世界油页岩干馏技术53页PPT
国内外油页岩干馏技术与设备
国内外油页岩干馏技术与设备Ξ刘建昌,陈金霞(内蒙古伊泰集团) 摘 要:随着国际能源的日益趋紧,国际油价的不断飙升,油页岩作为一种非常规能源且储量巨大,是石油资源的有益补充和替代,因此目前世界各国对油页岩的开发和利用高度重视,本文介绍了国内外的几种干馏技术和设备,通过工艺的比对,提出建议使用的工艺和设备。
关键词:油页岩;干馏;半焦;固体热载体;气体热载体 世界上美国、俄罗斯、爱沙尼亚、中国、巴西、澳大利亚等国家对油页岩的利用进行过长期的研发工作,开发出多种多样的干馏工艺,从供热方法来分有两类,以气体为热载体的气体热载体工艺和以固体为热载体的固体热载体工艺,以气体为热载体的有抚顺式干馏炉、桦甸茂名气燃式方型炉、爱沙尼亚的基维特干馏炉、巴西的Petro six干馏炉、美国帕拉厚干馏炉等,使用固体做热载体的干馏炉有爱沙尼亚的Galo ter干馏炉、美国的To sco---‖干馏炉、加拿大和澳大利亚的A T P干馏炉等,炉型很多,但很多没有投入工业化生产。
1 国内主要干馏技术111 抚顺式干馏炉的干馏技术抚顺式干馏炉是一种直立的烟气内热式干馏炉,属于气体热载体法(块状油页岩加工技术)油页岩经破碎后,将12mm～75mm粒度油页岩运至下料口入干馏炉,在干馏炉的干馏段中进行干燥预热及干馏,页岩经干馏生成的半焦进入气化段(气体发生段),底部通入主风进行气化和燃烧反应,生成煤气进入混合室与中部通入的热循环煤气混合进入干馏段作为干馏热源,半焦经过燃烧气化后,生成页岩灰渣,经过水盆冷却后外排。
抚顺炉干馏技术具有内热式炉传热速度快和热效率高的优点,同时还具有如下特点:①、能处理低品位贫矿油页岩,应用粒经范围广。
油页岩含油率在4.7%以上的均能处理,粒度范围为12mm—75mm。
②能利用固定碳。
抚顺炉在同一炉内同时进行干馏和气化两种作业,使干馏段有充足的干馏热量,页岩半焦固定碳利用率可达65%。
并能以其自产煤气补充干馏所需热量。
化学课件《石油的炼制煤的干馏》优秀ppt 鲁科版
（一）、煤的成分
煤是由有机化合物和无机化合物组成的复杂 的混合物。除了含有C、H元素外，还含有 少量的N、 S、 O 、 P等元素；混合物里的 无机化合物主要有硅、铝、钙、铁等元素。
【请你想一想】：煤与炭有何关系？
木炭、焦炭等是碳的不纯单质，而煤是有 机物和无机物组成的复杂混合物。
（二）煤的加工方法——干馏
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程， 叫做煤的干馏。
【请你想一想】： 煤的干馏和石油的分馏、蒸馏、有什么区 别呢？ 石油的分馏属于物理变化过程、煤的 干馏属于化学变化过程。
（三）煤的综合利用与环境保护
大量燃烧煤燃料，会造成CO2、SO2等污染 ——掺入氧化钙
煤作为化工原料又会引出“三废”——废水、 废气、废渣
97.有三个人是我的朋友爱我的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。 爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。――[J·E·丁格] 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。――[英国哲学家培根] 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。――[马塞尔·普劳斯特] 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。――[罗丹] 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。――[托尔斯泰] 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，又是另一番新的气候――。[叔本华] 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。――[梭罗] 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。――[威廉·彭] 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。――[戴尔·卡内基] 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。――[约翰·罗伯克] 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。――[撒母耳·厄尔曼] 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。――[卡雷贝·C·科尔顿] 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。――[戴尔·卡内基] 110.每天安静地坐十五分钟·倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。――[艾瑞克·佛洛姆] 111.你知道何谓沮丧---就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。－－[坎伯] 112.「伟大」这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大。――[布鲁克斯] 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。――[罗根·皮沙尔·史密斯] 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。
固体热载体的油页岩干馏工艺
2、固体热载体干馏工艺
2.2.2 ATP干馏工艺流程图
图2
ATP干馏工艺流程图
论文题目： 固体热载体的油页 岩干馏工艺
论文框架
1 2 3 4
油页岩干馏概念与分类
固体热载体干工艺 干馏技术发展趋势
1、油页岩干馏概念与分类
油页岩干馏（Retorting） ，是在隔绝 空气的条件下加热至温度为450~550 ℃ 左右，使其热解，生成页岩油、页岩半 焦和热解气的方法。 油页岩干馏制油技术可分为地上干馏法 和地下干馏法。地上干馏法可分为直接 传热法和间接传热法。而直接传热方式 又可分为气体热载体法和固体热载体法 。
图6 DG工艺流程图 1.原料煤贮槽； 2.干燥提升管； 3.干煤贮槽； 4.混合器； 5.反应 器； 6.加热提升管； 7.热半焦贮槽； 8.流化燃烧炉； 9.除尘器； 10.洗气管； 11.气液分离器； 12.焦油氨水分离器； 13.煤气间冷 器； 14.机除焦油器； 15.脱硫箱；16.鼓风机
2.4 .3LR干馏工艺流程图
图4 LR干馏流程图 1.提升管； 2.热载体收集槽；3.螺旋式混和器；4.干馏反 应器； 5.旋风除尘器； 6.冷凝回收系统；7.旋风除尘器； 8.余热 回收系统
2、固体热载体干馏工艺
2.5 油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集 成工艺 2.5.1 油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集 成工艺简介 油页岩干馏炼油、半焦燃烧发电集成工 艺是由东北电力大学李少华，王擎等人 所发明的一项技术专利。 具有综合利用程度高，成本低，科学合 理等优点。
爱沙尼亚Galoter油页岩干馏技术
小颗粒页岩干馏炉
Galoter 干馏炉
Galoter 干馏炉
❖ Galoter 干馏炉是由ENIN 最初开发，彼得 格勒设计院设计，属于水平圆柱旋转式固 体热载体干馏炉。
6000
3000 6000
粒径 mm 10-75 10-125 8-50
0-25
0-25
形式
垂直圆柱 垂直圆柱 垂直圆柱 水平圆柱 水平圆柱
过程
干馏气化 干馏冷凝 干馏冷凝 干馏燃烧 干馏燃烧
热载体 干馏气 干馏气 干馏气 页岩灰 页岩灰
油收率 % ~65% 75~80% 90~95% 85~90% 85~90%
产品
燃料油 燃料油 燃料油 燃料油 燃料油
-----低热值气体---- --------------高热值气体 ------------
页岩灰 半焦 半焦 页岩灰 页岩灰
（石脑油、硫磺、LPG）低S 石脑油
各种工艺对比
1. 地下干馏技术是在过去十年中开发的， 目前壳牌公司正在进行工业试验。
2. 地上干馏大体可分为块状页岩干馏技 术（内热式气~固换热）和小颗粒干 馏技术（固体热载体固~固换热）。
❖ 高温烟气被用于干燥油页岩。
Galoter 干馏炉
❖ 加工能力为 3000t/天。 ❖ 页岩油铝甑干馏收率85~90%。 ❖ 副产高热值干馏气体。
各种工艺对比
干馏炉
Fushun Kiviter Petrosix Galoter ATP
国家
中国 爱沙尼亚 巴西 爱沙尼亚 澳大利亚
石油的分馏ppt3 人教课标版
二、煤的组成
煤可以分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥煤等，其 含碳量不同（见表1），发热量也不同，一般含 碳量高的，发热量也高。煤除了主要含碳外，还 含有少量的氢、氮、硫、氧等元素（表2）以及 无机矿物质。
煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物。
三、煤的干馏
1 、煤的干馏—— （ 把煤隔绝空气加强热使它分解 叫煤的干馏。是一个（ 化学变化
小结： 作业：P141
石蜡
煤和煤的综合利 用
无烟煤 泥煤
褐煤
煤与炭有何关系？
1、木炭、焦炭等是碳的不纯单质，而 煤是有机物和无机物组成的复杂混合物。 2、煤除了主要含碳外还含有少量的S、 P、N、H、O等元素以及无机矿物质 （主要有硅、铝、钙、铁等元素）
一、煤的形成与存在
煤是人类历史上最古老的能源之一。在几千万年甚 至几亿年以前，当时的气候及环境条件都适合许多种植 物的生长，在沼泽地区出现了大量生长繁茂的植物。后 来随着时间的推移，这些植物逐渐死亡，它们在细菌的 作用下逐渐变成黑色或褐色的有机物质，经过长久的日 积月累，形成一层厚厚的泥炭。随着地壳的变迁，这些 泥炭被深深地埋在地下，在与空气完全隔绝的条件下， 由于水分减少再加上地热和高压的作用，经过极其漫长 的岁月之后，当时的泥炭就变成了今天的煤。根据煤化 程度将煤分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。各类煤 除主要含碳外，还含有少量氢、氧、氮、硫、磷等元素 及其分矿物质。煤的含碳量随煤化程度加深而增加，而 含氢量随煤化程度加深而减少。硫是煤中的有害成分。
我站在新西兰文化节的演讲台上，声音有一点颤抖。我在宣布一个非常重大的事件，那消息经由我面前的话筒，变成振奋人心的一刻：属于新西兰华人的读书会终于成立，而我是会长 之一，带着作家的身份。我的身后是国会议员和文化领事，面前是令我睁不开眼的闪光灯。我闭上眼睛，
世界油页岩干馏技术2011
EGL原位干馏油页岩技术
二. 地上干馏技术
对于地上干馏来说, 油页岩必须经过开 采、破碎、筛分和皮带运输，进入干馏 炉进行干馏。
破碎时油页岩被筛分为大颗粒和小颗粒， 以适合于不同的干馏炉型。
二. 地上干馏技术
在美国，一些大的石油公司已经在油页岩 干馏方面做了很多工作。例如, 联合石油公 司已开发出世界上加工能力最大的干馏炉， 10,000 吨/天。但没有经过长时间的工业化 生产，技术不成熟。
岩干馏炉。
机构较简单操作易控制，运转较稳定 佩特洛瑟克斯炉的缺点
只能处理12~80mm的块页岩，小于12mm的颗粒页岩不能用于加工。
油页岩在炉内干馏生成的页岩半焦冷却后即排出炉外没有利用其潜热 页岩半焦在巴西堆放操场污染环境
四. 小颗粒页岩干馏炉
Galoter 干馏炉
烟气
去静电除 尘烟囱
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空 气
Raw oil shale: 6200 t/d Sulphur: 60 t/day
巴西Petrosix 干馏炉
Petrosix 干馏炉是由巴西的Petrobras石油公
司（排世界第七）开发的垂直圆柱型干馏炉。
已经成功运行的两套干馏炉: 直径5.5m，日加工油页岩1600t 直径11m，日加工油页岩6200t
对高品位油页岩，抚顺炉的油收率可达75~80%。
3. 干馏气除干馏炉自用外，还能剩余，可做锅炉燃料, 或内 燃机燃料、产汽发电。 4、结构简单、维修方便 5、操作容易掌握，能长期运转，投资较国外炉型低得多, 建 设期也短。
抚顺炉的缺点 1、页岩利用率不高 抚顺炉只能处理块状页岩，小于8毫米的颗粒不能用，颗粒页岩约占 20%，因此页岩利用率约仅80%，甚至更低。 2、单炉处理量小 抚顺炉的单炉处理量太小, 仅100t/日, 难于放大； 因而只适用于小规 模的页岩油厂。 3. 油收率不高
油页岩干馏技术综述
油页岩干馏技术综述王㊀宇１ꎬ龙㊀帅２(１.抚顺矿务局职工工学院ꎬ辽宁抚顺㊀１１３００８ꎻ２.抚顺矿业集团有限责任公司西露天矿ꎬ辽宁抚顺㊀１１３００１)摘㊀要:油页岩被定义为非常规油气资源ꎬ油页岩与石油㊁天然气㊁煤一样都是不可再生资源ꎮ全世界在近２００年的开采过程中ꎬ都积累了不少经验ꎮ页岩油性质接近天然石油ꎬ容易加工利用ꎬ因此世界上油页岩的干馏技术多种多样ꎮ本文主要介绍了３种地下干馏技术和８种地上干馏技术原理及其工艺流程ꎮ关键词:油页岩干馏技术ꎻ地下干馏技术ꎻ地上干馏技术中图分类号:ＴＥ６５㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００３－３４６７(２０１９)１１－０００６－０５ＲｅｖｉｅｗｏｆＯｉｌＳｈａｌｅＲｅｔｏｒｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＷＡＮＧＹｕ１ꎬＬＯＮＧＳｈｕａｉ２(１.ＦｕｓｈｕｎＭｉｎｉｎｇＢｕｒｅａｕＳｔａｆｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅꎬＦｕｓｈｕｎ㊀１１３００８ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＦｕｓｈｕｎＭｉｎｉｎｇＧｒｏｕｐＣｏ.ＬｔｄꎬＷｅｓｔＯｐｅｎＰｉｔＭｉｎｅꎬＦｕｓｈｕｎ㊀１１３００１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｏｉｌｓｈａｌｅｉｓｄｅｆｉｎｅｄａｓｕｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｏｉｌａｎｄｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬｗｈｉｃｈａｒｅｎｏｎ－ｒｅｎｅｗａｂｌｅｒｅ￣ｓｏｕｒｃｅｓｌｉｋｅｏｉｌꎬｎａｔｕｒａｌｇａｓａｎｄｃｏａｌ.Ｔｈｅｗｏｒｌｄｈａｓａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄａｌｏｔｏｆｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｎｅａｒｌｙ２００ｙｅａｒｓｏｆｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｎａｔｕｒｅｏｆｓｈａｌｅｏｉｌｉｓｃｌｏｓｅｔｏｎａｔｕｒａｌｏｉｌａｎｄｅａｓｙｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎬｓｏｔｈｅｏｉｌｓｈａｌｅｒｅｔｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄｉｓｉｎｆｉｎｉｔｅｂｒａｎｃｈｖａｒｉｅｔｙ.Ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｉｇｈｔｋｉｎｄｓｏｆａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｏｉｌｓｈａｌｅｒｅｔｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｒｅｔｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｒｅｔｏｒｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀㊀油母页岩被定义为非常规油气资源ꎬ油母页岩与石油㊁天然气㊁煤一样都是不可再生资源ꎮ油页岩以其资源丰富和开发利用的优势而被列为当今最为重要的接替能源ꎮ很多专家和学者认为ꎬ油页岩将是替代石油的重要资源ꎮ因为全世界的页岩油储量非常丰富ꎬ同时页岩油的性质又非常接近石油ꎬ许多以往的用油设备无须改造ꎬ就可以直接加工页岩油ꎮ据有关材料介绍ꎬ全球油页岩储量比煤炭多４０％ꎬ比石油多５０％ꎮ全球油页岩储量折合成页岩油为４７６０亿吨ꎬ比石油可采储量１５００亿吨高３倍左右ꎮ我国的油页岩储量也相当丰富ꎬ据２００６年国土资源部的调查储量为７２９９亿吨ꎬ折合页岩油４８６亿吨ꎬ仅次于美国ꎬ列世界第二位ꎮ实际上ꎬ我国的油页岩储量由于地质工作落后ꎬ实际储量远远大于这一数字ꎮ虽然我国的油页岩储量比较大ꎬ但品位较低ꎬ全国平均品位仅为６％左右ꎬ品位低于１０％的油页岩占油页岩资源总量的８０％ꎮ所以开发利用在技术上存在一定困难ꎬ因此ꎬ突破油页岩开发利用的技术瓶颈ꎬ研究页岩油干馏工艺将是油页岩能否成为石油的替代能源的关键[１]ꎮ１㊀油页岩干馏工艺分类油页岩干馏通常是指在隔绝空气的条件下ꎬ将油页岩加热到４５０~５５０ħꎬ从而生成页岩油㊁页岩半焦和热解气的过程ꎮ油页岩干馏也称为油页岩低温干馏ꎮ油页岩干馏技术分为地下干馏技术(ｕｎｄｅｒ￣ｇｒｏｕｎｄｒｅｔｏｒｔｉｎｇ)和地上干馏技术(ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｒｅｔｏｒ￣ｔｉｎｇ)[２－３]ꎮ㊀㊀收稿日期:２０１９－０８－１４㊀㊀作者简介:王宇(１９８６－)ꎬ女ꎬ讲师ꎬ硕士ꎬ从事页岩油的研究工作ꎬ电话:１５０４１３９０５３６ꎬＥ－ｍａｉｌ:２５３７４８０３３＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ㊀㊀油页岩干馏方法分类见图１ꎮ图１㊀油页岩干馏分类方法１.１㊀油页岩地下干馏技术地下干馏技术的优势是不需要将油页岩开采出来ꎬ而且不用建矿井ꎬ可以在较大规模上实现干馏作业ꎬ此法适用于埋藏较深㊁含油率较低的油页岩ꎬ但由于存在油收率较低㊁油气易泄漏㊁污染地下水质㊁能耗较高等缺点ꎬ目前真正投入生产的并不多ꎮ在地下干馏作业现场ꎬ自地面打若干个加热孔和产物导出孔ꎬ直至地下页岩层ꎬ热源进入到加热孔对其油页岩进行加工干馏ꎬ之后生成的油气经导出孔输送至地面ꎮ根据油页岩层受热方式的不同ꎬ地下干馏技术可分为传导加热㊁对流加热和辐射加热三种类型ꎮ①传导加热法地下干馏ꎮ通常是将电热棒插入加热井孔ꎬ以热传导方式加热干馏页岩层ꎬ使之热解生成页岩油气经导出孔送至地面ꎮ壳牌公司的地下转化工艺(ＩＣＰ)即是采用电加热进行导热干馏页岩的方式[４]ꎮ②对流加热法地下干馏ꎮ通常是将灼热的烟道气自地面导入加热孔ꎬ至页岩层以气体对流的方式加热干馏页岩ꎻ或是自地面经加热孔通入空气ꎬ设法燃烧一部分页岩ꎬ产生热烟气ꎬ对页岩进行加热干馏ꎬ生成的页岩油气与烟气经导出孔导出地面ꎮ雪佛龙公司地下干馏工艺即属于热气体加热技术[５]ꎮ③辐射加热法地下干馏ꎮ辐射加热通常采用无线射频的方式ꎬ美国劳伦斯利佛摩尔实验室(ＬａｗｒｅｎｃｅＬｉｖｅｒｍｏｒｅＬａｂｏｒａｔｏｒｙ)提出了这个概念ꎬ并进行了实验[６]ꎮ下面介绍几种具有代表性的地下干馏技术ꎮ１.１.１㊀乔肯奈滴克斯(Ｇｅｏｋｉｎｅｔｉｃｓ)地下干馏该方法是从地面钻井ꎬ穿过覆盖层ꎬ打透页岩层ꎬ放入爆炸物进行爆破ꎬ使油页岩破成碎块ꎬ地层上鼓ꎬ页岩层形成一定的空间ꎬ让空气㊁烟气㊁油气流动ꎬ进行干馏作业ꎮ适当布置爆炸物ꎬ可使底部形成斜面和集油池ꎮ从空气管道注入空气ꎬ点燃页岩ꎬ形成一个火焰锋面向前推进ꎬ热气使前面的油页岩加热㊁干馏ꎬ油气经过前面冷的页岩层被冷凝㊁冷却ꎬ流入底部集油池抽出到地面回收ꎮ这是一个和美国能源部共同开发的项目ꎬ从１９７５年开始ꎬ在美国犹他州东北部ＫａｍｐＫｅｒｏｇｅｎ开始了实验ꎬ在最初的实验中已取得了２００００多桶页岩油[７]ꎮ１.１.２㊀西方石油公司(ＯＣＣＩＤＥＮＴＡＬ)的地下干馏这是一种改进的地下干馏ꎬ其方法是先开矿井ꎬ挖掘上㊁中㊁下三个峒室及巷道ꎬ挖出油页岩１０％~２５％(挖出的油页岩用地面干馏炉加工)ꎮ在矿内适当位置打眼放炮ꎬ把页岩炸碎ꎬ破碎程度用炸药量控制ꎬ其空隙与挖出的页岩容积成比例ꎬ充满破碎页岩并有一定空隙的矿床就是一个干馏炉ꎬ然后连接鼓风机ꎬ从顶部注入空气及水蒸气ꎬ点燃页岩ꎬ燃烧的高温气体向下流动作为干馏的热源ꎬ干馏产生油气向下流动ꎬ被前面页岩冷却ꎬ页岩油流入底部集油池抽送到地面ꎮ岩层从上到下自然形成四个区:燃尽区㊁燃烧区㊁干馏蒸发区和油气冷却区ꎮ据报道西方石油公司从１９７２年开始在美国科罗拉多ＬｏｇａｎＷａｓｈ开始试验ꎬ１９７８年建了５０ｍˑ５０ｍˑ８２ｍ的 干馏炉 ꎬ１９７８年８月点火ꎬ到１９７９年７月共产油５００００桶[７]ꎮ１.１.３㊀壳牌地下转化过程ＩＣＰ(ＳｈｅｌｌᶄｓＩｎ－ｓｉｔｕＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ)其方法是将地下油页岩矿藏中选定一个区域ꎬ在其周围每隔３ｍ钻孔ꎬ插入钢管ꎬ通入液氮ꎬ使预定干馏区周边冻结ꎬ阻止地下水进入干馏带ꎬ也防止干馏产生的油气向周围扩散ꎮ然后在页岩矿床中按一定的要求打加热井ꎬ插入电热管ꎬ页岩加热温度到４５０ħ以上ꎬ油页岩加热分解ꎬ产生页岩油气ꎬ从生产井中导出回收(见图２)ꎮ壳牌公司从１９８０年开始研究ꎬ１９９７年开始在美国科罗拉多州马霍甘尼进行了试验ꎮ２００３ ２００５年试验情况:升温速度每天２ħꎬ从２００４年５月开始出油到２００５年６月终止出油ꎬ共产油２５０ｔꎬ所产页岩油组分较轻ꎬ其石脑油馏分３０％㊁柴油馏分３０％㊁喷气燃料３０％㊁渣油１０％ꎮ该方法有很多优点ꎬ但还有很多工作要做ꎮ壳牌公司表示ꎬ至少１０年后才能工业化[７]ꎮ１.２㊀油页岩地上干馏技术地上干馏技术干馏炉可分成外热式和内热式ꎮ１.２.１㊀外热式干馏炉外热式干馏炉是指热燃烧气体产生的热量通过炉壁传热至炉内ꎬ对炉内的油页岩进行加热干馏ꎻ外热式干馏炉的缺点是传热效率低ꎬ且不好将其放大生产ꎻ于１９３０ １９６１年间ꎬ爱沙尼亚页岩油厂曾建有水平回转式外热式干馏炉ꎬ但其日处理量仅为２５ｔꎬ故将其淘汰[８]ꎮ１.２.２㊀内热式干馏炉目前世界上用于大规模工业生产的干馏炉都属于内热式ꎮ内热式干馏炉的定义是指气体热载体或固体热载体在炉内直接与油页岩接触ꎬ进行加热干馏ꎮ内热式干馏炉按其处理油页岩粒度的大小ꎬ可分为块状油页岩干馏炉㊁颗粒油页岩干馏炉和粉末油页岩干馏炉ꎮ块状油页岩干馏炉的原理通常是利用热燃烧气或热干馏气作为气体热载体进行加热干馏ꎬ颗粒油页岩干馏炉和粉末油页岩干馏炉通常使用烧热的页岩灰作为固体热载体进行加热干馏ꎮ内热式干馏炉按其加热热载体的方式ꎬ又分为气体热载体干馏炉和固体热载体干馏炉两种ꎮ１.２.２.１㊀气体热载体干馏炉(１)茂名气燃式方炉茂名气燃式方炉是采用循环气燃烧供热以干馏油页岩的一种内热式块状页岩干馏炉ꎮ属于用烟道气加热的内燃内热竖井式加热炉ꎮ设备由加料设备㊁炉体和排灰设备三部分组成ꎬ方炉截面５.６ｍˑ３.０ｍꎬ高约１２ｍ[９－１１]ꎮ茂名气燃式方炉的炉体如图２所示ꎮ图２㊀茂名气燃式方炉的炉体示意图茂名气燃式方炉的优点:①气燃式可以调节气燃气和空气的比例ꎬ避免过剩氧气烧油ꎬ油收率较圆炉高ꎻ②采用布气花墙及拉焦盘结构ꎬ炉内布气布料较均匀ꎻ③结构较简单ꎬ维修相对方便ꎻ④页岩块度的适应范围较广ꎻ⑤操作容易掌握ꎬ能长期运转ꎻ⑥投资低ꎬ建设快ꎻ⑦方炉结构可以设计页岩处理能力较大的炉子ꎮ茂名气燃式方炉的缺点:①页岩利用率不高ꎬ小于１５ｍｍ的油页岩不能入炉干馏ꎻ②热载体量大ꎬ炉出口气中的页岩油等浓度小ꎬ不利于油及副产品的回收ꎻ③干馏气热值低不易燃烧ꎬ当加工含水量太高㊁且干馏气量太少的油页岩时ꎬ循环气不足以提供油页岩干馏所需的热量ꎬ须另加气源ꎻ④动力消耗及回收设备较庞大[９－１２]ꎮ(２)抚顺式干馏炉抚顺式干馏炉由加料设备㊁炉体及排灰设备三部分组成ꎬ如图３所示[１０－１３]ꎮ图３㊀抚顺式干馏炉抚顺式干馏炉的优点:①能处理低品位贫矿油页岩ꎻ②对高品位油页岩ꎬ页岩油产率可提高ꎻ③干馏和气化所产的炉出口气体量较多ꎻ④结构简单ꎬ维修方便ꎻ⑤页岩块度的适应范围较广ꎻ⑥操作容易掌握ꎬ能长期运转ꎻ⑦投资抵ꎬ建设快ꎮ抚顺式干馏炉的缺点:①页岩利用率不高ꎻ②单炉处理量小ꎻ③油收率不高ꎻ④产生的气体热值不高ꎻ⑤冷凝回收系统和设备庞大ꎬ冷却用水量太多ꎬ有待改进ꎻ⑥三废污染较多ꎬ有待改进ꎮ(３)巴西佩特洛瑟克斯(Ｐｅｔｒｏｓｉｘ)干馏炉工艺佩特洛瑟克斯炉工艺系由巴西石油公司研发ꎬ并于１９５６年在巴西索马修斯建设了试验室装置ꎮ于１９７２年在柯里特巴建设了一台日处理１６００ｔ油页岩的原型炉ꎮ于１９７７ １９８１年试验取得成功ꎬ正常运转ꎮ又于１９９１年建设了一台１１ｍ直径的日处理６０００ｔ油页岩的佩特洛瑟克斯炉(ＭＩ)ꎮ这两台炉子ꎬ迄今正常生产运转[３ꎬ９ꎬ１４－１５]ꎮ巴西佩特洛瑟克斯干馏炉结构见图４ꎮ图４㊀佩特洛瑟克斯干馏炉结构图巴西佩特洛瑟克斯干馏炉的优点:①炉子的工艺成熟ꎬ年运转率可达９５％以上ꎻ②油收率高可达铝甑含油率的８５％~９０％ꎻ③干馏气热值高ꎬ可作为城市煤气或工业利用ꎻ④单炉处理量大ꎬ日加工６０００ｔ油页岩ꎬ是当前世界上处理量最大的块状页岩干馏炉ꎻ⑤结构较简单ꎬ操作易控制ꎬ运转较稳定ꎮ巴西佩特洛瑟克斯干馏炉的缺点:①只能处理１２~８０ｍｍ的块页岩ꎬ<１２ｍｍ的颗粒页岩不能用于加工ꎻ②油页岩在炉内干馏生成的页岩半焦冷却后即排出炉外ꎬ没有利用其潜热ꎻ③页岩半焦在巴西堆放舍场ꎬ污染环境ꎮ(４)爱沙尼亚基维特(Ｋｉｖｉｔｅｒ)干馏炉爱沙尼亚垂直圆筒形内热式油页岩干馏炉的发展经过了一段很长的历史过程[１６－２０]ꎮ１０００ｔ/ｄ基维特炉的结构见图５ꎮ图５㊀１０００ｔ/ｄ基维特炉基维特(Ｋｉｖｉｔｅｒ)干馏炉的优点:①可处理遇热易黏结㊁易粉碎的页岩ꎻ②主要是气燃式供热ꎻ③油收率较高ꎻ④有放大的可能性ꎻ⑤工艺较简单ꎬ操作易控制ꎮ基维特(Ｋｉｖｉｔｅｒ)干馏炉的缺点:①处理页岩的块度有限制ꎻ②干馏气混有气燃烟气ꎬ热值低ꎻ③热效率不高ꎻ④会污染环境ꎮ１.２.２.２㊀固体热载体干馏炉(１)ＡＴＰ干馏工艺技术ＡＴＰ(ＡｌｂｅｒｔａＴａｃｉｕｋＰｒｏｃｅｓｓ)干馏炉是由加拿大人发明的ꎬ故称为加拿大工艺ꎮＡＴＰ干馏炉的结构是由一个卧式回转窑构成ꎬ其中包含两个同心圆筒ꎬ内有两个密封室ꎬ进行油页岩的预热和干馏ꎬ外筒为燃烧区ꎬ干馏后的油页岩沿外筒逆向流动ꎬ并将热量传给内筒中正向移动的油页岩ꎮＡＴＰ干馏工艺的优点:①资源利用好ꎬ油页岩可以１００％利用ꎻ②采油率较高ꎬ可达８５％~９５％ꎻ③产品页岩油质量好ꎬ轻馏分多ꎻ④产生的煤气热值高ꎻ⑤炉出口油气温度高ꎬ可用干法回收系统ꎻ⑥油泥可送反应器回炼ꎬ油收率增加ꎻ⑦干馏所需时间短ꎬ设备小ꎻ⑧无循环煤气ꎬ所需回收系统小ꎮ(２)德国鲁奇－鲁尔盖斯(Ｌｕｒｇｉ－Ｒｕｈｒｇａｓ)干馏工艺鲁奇－鲁尔盖斯(Ｌｕｒｇｉ－Ｒｕｈｒｇａｓꎬ简称Ｌ－Ｒ)工艺由德国鲁奇(Ｌｕｒｇｉ)公司与鲁尔煤气(Ｒｕｈｒｇａｓ)公司于２０世纪５０年代联合进行开发ꎬ该工艺可用于颗粒油页岩和煤的干馏及重油的热解[２１]ꎮ鲁奇－鲁尔盖斯炉的优点:①油页岩利用率高ꎬ中试的页岩油收率很高ꎻ②处理量可放大ꎻ③鲁奇公司有加氢处理页岩油制取油品的经验ꎻ④干馏气热值高ꎻ⑤冷凝回收系统较小ꎻ⑥装置属于环境友好型工艺ꎮ鲁奇－鲁尔盖斯炉的缺点:①加工油页岩尚无工业规模的实践ꎻ②装置较复杂ꎻ③此炉投资高ꎬ建设时间长ꎮ(３)爱沙尼亚葛洛特(Ｇａｌｏｔｅｒ)干馏工艺葛洛特(Ｇａｌｏｔｅｒ)炉的原理是用热页岩灰作为固体热载体与页岩在回转炉内混合而进行干馏加工ꎬ实质是一种回转式固体热载体干馏炉ꎬ最后生成的页岩灰作为热载体循环使用[２２]ꎮ葛洛特炉的优点:①页岩利用率高ꎬ油收率高ꎻ②处理量大ꎻ③干馏气热值高ꎻ④冷凝回收系统较小ꎻ⑤葛洛特炉已是较成熟的工艺ꎻ⑥属于环境友好型工艺ꎮ葛洛特炉的缺点:①结构复杂ꎻ②维修时间长ꎬ运转时间较短ꎻ③投资高ꎬ建设时间长ꎮ(４)Ｔｏｓｃｏ－Ⅱ干馏工艺技术Ｔｏｓｃｏ－Ⅱ干馏工艺技术是美国Ｔｏｓｃｏ公司发展起来的油页岩干馏加工技术ꎬ其工艺特点是擅长处理小颗粒油页岩ꎮ最初在１９５５年ꎬＴｏｓｃｏ公司在美国科罗拉多州丹佛市的研究所建成了２３ｔ/ｄ的小试验装置ꎮ之后在１９６５年又在美国科罗拉多州的帕拉丘特建成９００ｔ/ｄ的半工业试验装置ꎮ试验结束后停止运转ꎮ２㊀结束语目前ꎬ我国油页岩开发利用已越来越受到重视ꎬ虽然还没有形成规模化ꎬ但也逐渐向正规的方向发展ꎬ已由最初的几个区域㊁少数几个企业开发利用ꎬ逐渐向全国推进发展ꎮ总体而言ꎬ油页岩有了规模开发的技术基础ꎮ我们可吸取世界上的先进经验ꎬ加快发展我国的页岩工业ꎬ事实上各种工艺并不尽善尽美ꎬ并不完全适合我国油页岩的特性和国情ꎬ需要我们在科学发展观的思想指导下加强研究开发ꎬ发展在技术经济上更加适合我国国情的成套技术ꎬ促其早日为国家建设服务ꎮ参考文献:[１]㊀吴启成.油页岩干馏技术[Ｍ].沈阳:辽宁科学技术出版社ꎬ２０１２.[２]㊀钱家麟ꎬ王剑秋ꎬ李术元ꎬ等.油页岩 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油页岩干馏工艺流程描述
油页岩干馏工艺流程描述油页岩干馏炉工艺流程描述自干馏炉顶逸出的混合瓦斯气温度约为120?，通过钟罩阀进入集气管进行初步净化。
集气管中通入约60?的循环水通过喷淋的方式对混合瓦斯气进行直接洗涤和降温，除去瓦斯气中颗粒较大的粉尘，使瓦斯气得以初步净化，并将瓦斯气的温度由120?降至100?左右，水温上升到80?左右。
洗涤产生的大量约80?的油、泥、水的混合液自流流进集泥罐，经泵送入分离设备进行分离，分离后的水作为循环水送入集气管内对干馏气喷淋。
为防止页岩油在集气管中凝结，造成集气管堵塞，此处水温不能太低，瓦斯气也不能急剧降温。
瓦斯气自集气管引出后，进入1#饱和洗涤塔，在洗涤塔内瓦斯气与60?的循环水直接逆流接触换热，使瓦斯气温度降低至75?左右，进行二次除尘、除油;洗涤产生的大约80?的油、泥、水的混合液，自1#饱和洗涤塔流出，自流进入2#洗涤水池，然后经泵送入分离设备分离。
分离出的水送入1#饱和洗涤塔上部循环使用，与通入1#饱和洗涤塔上部的空气进行热交换，使空气加热到75?，作为主风送入炉底，水温冷却至60?，经过水封进入1#饱和洗涤塔下部，与瓦斯气进行热交换。
自1#饱和洗涤塔出来的瓦斯气，被冷却至75?，送入2#饱和洗涤塔与25?循环水直接逆流接触换热，使瓦斯气温度降至60?左右，瓦斯气被进一步净化。
在此，气体中含有的水分、酚类和一些页岩油被冷凝下来，从设备底部自流流入2#洗涤池，然后经泵送入分离设备分离。
分离出的水冷却至25?后通过水泵送入2#饱和洗涤塔上部循环使用，经过水封进入2#饱和洗涤塔下部，与瓦斯气进行热交换。
自2#饱和洗涤塔出来的瓦斯气，被冷却至60?，送入1#、2#间冷器，与通入间冷器的循环水间接接触，冷却至约40?，气体中含有的水分、酚类和一些页岩油被冷凝下来，从设备底部自流流入3#洗涤池，然后经泵送入分离设备分离。
通入间冷器的循环水自间冷器上部流出，进入循环水池，冷却降温，由水泵送入玻璃钢冷却塔进一步冷却至常温流入循环水池，经水泵送入1#、2#间冷器，循环使用。