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Title:
METHOD AND DEVICE FOR ENCLOSED RECYCLING OF OIL-WATER-SLUDGE IN OIL SHALE DRY DISTILLATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/079499
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method and a device for enclosed recycling of oil-water-sludge in an oil shale dry distillation system, so as to provide a method for enclosed recycling of oil-water-sludge in an oil shale dry distillation system, comprising: performing water washing and condensation on a gas from oil shale dry distillation at a gathering pipe section, a gas tower section, an air tower section, and a cooling tower section respectively to recycle shale oil section by section; adding a separator at a product outlet of each of process sections to purify and collect the shale oil, and meanwhile purify and recycle washing cooling water; adding a multistage deduster between the product outlet of the gathering pipe section and the separator and a multistage deduster between the product outlet of the gas tower section and the separator respectively, to remove oil sludge carried in an oil-water product; adding an oil sludge collecting tank and a filter machine at a sludge phase outlet of the deduster to condense and recycle the oil sludge; and adding cyclone separators before and after the gas tower to remove aerosol particles and water drops carried in the circulating gas respectively. According to the method, the technology is advanced, equipment investment costs are low, the occupied area is small, the failure rate is low, a highly pure shale oil product and a highly condensed oil sludge product can be efficiently obtained, and waste water generated in the purification and condensation processes can be recycled, thereby achieving full enclosure of the device system, greatly reducing the energy consumption, and improving the oil shale dry distillation process in the prior art.

Inventors:
BAO MINGFU (CN)
WANG HUALIN (CN)
XING DASONG (CN)
WANG JIANGANG (CN)
ZHAO DA (CN)
CUI XIN (CN)
ZHANG RONGPU (CN)
HUANG YUAN (CN)
SHEN LING (CN)
YANG QIANG (CN)
FAN YI (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/083876
Publication Date:
June 21, 2012
Filing Date:
December 13, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SHANGHAI HUACHANG ENV PROT CO LTD (CN)
ENGINEERING TECHNOLOGY RES CT FUSHUN MINING GROUP CO LTD (CN)
BAO MINGFU (CN)
WANG HUALIN (CN)
XING DASONG (CN)
WANG JIANGANG (CN)
ZHAO DA (CN)
CUI XIN (CN)
ZHANG RONGPU (CN)
HUANG YUAN (CN)
SHEN LING (CN)
YANG QIANG (CN)
FAN YI (CN)
International Classes:
C10G5/04; C02F11/12; C10B53/06; C10G5/00; C10G5/06
Foreign References:
CN101671572A2010-03-17
CN102010732A2011-04-13
CN102070260A2011-05-25
CN102010733A2011-04-13
CN102092867A2011-06-15
CN102021002A2011-04-20
CN102021001A2011-04-20
CN102021003A2011-04-20
CN102031130A2011-04-27
CN102021004A2011-04-20
Attorney, Agent or Firm:
SHANGHAI PATENT & TRADEMARK LAW OFFICE, LLC (CN)
上海专利商标事务所有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求

1. 一种油母页岩干馏系统油-水-泥密闭回收利用方法, 该方法包括:

(a) 对干馏、 汽化得到的页岩油气通过集合管和瓦斯塔分别进行水洗和冷凝, 得到夹带油泥的油 -水-泥三相产物;

(b) 对集合管段和瓦斯塔段的干馏气水洗产物分别进行多级除尘处理, 脱除其 中夹带的油泥后得到油-水两相产物;

(c) 对通过空气塔和冷却塔的干馏气分别进行水洗和冷凝, 得到油-水两相产 物;

(d) 对各工段的油-水两相产物进行油-水分离处理, 以得到低含水率的页岩油 油产品;

(e) 对从冷却塔流出的循环瓦斯气中所含轻质油微滴, 少量页岩油微滴和水微 滴形成的气溶胶颗粒采用旋流捕集或静电捕集的方式回收;对瓦斯塔流出的循环瓦 斯气中夹带的水滴采用旋流捕集的方法脱除;

(f) 使各工段油 -水分离处理得到的含水页岩油及冷却塔回收的气溶胶颗粒通 过汇流管路进入后续油品提纯工序, 并计量后作为产品出装置;

(g) 使各工段油 -水分离处理中脱出的废水返回各自装置顶部,作为洗涤冷却水 循环利用;

(h) 对集合管段和瓦斯塔段的脱出的污泥相进行进一步浓缩、 过滤和收集, 得 到浓缩后的油泥产品。

2. 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 经所述步骤 0)、 (c)的水洗和冷凝 处理后, 各段的页岩油回收率均达到 60%-70%。

3. 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 经所述步骤 (b)的一级除尘处理后, 油 -水相出口含泥量降为零, 污泥相出口含水量降为 80-90%; 经二级或多级除尘处 理后, 污泥相出口含水量降为 60-65%; 后续各级所得油 -水相返回除尘器前增压泵 进口。

4. 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 经所述步骤 (b)的除尘处理, 单级 固-液分离的额定压力降为 0.1MPa。

5.如权利要求 1所述的方法,其特征在于,经所述步骤 (d)的油-水分离处理后, 油品回收率均达 90-95%。

6. 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 经所述步骤 (d)的油-水分离处理, 单级油-水分离的额定压力降为 0.2MPa。

7. 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 经所述步骤 (e)的气-液旋流分离处 理或静电捕集处理后, 循环瓦斯气中夹带的气溶胶微粒脱除率超过 90%, 排气口 气溶胶含量不大于 20mg/m3

8. 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 经所述步骤 (e)的气-液旋流分离处 理后, 单级气-液分离的额定压力降为 0.1MPa。

9. 如权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 经所述步骤 (h)的油泥过滤、 浓缩 工序后, 多级除尘处理所得污泥相的脱水率达到 98-99%。

10. 一种用于权利要求 1所述方法的装置, 它包括:

集合管 (1) , 用于水洗冷凝干馏页岩油气;

与所述集合管 (1) 油-水 -泥三相出口相连的集泥罐 (2) , 用于干馏气水洗产 物初步沉淀除泥;

与所述集泥罐 (2) 油-水 -泥三相出口相连的集合管洗涤泵 (3-1) , 用于为干 馏气水洗产物增压;

与所述集合管洗涤泵 (3-1) 出口相连的一级集合管除尘器 (4-1) , 用于脱除 干馏气水洗产物中的油泥, 并将油-水混合相送入集合管分离器;

与所述一级集合管除尘器 (4-1) 液相出口相连的集合管分离器 (5) , 用于初 步提纯页岩油, 同时净化得到洗涤冷却水返回集合管顶循环利用;

与所述一级集合管除尘器 (4-1) 污泥相出口相连的二级或多级集合管除尘器 (4-2) , 用于为污泥相增浓;

与所述二级集合管除尘器 (4-2) 污泥相出口相连的油泥收集罐 (6) , 用于对 污泥相中的油泥进行沉淀收集;

与所述油泥收集罐 (6) 相连的滤机增压泵 (3-2) , 用于为污泥相增压; 与所述滤机增压泵 (3-2) 相连的油泥过滤机 (7) , 用于对油泥进一步脱水; 与所述油泥过滤机 (7) 清水口相连的滤机水泵 (3-3) , 用于使脱出的清液返 回集泥罐;

与集合管 (1) 干馏气出口相连的瓦斯塔 (8) , 用于对集合管 (1) 出口正向 干馏气和循环瓦斯气进行水洗和冷却; 与所述瓦斯塔 (8 ) 油-水-泥三相出口相连的瓦斯塔底泵 (9) , 用于为干馏气 水洗产物增压;

与所述瓦斯塔底泵 (9 ) 出口相连的一级瓦斯塔除尘器 (10-1 ) , 用于脱除干 馏气水洗产物中的油泥, 并将油-水混合相送入瓦斯塔分离器;

与所述一级瓦斯塔除尘器 (10-1 ) 液相出口相连的瓦斯塔分离器 (11 ) , 用于 初步提纯页岩油, 同时净化得到洗涤冷却水返回瓦斯塔顶循环利用;

与所述一级集合管除尘器(10-1 )污泥相出口相连的二级或多级瓦斯塔除尘器 ( 10-2) , 用于为污泥相增浓;

与所述瓦斯塔 (8 ) 循环瓦斯出口相连的循环瓦斯脱液器 (12) , 用于脱除循 环瓦斯中的水滴;

与所述瓦斯塔 (8 ) 干馏气出口相连的空气塔 (13 ) , 用于加湿主风和洗涤冷 却干馏气;

与所述空气塔(13 ) 油水两相出口相连的空气塔底泵 (14) , 用于为干馏气水 洗产物增压;

与所述空气塔底泵 (14)相连的空气塔分离器(15 ) , 用于用于初步提纯页岩 油, 同时净化得到洗涤冷却水返回空气塔顶循环利用;

与所述空气塔(13 )干馏气出口相连的冷却塔(16), 用于冷却和洗涤干馏气; 与所述冷却塔(16) 油水两相出口相连的冷却塔底泵 (17) , 用于为干馏气水 洗产物增压;

与所述冷却塔底泵 (17)相连的冷却塔分离器(18 ) , 用于用于初步提纯页岩 油, 同时净化得到洗涤冷却水返回冷却塔顶循环利用;

与所述冷却塔(16)循环瓦斯出口相连的电捕塔或旋流分离器(19) , 用于脱 除循环瓦斯中残余的轻质油微滴、 页岩油微滴和水滴。

11. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述一级集合管除尘器 (4-1 ) 和洗涤泵、 集泥罐成串联布置, 所述除尘器选自固-液旋流分离器。

12. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述一级瓦斯塔除尘器 (10-1 ) 与瓦斯塔底泵、瓦斯塔油-水 -泥三相出口成串联布置,所述除尘器选自固-液旋流分

13. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述二级或多级集合管除尘器 ( 4-2 ) , 以及所述二级或多级瓦斯塔除尘器 (10-2) 主要为污泥相增浓, 以便于 其进入油泥过滤机 (7) 进一步脱水; 所述除尘器选自固-液旋流分离器。

14. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述油泥过滤机(7)选自卧螺 离心机或各类过滤设备。

15. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述集合管分离器(5 ) 与集合 管除尘器 (4-1 ) 的液相出口成串联布置, 所述分离器选自液-液旋流分离器。

16. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述空气塔分离器 (15 ) 直接 与空气塔底泵 (14) 、 空气塔 (13 ) 油水两相出口成串联布置, 所述分离器选自液 -液旋流分离器。

17. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述冷却塔分离器 (18 ) 直接 与冷却塔底泵 (17) 、 冷却塔 (16) 油水两相出口成串联布置, 所述分离器选自液

-液旋流分离器。

18. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述瓦斯塔分离器 (11 ) 主要 与瓦斯塔除尘器 (10-1 ) 液相出口成串联布置, 所述分离器选自液-液旋流分离器。

19. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述集合管分离器 (5 ) 、 瓦斯 塔分离器 (11 ) , 空气塔分离器 (15 ) 和冷却塔分离器 (18 ) 油相出口接各类油水 分离槽和计量装置, 以得到高纯度的油产品。

20. 如权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述装置中各段的洗涤冷却污 水不外排,通过简单的机械分离直接返回各自的水洗装置顶部循环利用, 实现装置 的全密闭。

Description:
油母页岩干馏系统油 -水-泥密闭回收利用方法与装置 技术领域

本发明属于石油化工与环保领域, 涉及一种油母页岩干馏系统油-水 -泥密闭回收 利用方法, 适用于油母页岩干馏工艺的节能提效改造。 具体地说, 本发明提供了对油 母页岩干馏系统中集合管段, 瓦斯塔段, 空气塔段和冷却塔段页岩油提纯, 油泥浓缩 和循环水利用进行改造的方法及装置。 背景技术

油母页岩是煤炭伴生资源, 利用油母页岩干馏技术炼制原油及其副产品, 曾 支持了我国在贫油时期的经济建设,但其研究 与开发也曾一度逐年萎缩。全世界油 页岩蕴藏的页岩油资源量大体有 3662亿吨, 比传统石油资源量至少多 50%。 我国 油页岩探明量和预测储量 4832亿吨,所含页岩油资源量 290亿吨, 居世界第 4位。

利用油页岩生产页岩油的有爱沙尼亚、 巴西、 中国和澳大利亚等国家。 巴西 1999年生产了 19.5万吨页岩油;中国 2006年生产了 20万吨页岩油;澳大利亚 2001 年生产了 2.8万吨页岩油, 2002年上升到 6万吨。随着开发利用技术的进步和环保 意识的增强, 全球趋向于充分利用油页岩资源。 油页岩的利用已经更趋复合、 多元 化。

上世纪 90年代初, 抚顺矿业集团引进循环经济理念, 重新开始油母页岩的综 合利用和研发。 其中以油母页岩炼油最为重点。

目前在油母页岩干馏生产过程中, 导出的含有页岩油蒸汽、 水蒸汽、 干馏瓦 斯的干馏产物中夹带有大量的页岩粉尘,页岩 粉尘在洗涤过程中吸附极细小的油雾 后, 形成了亲油性物质, 当处于激烈搅拌状态时产生的一种黑色的半固 体的含油、 水、 粉尘的胶泥状物, 称为 "油泥" 。 因生产操作条件的不同, 油泥的产量也有所 不同, 一般为页岩原油产量的 3 %。〜5%。。 页岩炼油厂每年油泥产量 (以原油产量 15t/a)大约为 450〜750t。 油母页岩炼油厂的油泥中由一定质量分数(10 %〜40%)的 原油,以及质量分数为 40%〜65%的页岩粉尘、重金属离子与无机盐类等 物质组成, 密度为 1.5〜1.8 g/cm 3

页岩干馏油泥的特点是含油量高, 油相、 水相、 固相乳化严重, 因页岩粉尘 颗粒细, 密度大, 用常规方法分离难度较大, 处置不当会造成环境污染。 多年来页 岩油行业为此付出大量的人力物力, 投入了一定的科研力量, 作出了不懈努力。 也 未能取得行之有效方法,目前一些实际采用的 处理方法只能在一定程度上使这部分 资源得到部分有效利用和减少了对环境的污染 。但就其质量和效率来说还远远不能 满足页岩油、炼制、储存事业发展的需要。对 含油固体废弃物进行环保的无害化处 理, 消除环保隐患, 有较好的社会和环保效益。 而科学环保处理油泥, 不仅能够有 效回收页岩原油, 变废为宝, 还有良好的经济效益。

油页岩经过干馏产生页岩油、 油泥的同时, 也会产生大量的干馏污水, 其主 要由以下几部分组成:

(1) 干馏炉顶导出的混合气中的伴生水: 它由原料油页岩带水、 主风带水、 水 盆蒸发水和少量化合水组成,这部分伴生水经 过油页岩干馏的全过程, 以水蒸汽的 形式存在, 进人混合气集合管后逐渐凝结成水, 是干馏污水的主要来源。

(2) 对干馏产物加工冲洗排水: 对干馏物进行洗涤加工、 回收页岩油过程中产 生的水;

(3) 集合管导出的混合气中的夹带水:它由集合管 段导出的混合气夹带其中的 部分油水液滴和未经全部冷却的焦油气在瓦斯 塔内继续冷却而产生。

(4) 循环冷却排水: 对循环瓦斯进行冷却过程中产生的水;

干馏污水是一种含污染物种类繁多、 成份复杂、 浓度较高的污水, 其中除一 般天然油厂常见的石油类物质和挥发酚化合物 外,还含有较大量有机硫、有机氮和 环烷酸类化合物及稠环芳烃等环境污染物,是 目前世界公认的难处理有机污水, 也 是国家重点引进治理技术的行业污水之一。国 内外先后对页岩干馏污水进行了实验 室处理,但因设备投资较高而相应产生的经济 效益不够理想而搁浅, 污水处理难度 较大。

在目前常见的油母页岩干馏生产过程中, 干馏炉出口的焦炉气和焦油在常压 下进入集合管里被循环水淋洗去除气体中的油 泥 (重质油和粉尘的混合物), 洗涤过 程也是焦炉气和煤焦油降温分离的过程。

目前在抚顺式油母页岩干馏工艺中, 对于集合管段干馏污水的处理方法是在 集泥罐内进行含油含泥污水的简单沉降就直接 返回集合管。 即集合管有一定的坡 度, 能使淋洗后的洗涤水、 油泥及页岩油沿集合管流入集泥罐内, 进行沉淀分离。 集泥罐中的水由集泥罐水泵抽出进入集合管循 环使用,集泥罐定期排出油泥送建材 部分综合利用。对油泥采用的分离方法一般是 直接通过集泥罐沉淀和多级洗涤进行 除泥, 显然, 这样做对油泥收集相当不利。

这么做虽然实现了污水的零排放, 并且节省了大量的污水处理成本, 但是存 在着设备腐蚀严重, 存在管道堵塞和腐蚀的问题。

在最新的油母页岩工艺中, 洗涤饱和塔分成瓦斯塔和空气塔, 并将洗涤部分 置于两塔塔底。瓦斯塔承担了正向混合气和循 环瓦斯气的洗涤或冷却, 空气塔承担 了正向混合气和主风的洗涤或冷却。空气塔中 混合气因为已经由前一级瓦斯塔脱除 全部油泥且洗涤部分在下的关系,避免了主风 带泥的问题。瓦斯塔的下半部分用来 对混合气进行第二级的冷却和洗涤。而其上半 部分则对从冷却塔返回的循环瓦斯进 行新一级的洗涤, 彻底除去其中的焦油。 上下部分的结合面设置水封, 防止瓦斯气 和混合气的互窜。循环水经过塔顶下淋的过程 中, 以溢流方式通过液封, 并先后对 瓦斯气和混合气进行洗涤或冷却。 这么做, 解决了洗涤饱和塔的各种问题, 且对混 合气和循环瓦斯各增加了一级洗涤或冷却流程 ,更好地提高了页岩油回收率和冷却 效果, 避免了油污进入加热炉后的结垢问题。

洗涤冷却水经过对瓦斯气和混合气的洗涤或冷 却后, 含有较大量的油泥和页 岩油,通过对瓦斯塔底增设瓦斯塔除泥器和瓦 斯塔除油器, 可以很好地解决洗涤冷 却水循环利用的要求, 同时也方便了页岩油和油泥的回收。

迄今为止, 现有油页岩干馏技术中的油泥、 污水的处理, 始终未能满足精细 分离和解决排放的环境污染问题。 因此, 现有技术中迫切需要开发出一种新的、适 合长周期运行的处理技术解决上述问题。 发明内容

本发明提供了一种油母页岩干馏系统油-水-泥 闭回收利用方法与装置, 解决了 现有技术中存在的问题。

一方面, 本发明提供了一种油母页岩干馏系统油-水-泥 闭回收利用方法, 该方 法包括:

(a) 对干馏、 汽化得到的页岩油气通过集合管和瓦斯塔分别 进行水洗和冷凝, 得 到夹带油泥的油 -水-泥三相产物;

(b)对集合管段和瓦斯塔段的干馏气水洗产物分 别进行多级除尘处理, 脱除其中 夹带的油泥后得到油-水两相产物;

(c) 对通过空气塔和冷却塔的干馏气分别进行水洗 和冷凝, 得到油-水两相产物; (d) 对各工段的油-水两相产物进行油-水分离处理 以得到较低含水率的页岩油 油产品;

(e) 对从冷却塔流出的循环瓦斯气中所含轻质油微 滴, 少量页岩油微滴和水微滴 等形成的气溶胶颗粒采用旋流捕集或静电捕集 的方式回收; 对瓦斯塔流出的循环瓦斯 气中夹带的水滴采用旋流捕集的方法脱除;

(f) 使各工段油-水分离处理得到的含水页岩油及 却塔回收的气溶胶颗粒通过 汇流管路进入后续油品提纯工序, 并计量后作为产品出装置;

(g) 使各工段油 -水分离处理中脱出的废水返回各自装置顶部 作为洗涤冷却水循 环利用;

(h)对集合管段和瓦斯塔段的脱出的污泥相进行 进一步浓缩、 过滤和收集, 得到 浓缩后的油泥产品。

在一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (a)、 (c)的水洗和冷凝处理后, 各段的页 岩油回收率均可达到 60%-70%。

在另一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (b) 的一级除尘处理后, 油 -水相出口含 泥量降为零, 污泥相出口含水量降为 80-90%; 经过二级或多级除尘处理后, 污泥相 出口含水量降为 60-65%。 后续各级所得油 -水相返回除尘器前增压泵进口。

在另一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (b)的除尘处理, 单级固-液分离的额定 压力降为 0.1MPa。

在另一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (d)的油-水分离处理后, 油品回收率均 达 90-95%。

在另一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (d)的油-水分离处理, 单级油-水分离的 额定压力降为 0.2MPa。

在另一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (e)的气-液旋流分离处理或静电捕集处 理后, 循环瓦斯气中夹带的气溶胶微粒脱除率超过 90%, 排气口气溶胶含量不大于 20mg/m 3

在另一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (e)的气-液旋流分离处理后, 单级气-液 分离的额定压力降为 0.1MPa。

在另一个优选的实施方式中, 经所述步骤 (h)的油泥过滤、 浓缩工序后, 多级除 尘处理所得污泥相的脱水率达到 98-99%。

另一方面, 本发明提供了油母页岩干馏系统油-水-泥密闭 收利用装置, 该装置 包括:

集合管 1, 用于水洗冷凝干馏页岩油气;

与所述集合管 1油-水 -泥三相出口相连的集泥罐 2, 用于干馏气水洗产物初步沉 淀除泥;

与所述集泥罐 2油-水 -泥三相出口相连的集合管洗涤泵 3-1, 用于为干馏气水洗 产物增压;

与所述集合管洗涤泵 3-1出口相连的一级集合管除尘器 4-1, 用于脱除干馏气水 洗产物中的油泥, 并将油-水混合相送入集合管分离器;

与所述一级集合管除尘器 4-1液相出口相连的集合管分离器 5, 用于初步提纯页 岩油, 同时净化得到洗涤冷却水返回集合管顶循环利 用;

与所述一级集合管除尘器 4-1污泥相出口相连的二级或多级集合管除尘器 4-2, 用于为污泥相增浓;

与所述二级集合管除尘器 4-2污泥相出口相连的油泥收集罐 6, 用于对污泥相中 的油泥进行沉淀收集;

与所述油泥收集罐 6相连的滤机增压泵 3-2, 用于为污泥相增压;

与所述滤机增压泵 3-2相连的油泥过滤机 7, 用于对油泥进一步脱水;

与所述油泥过滤机 7清水口相连的滤机水泵 3-3,用于使脱出的清液返回集泥罐; 与集合管 1干馏气出口相连的瓦斯塔 8, 用于对集合管 1出口正向干馏气和循环 瓦斯气进行水洗和冷却;

与所述瓦斯塔 8油-水-泥三相出口相连的瓦斯塔底泵 9, 用于为干馏气水洗产物 增压;

与所述瓦斯塔底泵 9出口相连的一级瓦斯塔除尘器 10-1,用于脱除干馏气水洗产 物中的油泥, 并将油-水混合相送入瓦斯塔分离器;

与所述一级瓦斯塔除尘器 10-1液相出口相连的瓦斯塔分离器 11, 用于初步提纯 页岩油, 同时净化得到洗涤冷却水返回瓦斯塔顶循环利 用;

与所述一级集合管除尘器 10-1污泥相出口相连的二级或多级瓦斯塔除尘 10-2, 用于为污泥相增浓;

与所述瓦斯塔 8循环瓦斯出口相连的循环瓦斯脱液器 12, 用于脱除循环瓦斯中 的水滴;

与所述瓦斯塔 8干馏气出口相连的空气塔 13, 用于加湿主风和洗涤冷却干馏气; 与所述空气塔 13油水两相出口相连的空气塔底泵 14, 用于为干馏气水洗产物增 压;

与所述空气塔底泵 14相连的空气塔分离器 15, 用于用于初步提纯页岩油, 同时 净化得到洗涤冷却水返回空气塔顶循环利用;

与所述空气塔 13干馏气出口相连的冷却塔 16, 用于冷却和洗涤干馏气; 与所述冷却塔 16油水两相出口相连的冷却塔底泵 17, 用于为干馏气水洗产物增 压;

与所述冷却塔底泵 17相连的冷却塔分离器 18, 用于用于初步提纯页岩油, 同时 净化得到洗涤冷却水返回冷却塔顶循环利用;

与所述冷却塔 16循环瓦斯出口相连的电捕塔或旋流分离器 19, 用于脱除循环瓦 斯中残余的轻质油微滴、 页岩油微滴和水滴。

在一个优选的实施方式中, 所述一级集合管除尘器 4-1和洗涤泵、 集泥罐成串联 布置, 除尘器可选自固-液旋流分离器等固-液分离设 。

在另一个优选的实施方式中, 所述一级瓦斯塔除尘器 10-1 与瓦斯塔底泵、 瓦斯 塔油-水 -泥三相出口成串联布置, 除尘器可选自固-液旋流分离器等固-液分离设 。

在另一个优选的实施方式中, 所述二级或多级集合管除尘器 4-2, 和所述二级或 多级瓦斯塔除尘器 10-2主要为污泥相增浓, 以便于其进入油泥过滤机 7进一步脱水, 除尘器可选自固-液旋流分离器等固-液分离设 。

在另一个优选的实施方式中,所述油泥过滤机 7可选自卧螺离心机或各类过滤设 备。

在另一个优选的实施方式中, 所述集合管分离器 5与集合管除尘器 4-1的液相出 口成串联布置, 分离器可选自液-液旋流分离器等液-液分离设 。

在另一个优选的实施方式中, 所述空气塔分离器 15直接与空气塔底泵 14、 空气 塔 13油水两相出口成串联布置, 分离器可选自液-液旋流分离器。

在另一个优选的实施方式中, 所述冷却塔分离器 18直接与冷却塔底泵 17、 冷却 塔 16油水两相出口成串联布置, 分离器可选自液-液旋流分离器。

在另一个优选的实施方式中, 所述瓦斯塔分离器 11主要与瓦斯塔除尘器 10-1液 相出口成串联布置, 所述分离器可选自液-液旋流分离器。

在另一个优选的实施方式中, 所述集合管分离器 5、 瓦斯塔分离器 11, 空气塔分 离器 15和冷却塔分离器 18油相出口可接各类油水分离槽和计量装置, 得到高纯度的 油产品。

在另一个优选的实施方式中, 其特征在于, 装置中各段的洗涤冷却污水不外排, 通过简单的机械分离直接返回各自的水洗装置 顶部循环利用, 实现了装置的全密闭。 附图说明

图 1是根据本发明一个实施方式的油页岩干馏系 集合管段油 -水-泥回收利用工 艺流程图。

图 2是根据本发明另一个实施方式的油页岩干馏 统瓦斯塔段油-水 -泥回收利用 工艺流程图。

图 3是根据本发明再一个实施方式的油页岩干馏 统空气塔段油-水回收利用工 艺流程图。

图 4是根据本发明再一个实施方式的油页岩干馏 统冷却塔段油-水回收利用工 艺流程图。 具体实施方式

本发明的发明人在经过了广泛而深入的研究之 后发现:

油页岩干馏系统油泥主要集中在集合管段和瓦 斯塔段,空气塔段和冷却塔段的干 馏气中页岩粉尘已可忽略不计, 集合管段由于页岩油回收量大, 是页岩油生产较为重 要的一个工段, 而且由于该段还存在大量的页岩粉尘和其与干 馏焦油混合成的油泥, 其油产品品质一直不高, 而且还会影响后续工段产品油的质量;

另外, 干馏气在出集合管后进入后续的洗涤冷却部分 时, 如果采用瓦斯塔和空气 塔代替原先的洗涤饱和塔, 也就是在主风增湿过程前, 率先通过瓦斯塔把干馏气中的 油泥脱除掉, 进行一定的洗涤和冷却工作, 具有循环气洗涤彻底, 主风不带油泥避免 加热炉结垢的优点;

而在包括集合管、 瓦斯塔、 空气塔、 冷却塔在内的所有工段中, 由于页岩油是从 在各工段内淋洗焦油和干馏气的洗涤冷却循环 水中提取出来的, 页岩油内不可避免存 在大量水分, 以往仅仅通过隔油等手段脱水往往费时费力, 效果还不好, 尤其是一些 密度轻, 粒径小的液滴, 采用重力沉降的方法更是无法奏效;

但是, 以旋流分离为代表的离心沉降技术, 作为一种高效低能耗的分离方法, 可 以同时很好地解决油品提纯难题和油泥分离难 题; 基于上述发现, 本发明得以完成。 本发明的技术构思如下:

油页岩干馏系统最主要的产品是页岩油,通过 水洗提纯工艺得到的页岩油是最直 接的油产品。 而油泥中也含有 20-40%的页岩油, 通过一定的工艺也可提取出来, 因 此也还是一种间接的油产品。另外,对于水洗 工艺,要求降低新鲜水耗和污水处理量, 因此, 油回收, 油泥回收和水循环利用是本发明的三个重要的 方面。

(1) 油泥回收部分: 在集合管段和瓦斯塔段设置油泥回收系统。 根据集合管含有 大量油泥的特点, 在集合管部分设置集泥罐系统, 先通过沉淀除去部分大块油泥, 集 泥罐的溢流通过集合管洗涤泵增压后进入一级 除尘器。一级除尘器的液相进入后续油 水分离器, 污泥相由于含有大量水分, 不能直接通入油泥过滤机脱水, 故继续进入二 级除尘器, 进行油泥的浓缩。 通过二级或多级除尘器的增浓作用, 油泥的含水率从一 级除尘器出口的 80-90%—直降低到 60-65%, 使该相达到通入油泥过滤机进行脱水的 浓度要求。 二级或多级除尘器的液相则直接返回到集合管 洗涤泵进口进行循环。 类似 的, 在瓦斯塔底通过塔底泵的增压作用, 将该工段的干馏气水洗三相产物通入瓦斯塔 除尘器, 其一级除尘器液相出口的油水混合物进入后续 油水分离器, 二级或多级除尘 器污泥相出口产物则进入油泥过滤机进行脱水 。

(2) 页岩油回收部分: 主要采用油水分离器高效提纯页岩油, 在集合管部分和瓦 斯塔部分, 油水分离器进口主要与在一级除尘器的液相出 口相连, 在空气塔和冷却塔 部分, 油水分离器进口主要与在空气塔和冷却塔的塔 底泵出口相连, 通过油水分离器 的提纯作用, 各分离器进出口油品的回收率高达 90-95%。 在冷却塔, 干馏气通过水 冷洗涤基本已被回收完全, 只剩下一些轻质油微滴和少量页岩油微滴伴随 着循环瓦斯 负载气从冷却塔流出,这时,可以通过设置电 捕塔或气-液旋流分离器完成这部分油品 的回收, 提高整套装置的页岩油收率。

(3)洗涤冷却水循环利用部分: 主要采用油水分离器在提纯页岩油的同时, 高效 净化洗涤冷却水, 各分离器水相出口含油量低于 5%, 返回到各装置塔顶时不会产生 结垢等问题。 另外, 冷却水的循环使用使得装置全密闭, 无需对洗涤冷却水进行净化 处理, 大大降低了能耗。 另外, 在瓦斯塔循环瓦斯回流到加热炉的管路中增设 一级气 -液旋流分离器, 脱除其中的水滴, 也有助于降低能耗和避免加热炉结垢。 实施例

下面结合具体的实施例, 进一步阐述本发明。 应理解, 这些实施例仅用于说明本 发明而不用于限制本发明的范围。 下列实施例中未注明具体条件的实验方法, 通常按 照常规条件, 或按照制造厂商所建议的条件。 实施例 1 : 某油母页岩干馏装置节能减排技术集合管段改 造项目采用了本申请所 述装置

工艺流程简图如图 1所示:

本方案选用华东理工大学独立自主研制的 HL/S 型液 -固的微旋流分离器作为集 合管除尘器, 用于页岩油除泥和油泥浓缩; 并采用 HL/L型液-液微旋流分离器作为集 合管段的油水分离器, 用于提纯页岩油产品。 从干馏炉出来的油母页岩干馏焦油气进 入集合管 1进行冷却和洗涤, 页岩油气进入后续的瓦斯塔 8。 同时, 集合管的出水口 排出的油水混合物中含有大量的页岩粉尘、 重金属离子、 无机盐类与原油, 页岩粉尘 及各类杂质, 其吸附原油油雾形成的油泥。 油泥粒径分布十分分散, 在集合管, 粒径 主要分布在 0.7-101.6微米区间范围内, 中值粒径约为 8微米,在颗粒过于微小使得重 力沉降难以进行, 或沉降时间过长, 故采用特别设计的 HL/S型液 -固的微旋流分离器 作为除尘装置。 通过在集合管 1与集泥罐 2的底部增设多级除尘器, 油泥随油水混合 物进入集泥罐 2中,沉淀掉部分油泥后由洗涤泵 3-1增压后进入一级集合管除尘器 4-1 进行预分离, 轻相即除尘器 4-1的液相进入后续集合管分离器 5, 进行油品的提纯和 循环水净化, 获得的页岩油品进入后续的隔油池或其他油水 分离槽以及计量系统, 净 化后的冷却水返回集合管顶部重复利用, 油品回收率高达 90-95%。 除尘器的重相则 进入串联的二级集合管除尘器 4-2(或重复上述过程进入三级集合管除尘器)进 第二 (三)次分离, 二次除尘分离后, 油泥的收率约为 92%, 油泥含水率为 65-80%, 油泥浓 缩后进入油泥收集罐 6并定期用滤机增压泵 3-2增压后进入油泥过滤器 7对油泥通过 离心力和滤网的作用将清液脱出, 浓缩后的油泥作为产品出装置, 最终油泥产品脱水 率高达 98%。下表为 HL/S型液-固的微旋流分离器和 HL/L型液-液微旋流分离器作为 集合管段除尘器和分离器的系统工况和分离效 果。 集合管除尘器入口 集合管除油器入口 集合管除油器底流口 流量, m 3 /h 200 180 171 含尘量 kg/m 3 0.95 7 0.082 0.251 含油量 kg/m 3 26.070 23.953 2.124

实施例 2: 某油母页岩干馏装置节能减排技术瓦斯塔段改 造项目采用了本申请所 述装置

其工艺流程简图如图 2所示:

本方案选用华东理工大学独立自主研制的 HL/S 型液 -固的微旋流分离器作为瓦 斯塔除尘器, 用于页岩油除泥和油泥浓缩; 采用 HL/L型液 -液微旋流分离器作为瓦斯 塔段的油水分离器, 用于提纯页岩油产品; 采用 HL/G型气 -液微旋流器作为循环瓦斯 的脱液器。瓦斯塔底的油 -水-泥三相分离过程是相似的, 但瓦斯塔段含泥量相对较少, 且油泥粒径相对前者要细小很多, 浓度相差近十倍, 故采用了特别设计的微旋流分离 器作为分离设备, 且无需集泥罐的缓冲和油泥收集, 瓦斯塔段油泥粒径主要分布在 0.3-74.1微米区间范围内, 中值粒径约为 6微米。

干馏气通过瓦斯塔 8洗涤和冷却后进入后续空气塔 13, 底部出水口增设多级除 尘器,油泥随油水混合物由瓦斯塔底泵 9增压后进入一级瓦斯塔除尘器 10-1进行预分 离, 轻相即除尘器 10-1的液相进入后续瓦斯塔分离器 11, 进行油品的提纯和循环水 净化, 获得的页岩油品进入后续的隔油池或其他油水 分离槽以及计量系统, 净化后的 冷却水返回集合管顶部重复利用, 油品回收率高达 90-95%。 除尘器的重相则进入串 联的二级瓦斯塔除尘器 10-2(或重复上述过程进入三级集合管除尘器)进 行第二 (三)次 分离, 二次除尘分离后, 油泥的收率约为 92%, 油泥含水率为 70-80%, 油泥浓缩后 进入油泥收集罐 6并定期用滤机增压泵 3-2增压后进入油泥过滤器 7对油泥通过离心 力和滤网的作用将清液脱出, 浓缩后的油泥作为产品出装置, 最终油泥产品脱水率高 达 98%。

另外, 对于电捕塔 (或旋流分离器) 19 返回的循环瓦斯气, 进入瓦斯塔进行新 一次的洗涤和冷却后, 采用循环瓦斯脱液器 12脱除夹带的水分, 确保返回加热炉的 瓦斯气的纯度。 下表为 HL/S型液-固的微旋流分离器和 HL/L型液-液微旋流分离器作为瓦斯塔段 除尘器和分离器的系统工况和分离效果。

实施例 3 : 某油母页岩干馏装置节能减排技术空气塔段改 造项目采用了本申请所 述装置

其工艺流程简图如图 3所示:

本方案选用华东理工大学独立自主研制的 HL/L型液 -液微旋流分离器作为空气 塔段的油水分离器, 用于提纯页岩油产品。 对于空气塔段来说, 由于已经基本没有油 泥的存在, 主要是油品提纯和冷却水净化循环的过程, 空气塔段的产油量相对减少, 故主要通过特别设计的 HL/L型液-液微旋流分离器对页岩油和净化水进 分离的。

从瓦斯塔流出的干馏气继续进入空气塔 13进行新一级的冷却和洗涤, 空气塔还 承担了主风增湿的功能, 将空气进行洗涤后排入相关装置。 油水混合物由空气塔底泵 14增压后进入进入后续空气塔分离器 15, 进行油品的提纯和循环水净化, 获得的页 岩油品进入后续的隔油池或其他油水分离槽以 及计量系统, 净化后的冷却水返回空气 塔顶部重复利用, 油品回收率高达 90-95%。

下表为 HL/L型液 -液微旋流分离器作为空气塔段除尘器和分离 的系统工况。

实施例 4: 某油母页岩干馏装置节能减排技术冷却塔段改 造项目采用了本申请所 述装置 其工艺流程简图如图 4所示:

对于冷却塔段来说, 同样由于已经基本没有油泥的存在, 也是主要是油品提纯和 冷却水净化循环的过程, 冷却塔段的产油量同样相对较少, 故主要通过特别设计的 HL/L型液-液微旋流分离器对页岩油和净化水进 分离的。

从空气塔流出的干馏气继续进入冷却塔 16进行新一级的冷却和洗涤。 油水混合 物由冷却塔底泵 17增压后进入进入后续冷却塔分离器 18, 进行油品的提纯和循环水 净化, 获得的页岩油品进入后续的隔油池或其他油水 分离槽以及计量系统, 净化后的 冷却水返回冷却塔顶部重复利用, 油品回收率高达 90-95%。

干馏气经过多级洗涤, 油品已基本回收完毕, 剩余的循环瓦斯夹带少量油滴和水 滴, 为了更彻底地回收这部分的页岩油, 设置电捕塔 (或旋流分离器 )19脱除其中的页 岩油。 然后循环瓦斯返回瓦斯塔洗涤后进加热炉增热 后继续作为热载气使用, 这部分 油品则进入油品汇流管路进入后续的隔油池或 其他油水分离槽以及计量系统。

下表为 HL/L型液 -液微旋流分离器作为冷却塔段除尘器和分离 的系统工况。

在本发明题记的所有文献都在本申请中引用作 为参考,就如同每一篇文献被单独 引用作为参考那样。 此外应理解, 在阅读了本发明的上述讲授内容之后, 本领域技术 人员可以对本发明作各种改动或修改, 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书 所限定的范围。