页岩干馏技术论文参考文献

油页岩干馏分为地下干馏、地上干馏。地下干馏是指埋藏于地下的油页岩不经开采，直接在地下加热，生成油页岩油气导至地面，目前未能进行工业化生产。地上干馏技术是指油页岩经露天或井下开采，送到地面，经破碎、筛分至所需粒径或块度，进入干馏炉内加热干馏，生成油页岩油气和页岩半焦或页岩灰，目前已被广泛使用来加工油页岩。

地面干馏根据其热载体的不同分为气体热载体和固体热载体两种。气体热载体法是指原料页岩与预热的气体热载体直接接触传热发生干馏反应的过程。同体热载体法干馏是指原料页岩与预热的固体热载体直接接触传热发生干馏反应的过程。世界上主要地面干馏技术的分类情况见表。

表 世界主要地面干馏技术分类一览表

续表

(1)国内油页岩地面干馏工业技术

国内油页岩地面干馏工业技术，主要以抚顺油矿油页岩干馏工业技术为代表。抚顺页岩处理技术已近90年的应用历史，通过不断改进和完善，已在抚顺、桦甸、茂名建立了3个抚顺式油页岩基地，1966年最高峰时共有266台抚顺式干馏炉投入生产。60年代后，随着大庆油田的发现与开发，油页岩炼油工艺因生产成本过高而迅速萎缩。新世纪，以抚顺矿业集团页岩炼油厂为核心，油页岩炼油装置迅速扩容，2008年增建为220台，可年产35×104t油页岩油。

抚顺式干馏炉又名抚顺内热式干馏炉，简称抚顺式炉。抚顺式炉是油页岩干馏和页岩半焦气化过程连接在一起的直立圆筒形块状页岩干馏炉，上部为干馏段，下部为气化段。油页岩干馏所需的热量由两部分热源提供：一种热源是页岩半焦与从炉底通入的带饱和水蒸气的空气(主风)，在气化段发生气化燃烧所产生的高温气体，向上进入干馏段加热页岩；另一种热源是向干馏炉中部通入在干馏炉外被蓄热炉加热了的热循环气，向上进入干馏段加热页岩(图)。

图 抚顺式干馏技术工艺流程图

(2)国外油页岩地面干馏工业技术

国外以爱沙尼亚葛洛特炉、巴西佩特洛瑟克斯炉和加拿大塔瑟克炉地面于馏工艺技术为典型代表。

1)爱沙尼亚葛洛特炉(Galoter)干馏工艺技术。葛洛特炉是一种回转式同体热载体干馏炉，用热页岩灰作为同体热载体与颗粒页岩在回转炉内混合进行干馏，制取油页岩油，干馏后的半焦和页岩灰混合物由空气在喷射式管中燃烧，生成的页岩灰的一部分作为热载体循环使用。葛洛特炉的工艺流程主要包括3部分：热烟气喷射式干燥油页岩，页岩灰作为固体热载体在回转式反应器中加热干馏已干燥了的油页岩，以及空气喷射式燃烧页岩半焦与页岩灰的混合物。

2)巴西佩特洛瑟克斯(Petrosix)干馏工艺技术。佩特洛瑟克斯技术，是巴西国家石油公司开发的直立圆筒形油页岩干馏炉装置。上段是油页岩的干燥和干馏，下段是进入冷循环的干馏气对页岩半焦进行冷却，回收热量，干馏所需热量由干馏炉中部进入，干馏气被管式加热炉加热后为干馏过程供热。

油页岩首先在干馏炉内的干馏区进行有机物热分解，所需热量由炉中部进入的热煤气及与炉底进入的热循环煤气供给，这两股煤气都是工艺过程本身产生的。在干燥区和加热区，上行煤气流把热量传给油页岩，油页岩热解生成油页岩油气，炉出口的油页岩油气温度为150℃，经旋流器、静电捕油器及喷淋塔冷凝回收油页岩油。部分冷干馏气作为燃料气在管式加热炉的炉膛内燃烧放出热量，另一部分冷干馏气经过管式加热炉被加热后，作为热干馏循环气进入干馏炉中部加热并干馏页岩。一部分冷循环干馏气进入干馏炉底部，回收页岩半焦，自身被加热进入干馏炉上部，作为页岩干馏所需的补充热源，页岩半焦被冷却后，自炉底水封排出。该干馏技术干馏温度480～500℃，页岩粒度适应范围～76mm，装置油收率＞90%；冷凝回收系统增加了静电捕油器，冷凝回收效果好；单炉处理能力大(6000t/d)，已形成工业化生产。

目前，世界上许多国家都对油页岩地面干馏方法进行了研究，有的已形成工业化生产规模，中国、俄罗斯、爱沙尼亚的发生式炉及德国LR炉处理量小，油收率较低，工艺不先进，但投资少，适用于小规模的油页岩炼油厂；爱沙尼亚Kiviter炉和美国TOSCO-Ⅱ炉处理量较大，投资中等，适用于中等规模的油页岩炼油厂；爱沙尼亚Galoter、巴西Petrosix及澳大利亚Alberta-Taciuk炉处理量大，油收率高，产高热值煤气，投资大，适用于大、中型油页岩炼油厂。

油页岩炼油干馏产物主要有页岩油、干馏气、半焦、灰渣、干馏废水等，为提高产品的附加值，降低环境污染，需要对干馏产物进行综合开发利用。油页岩油是炼厂的主要产品，类似天然原油；干馏气是干馏炼油过程的伴生产品，采用的小颗粒干馏炼油工艺伴生的干馏气热值高，污染小，可直接为干馏工艺供热，或作为锅炉燃料等。油页岩半焦产品热值高，可用于燃烧发电、锅炉或民用燃料等。半焦回收热值后转变的灰渣，数量巨大，如直接堆放，其中的污染物会淋溶释放，造成环境污染，需开展综合开发利用，使灰渣能够回收再利用。油页岩的资源综合开发利用提高产品附加值，关键体现在油页岩油分馏与固体产物开发利用技术上。

1.油页岩油分馏技术

油页岩油加工过程中，分馏是将其分割成各种馏分的合适手段。分馏能够将液体混合物按其所含组分的沸点或蒸汽压的不同，分离为轻重不同的各种馏分。油页岩油的一次加工是指油页岩油的常压蒸馏，借助蒸馏过程，将油页岩油分离成相应的直馏汽油、煤油、轻柴油、重柴油及各种润滑油等馏分。常压蒸馏是利用油品组分间相对挥发度的不同，通过多次加热和多次冷凝切离油品。一次加工过程中，常压蒸馏装置是每个炼厂必备的，其核心设备常压塔的性能状况直接影响炼厂的经济效益。油页岩油分馏技术的关键主要是页油岩油分馏工艺和页岩油分馏塔。

油页岩油主要分馏产物为石油气、溶剂油、汽油、煤油、柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青、油渣等（表13-7）。

表13-7 油页岩油主要分馏产物一览表

2.油页岩干馏固体产物开发利用技术

油页岩干馏分离出原油后，初期固体产品为半焦；半焦中含有大量的固定碳和少量的水，热值较高，可以作为清洁燃料用于燃烧发电、工业锅炉和民用燃料；半焦含碳量和含氧量较高，硫含量较低，有利于半焦燃烧利用时的环境保护；半焦化学成分主要含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等，这些成分在油页岩炼油过程中得到了富集；半焦中稀土元素相对富集，轻重稀土分馏明显，属于轻稀土高度富集型。回收半焦热值后即产生数量巨大的油页岩灰渣，如不进行回收利用会产生严重的环境污染，可依据废渣的矿物组成及化学成分，综合开发许多化工与建筑产品。