的研究課題所在。