冶金焦化生产技术开发油页岩炼制新工艺分析

杜平 魏玉虎 王玲

摘 要：传统油页岩在炼制过程中存在着油二次使用率低、易污染环境等弊端，为了改善这一问题，我们在传统油页岩炼制技艺基础上，进行了升级创新，发明了页岩油干馏回收工艺这种全新的回收方式，这种新的工艺采用更高级的间冷塔、升级版的电捕焦油器、在油吸收塔内装填料、自动化的油水澄清槽，这种新的回收工艺极大提升了页岩油回收率，真正做到了生态的可持续发展。

关键词：冶金焦化技术;油页岩炼制;新工艺

前言：

在全球能源危机的背景下，寻求更加节能减排的炼油方式成为了当前的迫切需求，石油资源作为不可再生资源，正在逐渐减少，供需双方严重失去平衡，导致国际油价不断上涨，在这种形势下，我们发现了一种可替代石油的人造石油--页岩油，这种油料通过一种叫做油页岩的固体化石燃料提取，页油岩介于煤炭和石油之间，将油页岩至于650℃高温中干馏淬炼，就能够形成页岩油。页岩油性能稳定，在生活中具有十分广泛的用途，可以用来进行石油加工，也能作为原料用于化工生产。油页岩在自然界也有着丰富的储量，已经发现的油页岩储量可以折算成大约4750亿吨的页岩油，这比目前世界上现存石油储备高出一倍以上。我国也具有充足的油页岩资源，我国油页岩资源总量占全球第四，我国被发现的页油岩总量油320亿吨，可转化成25亿吨页岩油。油页岩干馏炼油技术在我国已达数十年之久，我国对此具有十分丰富的经验，作为石油的替代品，页岩油在我国能源需求中占据着不可或缺的地位。我国此前采用的油页岩提炼工艺，在环境保护、自动化程度、油回收率等方面还存着许多问题，经过长期的升级改造，目前已经实验出新的油页岩炼制工艺，实现了油页岩炼制的可持续发展。

1页岩油炼制工艺现状

传统的油页岩炼制工艺多采用直接冷却的方式，首先将油页岩打碎、筛分，挑选出粒径12-75mm的油页岩放入干馏炉中，在炉中，油页岩先后经历加热干馏-分离-进入回收系统。干馏之后的油页岩往下进入发生段，利用水蒸气饱和产生的主风去除掉油页岩中的固定碳，形成高温水煤气，水煤气往上进入干馏炉中段，与进入炉内的热循环干馏气融合，一同往上进入干馏段，将油页岩进行加热干馏。发生段充分燃烧后产生的页岩灰会经炉底水盆排出。干馏产物在炉顶备集合水管洗涤，进入洗涤饱和塔和冷却塔，实现油气分离，页岩油在水中依靠重力进行水油分离，油经过计量之后进入储藏罐。剩下的干馏气有三个用途，一部分成为蓄热加热炉的燃料，一部分再次返回干馏炉参与干馏，剩下的部分则作为燃料进行锅炉生产。

水油分离后剩余的氨水，一部分通过加压到达干馏炉集合管、洗涤饱和塔和系地段，用于粗干馏气冷却，一部分则运送至凉水塔，剩余的氨水被当做废水送至污水处理场所。凉水塔的作用是为了快速冷却干馏气，冷却池中的氨水经备凉水泵抽出，在凉水塔内冷却后，在进入干馏气冷却塔顶，进行喷洒和净化。

1.1页岩油炼制工艺优点

（1）低品位油页岩在进行处理时，其自身的固定碳能够产生热量，自给自足。

（2）油页岩的跨度能够适应多种范围。

（3）炼制页岩油设备简单，易操作，后期维修也较为方便，且能长时间运转;设备安装方便，生产投入成本低，经济效益高，投资回报率高。

1.2页岩油炼制工艺缺点

（1）页岩利用率仅为八成，油的可回收率仅为50%多一点，造成了资源的严重浪费。

（2）炉每日处理页岩量为100吨，干馏气热值不高，同时含氧量又很高。

（3）直接冷却法需要耗费大量水资源;混凝土池式结构的水油分离效果不佳，还会产生大量污水，后期治理成本较高;开始凉水塔的氨水冷却方式对环境污染较大，且大多为人工操作，操作人员比较辛苦。

在发现以上缺点后，我们近些年一直在对油页岩的提炼工艺进行升级创新，经过不断的尝试与努力，将油的回收率提升了一成以上，并降低了对环境的污染。

2新型油页岩炼制工艺

经过升级改造后的页岩油回收工艺，利用干馏气鼓风机产生的吸力，将干馏炉炉顶中的粗干馏气体吸入集气管，在到达集体管的过程中会流经桥管，并被桥管中的循环氨水进行喷洒冷却处理，冷却后产生的冷凝液与冷却后的干馏气体通过企业分离器进行气液分离。分离出来的粗干馏气到达间冷塔，塔内的循环热水和循环水分会依次对粗干馏气进行冷却，二次冷却后的干馏气到达捕雾器，将干馏气中残存的页岩油雾捕除，净化后的干馏气进入油吸收塔。塔顶喷洒的轻质页岩会在油吸收塔内与干馏气进行逆向流动，并产生充分接触，这一过程将干馏气中剩余页岩油雾再次净化，之后干馏气进入电捕焦油器，干馏气中最后残存的页岩油雾经过高压直流电池作用，彻底被净化掉;完全净化的干馏气在干馏气鼓风机加压的作用下，一部分在加热炉中加热到650℃左右，被作为循环干馏气体再次使用，另一部分进行脱硫处理，一些用来作为加热炉外的燃料，另一些则用来发电。

气液分离后产生的氨水页岩油混合液，会流入油水澄清槽内，间冷塔上下两部分的冷凝液经由间冷塔的U型水封槽进入重质页岩油槽，重质页岩油在液下泵抽送的作用下，从重质页岩油槽进入油吸收塔顶部，在这里对干馏气进行喷洒洗涤，油吸收塔等各部位的冷凝液通过U型水封槽进入轻质页岩油槽，在下泵抽送的作用下进入油水澄清槽，各部分放空液在地下放空槽汇合后，再统一由地下放空槽进入油水澄清槽。

在油水澄清槽内经过自动化静置分离后，分离出来的页岩油进入页岩油贮槽，再次进行静置脱水处理，利用成品页岩油泵将脱水后的页岩油抽至油库，进行公开售卖。在也为调节器的作用下，油水澄清槽中的氨水会进入循环氨水槽，在循环氨水泵加压的作用下，大部分氨水会进入干馏炉桥管，用于喷洒冷却粗干馏气体，剩余部分则流入剩余氨水贮槽，通过剩余氨水泵送到同统一的污水处理站，油水澄清槽中遗留的页岩残渣会被刮板机刮出，集中起来作为燃料投入锅炉。

结束语：

综上所述，页岩油具有极高的回报率，且投资成分低，经过升级改造后的油页岩炼制新工艺更是将油的回收率提高至八成左右，比之前的页岩油回收率提升了一到一点五成以上，这种回收率已经快要赶上世界发达国家的先进工艺水平;经过该良好的油页岩提炼工艺产生的废水更少，对环境的破坏性更低，真正实现了节能减排，同时也减少了人工操作，提升了工艺的自动化的水平，新的炼制工艺改善了传统炼制工艺的所有弊端，提升了页岩油的经济效益与生态效益，为我国可持续发展做出了巨大的贡献。

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