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撫順油頁岩乾餾工藝

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撫順油頁岩乾餾工藝
類型化工
工業部門化學工業
石油工業
原料油頁岩
產品頁岩油
公司 中國撫順礦業集團公司英語Fushun Mining Group
裝置撫順頁岩油廠
發明年份1920年代

撫順油頁岩乾餾工藝是一種頁岩油提取的地上乾餾技術,以中國東北的頁岩油的主要產地遼寧撫順命名。

歷史

撫順工藝是中國在1920年代提取頁岩油時發展的一項技術[1]。撫順工藝的商業應用開始於1930年,[2][3] 第二次世界大戰後,頁岩油的生產停止,直到1949年,100個撫順頁岩油乾餾工藝裝置恢復生產[4]。1950年,共有266個裝置在運轉,每個產能是每天100–200噸頁岩油[2]

1960年代大慶油田發現後,頁岩油產量開始下降,中石化在1990年代停止生產頁岩油[4]。而與此同時,撫順礦業集團公司英語Fushun Mining Group下屬頁岩煉油廠組建,應用撫順工藝生產頁岩油,並於1992年投產[3]。2005年,中國成為世界最大的頁岩油生產國 [2]

1985年至1986年,中石化在約旦試驗撫順工藝生產頁岩油,儘管技術上可行,但因為成本太高而終止[5][6]

技術

撫順工藝被歸為內燃技術,但也用到外熱工藝[7]。撫順工藝採用豎直圓柱形搖臂乾餾爐,外層為鋼板,內層襯以耐火磚。乾餾爐高度超過10米(33英尺),內徑約3米(9.8英尺)。油頁岩原料顆粒大小為 10至75毫米(0.4至3.0英寸),從上部送入乾餾爐。在乾餾爐上部,頁岩油乾燥和被上升的熱氣加熱,上升的熱氣穿過下降的油頁岩,使油頁岩分解。熱解發生的溫度約為 500 °C(930 °F)。[1] 產生的油蒸汽和熱氣從底部直接上升到乾餾爐頂部並排出,而在基維特工藝英語Kiviter process里,熱氣是從側面進入乾餾爐加熱油頁岩顆粒。[8] 在熱解過程中,油頁岩被分解為頁岩焦,與上升的空氣蒸汽一起在乾餾爐的下半部燃燒,以加熱氣體,用於分解所需。這些氣體會被重複利用,從乾餾爐排出之後,會在冷凝系統裏冷卻,頁岩油也在這一系統裏冷凝,氣體在加熱爐里從500 °C(930 °F)重新加熱到700 °C(1,290 °F),然後重新輸入到乾餾爐。頁岩灰從乾餾爐底部的旋轉的水盆排出,水盆封住乾餾爐,並起到冷卻乾餾爐作用。[1]

撫順工藝里,乾餾爐是一套裝置中的一部分,另外還包括物料系統、油煙氣系統、冷卻及循環水系統和頁岩油回收系統,而基維特工藝里,整個裝置只有乾餾爐。回熱爐緊鄰乾餾爐,兩個循環將二者聯繫起來,即燃燒循環和氣體加熱循環。在燃燒循環,爐子被加熱到1,000 °C(1,830 °F)。燃燒循環完成後,從冷凝系統來的乾餾爐氣體輸入到爐子裏加熱。[8] 多個爐子交替使用,一直保證有一個爐子用來加熱乾餾爐氣體。一般情況下,有20個乾餾爐共用一個冷凝系統和一套加熱爐。[1]

撫順工藝的優點是投資小和穩定性高[9]。這一工藝另一突出的優點是熱效率很高,但是,由於需要往乾餾爐里加空氣,氮氣會稀釋熱解氣體。另外,過量的氧氣會燒掉產出的一部分頁岩油,因此會減少頁岩油產量。根據費歇爾分析法英語Fischer Assay測定,撫順爐的油產率約為65%。[1] 撫順工藝的缺點是頁岩廢料大和耗水量大,平均每生產1桶頁岩油需要消耗6–7倍的水量。該工藝不適合於粒徑很小和油含量低於5%的礦石。[9]

由於單個乾餾爐容量有限,撫順工藝只適用於小規模的乾餾廠,處理頁岩氣產率低的低品質油頁岩[1]

商業應用

撫順工藝只有中國採用。撫順礦業集團下屬有世界最大的頁岩油廠,有180個撫順式爐。[6][8]每個撫順爐每小時能處理約4噸油頁岩[6][8]

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Qian, Jialin; Wang, Jianqiu. World oil shale retorting technologies (PDF). Amman, Jordan: International Oil Shale Conference. 2006-11-07 [2009-02-14]. (原始內容 (PDF)存檔於2008年5月27日). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 Shale oil: Perspective with China focus (PDF). Intelligence Dynamics. 2007-03-07 [2009-02-14]. (原始內容 (PDF)存檔於2014-07-14). 
  3. ^ 3.0 3.1 Dyni, John R. Geology and resources of some world oil-shale deposits. Scientific Investigations Report 2005–5294 (PDF). U.S. Department of the Interior. U.S. Geological Survey. 2006 [2009-02-14]. (原始內容存檔 (PDF)於2020-04-22). 
  4. ^ 4.0 4.1 Qian, Jialin; Wang, Jianqiu; Li, Shuyuan. Oil Shale Activity in China (PDF). 26th Oil Shale Symposium. Colorado School of Mines. 2006 [2009-02-14]. (原始內容存檔 (PDF)於2011-07-25). 
  5. ^ Alali, Jamal; Abu Salah, Abdelfattah; Yasin, Suha M.; Al Omari, Wasfi. Oil Shale in Jordan (PDF). Natural Resources Authority of Jordan. 2006 [2009-02-17]. [永久失效連結]
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 Yin, Liang. Current status of oil shale industry in Fushun, China (PDF). Amman, Jordan: International Oil Shale Conference. 2006-11-07 [2009-02-14]. (原始內容 (PDF)存檔於2007年9月28日). 
  7. ^ Burnham, Alan K.; McConaghy, James R. Comparison of the acceptability of various oil shale processes (PDF). Golden: 26th Oil shale symposium. 2006-10-16 [2009-01-04]. UCRL-CONF-226717. (原始內容 (PDF)存檔於2016-02-13). 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 Purga, Jaanus. Today's rainbow ends in Fushun (PDF). Oil Shale. A Scientific-Technical Journal (Estonian Academy Publishers). 2004, 21 (4): 269–272 [2009-02-14]. ISSN 0208-189X. (原始內容存檔 (PDF)於2010-12-07). 
  9. ^ 9.0 9.1 Present development status of oil shale. China Chemical Reporter. 2008-11-26 [2009-02-17].