抚顺页岩油厂工艺改造研究

顾大章 许辉（抚顺矿业集团页岩炼油厂，抚顺矿业集团工程技术研究中心，辽宁 抚顺113009）

抚顺低温干馏工艺是一种以油页岩为原料，采用高温（450℃～600℃）热解的方式，获得页岩油。不同于美国出口的页岩油，我国的页岩油是以固体的形态均匀分布于岩石中，称之油母，经过高温热解后，以气态的形式通过页岩空隙排出，再经过冷却得到页岩油。抚顺工艺就是工业化的实现了页岩原料的热解加工，得到页岩油。现对B部装置工艺进行升级改造，主要目的是提升B部产油率，提高环保效果，降低成本，具体的实施方式是增设了瓦斯冷却工段、轻质油回收工段及余热回收工段。

1 改造前B部工艺流程简述

抚顺低温干馏工艺是一种非常典型的油页岩低温干馏工艺，由“干馏炉+加热炉+回收系统”三个主要单元构成，回收系统是其干馏产物冷凝净化单元，最终得到纯净的干馏瓦斯（气）和页岩油（液），其工艺流程如图1所示。

抚顺工艺中干馏炉的供热由两部分组成，一部分来自饱和空气在发生段的燃烧，一部分来自外供的热循环瓦斯，而热循环瓦斯是冷瓦斯在蓄热式加热炉中换热得来。回收系统从干馏炉出口开始，干馏产物是100℃左右的烃蒸汽混合物，在集合管经过第一次喷淋洗涤，洗涤下来大量的页岩油，这个过程是一个等焓变化，得到饱和的瓦斯气。然后再进入洗涤塔，进一步喷淋洗涤，获得大量的页岩油，同时降温，降湿，而洗涤后的热水进入饱和塔，为空气增湿增温。瓦斯出洗涤塔后，进入瓦斯风机加压，风机出口分为两个支路，一路作为冷循环瓦斯进入加热炉，一路进入冷却塔进行第3次喷淋洗涤，获取页岩油，冷却塔后，瓦斯线路再次分为两条支路，一路作为燃料去加热炉燃烧室，一路外送到装置区外综合利用。瓦斯风机前后负压和正压管线上都有收油设备，所以此工艺为半负压工艺。

2 改造后B部工艺流程简述

为提升整个系统的油收率，对现有装置、工艺进行改造，改造的依据主要是两点，一是降低整个系统的冷却终温，运用加大油品相变温度差的方式，回收之前没有收到的油品；二是降低冷循环瓦斯温度，回收之前没有收到的油品；三是增设电捕焦油器又称为电捕塔，利用电场作用，捕集气态汽油，使小颗粒极性分子的液滴汇集，成为可以流动的油滴和水滴，从而回收，其工艺流程如图2所示。

B 部工艺升级改造后，增设了间冷塔和电捕塔两个收油设备，间冷塔配套供暖单元对装置外提供热水资源，间冷塔后连接电捕塔，电捕塔后连入瓦斯风机，瓦斯风机后分为3条支路，分别是燃烧瓦斯、冷循环瓦斯、外送瓦斯，所有的收油设备在瓦斯风机前的负压段工段，所以此工艺为全负压工艺。

3 改造后干馏系统供热分析

改造后与改造前相比，干馏炉进的主风量和饱和温度均有所降低，而干馏炉出口产物中水蒸汽量减少，循环瓦斯含水蒸汽量减少，循环瓦斯中干瓦斯量大大增加。这样改变了原有的干馏供热平衡，在处理量相同的基础上，改造后干馏炉来自于下部发生段的热量，占总干馏需热量的比重减少，而循环瓦斯带来的热量占的需热量比重增加，原因是由于主风量减少，发生段的气化反应规模缩小，放热量减少，需要循环瓦斯来补偿，这就需要在加热炉燃烧更多的燃料，结果使燃烧瓦斯增多，外送瓦斯量减少，换来的是整个系统收油率增加，具体对比数据见下表。

表1 干馏炉供热分配和瓦斯分配表

4 改造后回收系统分析

回收系统引用间冷塔直接将系统的最低冷凝温度降到58℃，比原有冷却塔效果更高，所以将原有的冷却塔停用。间冷塔又分为两段换热水，高温段换来的余热满足供暖要求，进入供暖水网。同时间冷塔与闭式两用凉水塔联用，夏季用循环水冷却，冬季直接采用风冷。瓦斯在间冷塔后进入电捕塔，在电场力的作用下捕集气态汽油，而后进入加压风机。瓦斯风机是整个系统的动力源头，连接前段的负压回收段，和加热炉区的正压段，瓦斯经过风机后由于轴功升温10℃，但其含水量不变。回收系统运行参数及比较结果见下表。

图1 改造前B部工艺流程图

图2 改造后B部工艺流程图

表2 回收系统运行参数表

表3 回收系统运行参数表

5 结语

B 部改造项目是在原有的场地环境下进行是设计和实施，充分利用了现有的条件，对回收系统进行了较大的革新变动，投入了新技术和新设备，使产油率大大提高，对系统压力也进行了调节，达到了高效节能增产的效果和目的。项目实施后运行2年，工况平稳，设备可靠性高，没有增加操作岗位劳动强度，并实现了对外余热供暖。同时也应注意到，在能量运用角度分析，循环瓦斯温度的变化，对整个系统的供热分配也有较大影响，系统的供热余力全部在于自产瓦斯，不能无限度的增加循环供热量，由于主风饱和度和瓦斯终冷温度的变化，对与系统污水产生量也有较大影响，这些都是系统需要进一步优化的研究课题所在。