冶金焦化生產(chǎn)技術開發(fā)油頁巖煉制新工藝分析

杜平 魏玉虎 王玲

摘?要：傳統(tǒng)油頁巖在煉制過程中存在著油二次使用率低、易污染環(huán)境等弊端，為了改善這一問題，我們在傳統(tǒng)油頁巖煉制技藝基礎上，進行了升級創(chuàng)新，發(fā)明了頁巖油干餾回收工藝這種全新的回收方式，這種新的工藝采用更高級的間冷塔、升級版的電捕焦油器、在油吸收塔內(nèi)裝填料、自動化的油水澄清槽，這種新的回收工藝極大提升了頁巖油回收率，真正做到了生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：冶金焦化技術;油頁巖煉制;新工藝

前言：

在全球能源危機的背景下，尋求更加節(jié)能減排的煉油方式成為了當前的迫切需求，石油資源作為不可再生資源，正在逐漸減少，供需雙方嚴重失去平衡，導致國際油價不斷上漲，在這種形勢下，我們發(fā)現(xiàn)了一種可替代石油的人造石油--頁巖油，這種油料通過一種叫做油頁巖的固體化石燃料提取，頁油巖介于煤炭和石油之間，將油頁巖至于650℃高溫中干餾淬煉，就能夠形成頁巖油。頁巖油性能穩(wěn)定，在生活中具有十分廣泛的用途，可以用來進行石油加工，也能作為原料用于化工生產(chǎn)。油頁巖在自然界也有著豐富的儲量，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油頁巖儲量可以折算成大約4750億噸的頁巖油，這比目前世界上現(xiàn)存石油儲備高出一倍以上。我國也具有充足的油頁巖資源，我國油頁巖資源總量占全球第四，我國被發(fā)現(xiàn)的頁油巖總量油320億噸，可轉(zhuǎn)化成25億噸頁巖油。油頁巖干餾煉油技術在我國已達數(shù)十年之久，我國對此具有十分豐富的經(jīng)驗，作為石油的替代品，頁巖油在我國能源需求中占據(jù)著不可或缺的地位。我國此前采用的油頁巖提煉工藝，在環(huán)境保護、自動化程度、油回收率等方面還存著許多問題，經(jīng)過長期的升級改造，目前已經(jīng)實驗出新的油頁巖煉制工藝，實現(xiàn)了油頁巖煉制的可持續(xù)發(fā)展。

1頁巖油煉制工藝現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的油頁巖煉制工藝多采用直接冷卻的方式，首先將油頁巖打碎、篩分，挑選出粒徑12-75mm的油頁巖放入干餾爐中，在爐中，油頁巖先后經(jīng)歷加熱干餾-分離-進入回收系統(tǒng)。干餾之后的油頁巖往下進入發(fā)生段，利用水蒸氣飽和產(chǎn)生的主風去除掉油頁巖中的固定碳，形成高溫水煤氣，水煤氣往上進入干餾爐中段，與進入爐內(nèi)的熱循環(huán)干餾氣融合，一同往上進入干餾段，將油頁巖進行加熱干餾。發(fā)生段充分燃燒后產(chǎn)生的頁巖灰會經(jīng)爐底水盆排出。干餾產(chǎn)物在爐頂備集合水管洗滌，進入洗滌飽和塔和冷卻塔，實現(xiàn)油氣分離，頁巖油在水中依靠重力進行水油分離，油經(jīng)過計量之后進入儲藏罐。剩下的干餾氣有三個用途，一部分成為蓄熱加熱爐的燃料，一部分再次返回干餾爐參與干餾，剩下的部分則作為燃料進行鍋爐生產(chǎn)。

水油分離后剩余的氨水，一部分通過加壓到達干餾爐集合管、洗滌飽和塔和系地段，用于粗干餾氣冷卻，一部分則運送至涼水塔，剩余的氨水被當做廢水送至污水處理場所。涼水塔的作用是為了快速冷卻干餾氣，冷卻池中的氨水經(jīng)備涼水泵抽出，在涼水塔內(nèi)冷卻后，在進入干餾氣冷卻塔頂，進行噴灑和凈化。

1.1頁巖油煉制工藝優(yōu)點

（1）低品位油頁巖在進行處理時，其自身的固定碳能夠產(chǎn)生熱量，自給自足。

（2）油頁巖的跨度能夠適應多種范圍。

（3）煉制頁巖油設備簡單，易操作，后期維修也較為方便，且能長時間運轉(zhuǎn);設備安裝方便，生產(chǎn)投入成本低，經(jīng)濟效益高，投資回報率高。

1.2頁巖油煉制工藝缺點

（1）頁巖利用率僅為八成，油的可回收率僅為50%多一點，造成了資源的嚴重浪費。

（2）爐每日處理頁巖量為100噸，干餾氣熱值不高，同時含氧量又很高。

（3）直接冷卻法需要耗費大量水資源;混凝土池式結(jié)構的水油分離效果不佳，還會產(chǎn)生大量污水，后期治理成本較高;開始涼水塔的氨水冷卻方式對環(huán)境污染較大，且大多為人工操作，操作人員比較辛苦。

在發(fā)現(xiàn)以上缺點后，我們近些年一直在對油頁巖的提煉工藝進行升級創(chuàng)新，經(jīng)過不斷的嘗試與努力，將油的回收率提升了一成以上，并降低了對環(huán)境的污染。

2新型油頁巖煉制工藝

經(jīng)過升級改造后的頁巖油回收工藝，利用干餾氣鼓風機產(chǎn)生的吸力，將干餾爐爐頂中的粗干餾氣體吸入集氣管，在到達集體管的過程中會流經(jīng)橋管，并被橋管中的循環(huán)氨水進行噴灑冷卻處理，冷卻后產(chǎn)生的冷凝液與冷卻后的干餾氣體通過企業(yè)分離器進行氣液分離。分離出來的粗干餾氣到達間冷塔，塔內(nèi)的循環(huán)熱水和循環(huán)水分會依次對粗干餾氣進行冷卻，二次冷卻后的干餾氣到達捕霧器，將干餾氣中殘存的頁巖油霧捕除，凈化后的干餾氣進入油吸收塔。塔頂噴灑的輕質(zhì)頁巖會在油吸收塔內(nèi)與干餾氣進行逆向流動，并產(chǎn)生充分接觸，這一過程將干餾氣中剩余頁巖油霧再次凈化，之后干餾氣進入電捕焦油器，干餾氣中最后殘存的頁巖油霧經(jīng)過高壓直流電池作用，徹底被凈化掉;完全凈化的干餾氣在干餾氣鼓風機加壓的作用下，一部分在加熱爐中加熱到650℃左右，被作為循環(huán)干餾氣體再次使用，另一部分進行脫硫處理，一些用來作為加熱爐外的燃料，另一些則用來發(fā)電。

氣液分離后產(chǎn)生的氨水頁巖油混合液，會流入油水澄清槽內(nèi)，間冷塔上下兩部分的冷凝液經(jīng)由間冷塔的U型水封槽進入重質(zhì)頁巖油槽，重質(zhì)頁巖油在液下泵抽送的作用下，從重質(zhì)頁巖油槽進入油吸收塔頂部，在這里對干餾氣進行噴灑洗滌，油吸收塔等各部位的冷凝液通過U型水封槽進入輕質(zhì)頁巖油槽，在下泵抽送的作用下進入油水澄清槽，各部分放空液在地下放空槽匯合后，再統(tǒng)一由地下放空槽進入油水澄清槽。

在油水澄清槽內(nèi)經(jīng)過自動化靜置分離后，分離出來的頁巖油進入頁巖油貯槽，再次進行靜置脫水處理，利用成品頁巖油泵將脫水后的頁巖油抽至油庫，進行公開售賣。在也為調(diào)節(jié)器的作用下，油水澄清槽中的氨水會進入循環(huán)氨水槽，在循環(huán)氨水泵加壓的作用下，大部分氨水會進入干餾爐橋管，用于噴灑冷卻粗干餾氣體，剩余部分則流入剩余氨水貯槽，通過剩余氨水泵送到同統(tǒng)一的污水處理站，油水澄清槽中遺留的頁巖殘渣會被刮板機刮出，集中起來作為燃料投入鍋爐。

結(jié)束語：

綜上所述，頁巖油具有極高的回報率，且投資成分低，經(jīng)過升級改造后的油頁巖煉制新工藝更是將油的回收率提高至八成左右，比之前的頁巖油回收率提升了一到一點五成以上，這種回收率已經(jīng)快要趕上世界發(fā)達國家的先進工藝水平;經(jīng)過該良好的油頁巖提煉工藝產(chǎn)生的廢水更少，對環(huán)境的破壞性更低，真正實現(xiàn)了節(jié)能減排，同時也減少了人工操作，提升了工藝的自動化的水平，新的煉制工藝改善了傳統(tǒng)煉制工藝的所有弊端，提升了頁巖油的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，為我國可持續(xù)發(fā)展做出了巨大的貢獻。

參考文獻

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