有机热载体(导热油)国产化替代实施与研究

国内各油田的导热油系统可以为生产运行提供热源,目前国内生产的导热油尚不能满足国内市场需求。根据《关于进一步加强有机热载体使用管理的通知》,有机热载体最长使用时间不得超过5年,油品国产化替代率要争取超过80%。为探寻有机热载体国产化替代可行性,进一步促进油品国产化,文章研究了国产导热油和清洗剂的选型。国产高温导热油在线清洗剂在油田中使用,为其他单位进行导热油系统清洗工作提供了参考。

中国油页岩干馏技术现状与发展趋势

中国油页岩资源丰富,换算成页岩油储量高达476亿吨。目前中国页岩油生产企业仍然采用以抚顺炉为主的干馏技术,该技术成熟稳定,但油收率不高。本文介绍了目前国内已投产运行和即将工业化的干馏技术以及曾经投入生产、后因多种原因停产的干馏技术。分析表明,我国油页岩产业正处于技术快速发展和产业成长阶段:为显著提高油收率,针对抚顺炉的改进技术已有一些进展,自主研发的成大气体热载体干馏工艺已经开始商业化运行,我国自主知识产权的固体热载体干馏技术出现。但依然存在诸多问题:国内干馏炉单炉处理量小、油收率偏低、半焦无法利用等问题亟需解决,国内固体热载体干馏自主技术依然处于试验阶段,引进国外先进的干馏技术尚没有实质性进展,国内页岩油回收技术亟待改进,油洗技术亟需完善和推广。

几种典型的油页岩干馏技术

介绍了当今世界典型的油页岩干馏技术。对油页岩气体热载体法干馏技术简要介绍了Petrosix技术,Kiviter技术,美国联合油SGR技术,日本Joseco技术和中国抚顺炉技术。重点介绍了固体热载体干馏技术中的Galoter技术,Tosco-Ⅱ技术,LR技术,ATP技术和DG技术。总结出在传统加工路线的基础上开发新工艺是今后的发展方向。在干馏技术选择阶段就应重点考虑有利于环境保护的技术。

油页岩气体热载体干馏炉内干馏特性研究

文章利用自行设计搭建的处理量120 kg/d的瓦斯全循环气体热载体干馏炉,通过试验的方法,研究新型气体热载体干馏炉在干馏过程中的一些运行参数和产生的页岩油的一些特性,对现有干馏工艺的改进具有指导意义。试验通过改变油页岩颗粒的粒径,进而改变物料之间的空隙率、空隙结构和进气流量,来研究不同粒径的样品对干馏特性和干馏产物的影响。结果表明:油页岩颗粒的粒径不同,物料之间的空隙率和干馏炉的进气流量不同,导致炉内传热传质的不同,不同粒径的油页岩干馏油收率不同,粒径为20—25 mm的页岩油收率最高。由于气体热载体流量不同,干馏炉内传热传质情况和冷却器的工作负荷也不相同,因此不同粒径的页岩干馏之后,在4个收油点所收到的页岩油质量分数也不相同。

气体热载体干馏炉内布气方式对油页岩干馏特性的影响

为研究炉内油页岩的干馏特性及炉内的温度分布,自行搭建处理量为5 kg/h的循环瓦斯热载体干馏试验装置,试验结果表明炉内布气方式对页岩的干馏特性具有很大影响。在边壁进气与中心管进气体积比为8∶4时油收率达到最大值,且炉内温度分布最均匀,单位时间内的放热量最大;不同的布气方式导致干馏层内气体冲刷页岩颗粒程度的不同,使得炉内油页岩的传热特性存在差异,炉内温度分布与放热量不同,最终油收率也不同。边壁进气在炉体内部的传热效果优于中心进气。温度分布越均匀,油收率越高;该布气方式依然存在局限,需要进一步研究。

油页岩与固体热载体在回转干馏炉内混合特性的冷态实验

实验研究了回转干馏炉内非等粒径油页岩与固体热载体颗粒群的混合行为,以回转干馏炉出口油页岩质量分数的样本变异系数作为混合指数。对2种填充率、2种抄板形式、2种倾角在5种转速的不同工况下出口的混合指数进行计算,对比分析了混合指数的变化趋势及不同影响因素的混合机理,得出20%填充率采用直角抄板在倾角为3.24°时混合度优于其它对应工况,以对流混合为主。

油页岩固体热载体综合利用系统工艺模拟

结合循环流化床锅炉构建了一套油页岩固体热载体综合利用系统,以锅炉产生的高温循环灰为油页岩干馏提供热量,并集成燃气-蒸气联合循环和常规蒸气轮机发电机组实现油-电联产。利用Aspen Plus软件对所构建的系统进行建模,结合公朗头矿区油页岩样品的物性数据,计算系统的物流参数和发电功率,并探讨了循环灰温度和油页岩干馏比例对系统的影响。结果表明,提高循环灰温度将降低系统的灰岩比,同时有利于提高系统的发电功率,但系统总发电效率会有所下降;增大油页岩干馏比例能提高页岩油的产能,系统能效呈上升趋势,同时也增加了燃气-蒸气联合循环机组的发电功率,但系统总发电功率却急剧下降。

黑龙江鸡西油页岩综合利用过程能效分析

建立以固体热载体干馏工艺为核心的油页岩综合利用系统,以循环流化床锅炉产生的高温热灰作为油页岩干馏工艺的热源,并添加了半焦燃烧发电部分,实现了油-电-气三联产。利用Aspen Plus软件对所构建的系统工艺进行建模,结合了黑龙江鸡西油页岩三层不同矿区的物性数据,计算了系统的物流参数和发电功率,并探讨了不同油页岩利用方式下的系统能效情况。结果表明:综合利用系统使油页岩的利用效率得到提升,含油率高的油页岩能带来更高的经济效益,但余热损失也会随之增加;随着对油页岩利用程度的加深,三种油页岩的系统能效均呈上升趋势。

油页岩固体热载体综合利用系统的分析模型

对基于油页岩固体热载体干馏法构建的综合利用系统进行分析,采用黑箱模型法绘制系统各单元的分析简化模型,系统地给出应用于所构建的综合系统的值计算方法与计算公式,最后以图表的形式给出综合利用系统各装置的效率和损率的计算结果。结果表明:当油页岩预热到140℃时,干馏炉的损率高达49.19%,是综合利用系统损率最高位置;净化冷凝单元效率为93.92%,是综合利用系统效率最大的单元,各装置的损率与效率不具有相关性。

油页岩在回转干馏炉内混合度与停留时间综合分析

运用相关性与多指标综合评分法,对影响油页岩与固体热载体在回转干馏炉内的混合度及油页岩在回转干馏炉内停留时间的各因素(抄板形式、填充率、回转干馏炉倾角、回转干馏炉转速)进行分析,结果表明:4个因素对停留时间及混合度影响由强至弱依次为倾角、转速、填充率、抄板形式,最佳工况组合为回转干馏炉倾角3.24?、回转干馏炉转速3.4 r/min、填充率20%、直角抄板。

回转干馏炉内油页岩与固体热载体颗粒轴向混合特性实验

搭建回转干馏炉冷态实验装置,通过改变干馏炉内部抄板形式、填充率、出口挡板内径、倾角和转速等因素,实验研究干馏炉油页岩和固体热载体的轴向混合度,而后采用正交试验直观分析法分析实验数据,得到了油页岩和固体热载体轴向混合度影响顺序是抄板形式、倾角、转速、填充率、出口挡板直径,最优组合工况(直角抄板,填充率为50%,出口挡板内径为100 mm,倾角为3.24°,转速为7.7 r/min)。

固体热载体干馏桦甸油页岩试验研究

设计并搭建了一套处理量为5 kg/h油页岩的回转干馏炉装置,以桦甸油页岩为原料,高温热灰作固体热载体,对该油页岩进行干馏特性试验研究。考察了干馏过程中油页岩出油率的影响因素,经试验发现主要包括固体热载体初温、回转干馏炉转速、固体热载体与油页岩混合比以及油页岩粒径大小。基于上述的实验结果研究了热载体初始温度600℃~800℃、回转干馏炉转速15 r/min^21 r/min、固体热载体与油页岩混合比2~5以及油页岩粒径分布0~5 mm对油页岩出油率的影响。研究结果表明:当固体热载体初温为750℃、回转干馏炉转速为19 r/min、固体热载体与油页岩比例为4 1及油页岩粒径大小在0~3 mm分布的工况下,油页岩的出油率达到最高,且为95%。

0.12t/d油页岩干馏炉预热过程中温度分布特性

油页岩干馏炉启动升温过程中,其炉内的温度分布特性对油页岩的预热具有显著影响。干馏炉内气体在固体物料间的空隙内流动十分复杂,难以实现模拟研究。试验结果表明,空炉与填料时水平截面的温度分布变化基本相似,可通过空炉时的温度分布特性来进行近似分析。在进气量12m3/s、进气比1的工况下,采用LES和RNS模型分别对空炉下干馏段和布气装置的升温过程进行数值模拟,分析干馏段和布气装置内温度及流速的变化。结果表明,布气方式决定炉内不同区域油页岩发生热解的顺序,率先发生热解的油页岩吸热减少,该位置温度加速上升,加剧炉内温度分布不均;加权平均数公式能更加准确反映截面温度不均性;炉内温度分布主要由不同区域的喷嘴加热功率与该区域的流场特性共同作用形成。

爱沙尼亚葛洛特干馏技术的发展与应用

油页岩固体热载体干馏技术是一种重要的油页岩处理技术。介绍爱沙尼亚葛洛特干馏技术的发展历程及应用状况,并重点介绍了该技术特点。以国内某矿区油页岩为例,探讨了国内油页岩的葛洛特干馏技术适应性,为国内油页岩固体热载体干馏提供参考。

热载体的应用及进展

论述了热载体应用的有关技术问题、进展及导热油加热的技术经济先进性，我国应抓紧大力推广。

布气方式对油页岩干馏炉内温度分布的影响

为研发新型气体热载体干馏技术,自主搭建了气体热载体干馏炉试验台。对不同进气方式下的炉内温度分布进行了试验研究。通过采集干馏炉内温度数据,得到炉内沿半径方向和高度方向上温度分布。分析了中心管和边壁同时进气的特点,并与中心管单独进气时进行了对比,研究了联合进气时的温升特性。试验结果表明:中心管单独进气时靠近边壁处存在滞留层,温度较低,与炉内中心处温差较大。采用中心管联合边壁进气可以较大程度改善滞留层温度较低的问题。联合进气时,炉内沿高度方向上升温速率有所不同。试验结果将为进一步研发和改进油页岩气体热载体干馏炉布气方式提供参考和依据。

油页岩固体热载体综合利用系统的能量分析与?分析

利用Aspen Plus软件对基于油页岩固体热载体干馏法构建的综合利用系统进行模拟,结合模拟结果对系统做了详细的能量分析和?分析,并绘制了系统能流图与流图来描述每个热力过程的能量分布与?损分布情况。结果表明,油页岩输入量为100kg/s时,干馏炉内部不可逆损失(即热解反应损失)其损率为47.43%,是系统损失最大环节,油页岩中11.03%的燃料化学能贬值为干馏产物热能;综合利用系统各损失中,净化冷凝单元的热损失能量品位最高。

以页岩灰为热载体的油页岩干馏过程模拟

运用Aspen Plus软件建立了以页岩灰为热载体的油页岩干馏模型。利用该模型对柳树河油页岩的固体热载体干馏过程进行了模拟,并与试验数据进行了对比,发现模拟结果与试验结果基本相符。在此基础上,分析了干馏终温和停留时间对热解水、热解气体和页岩油产量的影响。计算结果表明,柳树河油页岩的干馏最佳温度在520℃左右,干馏产物收率随干馏终温的升高而升高。热解温度过低时,油页岩中的有机质分解不充分,干馏产物收率随着停留时间的延长而增加。在较高的干馏终温下,油页岩中的有机质分解迅速、充分,停留时间对干馏产物收率没有明显的影响,所以提高干馏终温比增加停留时间更有效。

大港油浆流化焦化行为及其富芳烃油制备基础研究

以大港油浆为原料,流化焦化焦粉为载体,考察其转化反应特性,为油浆高价值利用技术的开发提供指导。首先采用热重分析仪对大港油浆和焦粉的热分解特性进行研究,之后分别以石英砂和焦粉作为热载体,探究大港油浆流化热转化反应规律。温度为500℃时,石英砂裂解液体和气体收率分别为85.54%和1.24%,相应的焦粉裂解液体和气体收率分别为84.02%和1.77%,说明与石英砂相比,焦粉具有促进热转化的作用。综合红外及GC-MS对油浆及其液体产物的分析结果,流化热转化实现了油浆中芳烃组分的富集,且焦粉裂解液体中芳烃富集效果更好。最后焦粉循环利用实验结果表明,焦粉裂化效果的稳定性较好,验证了焦粉作为油浆改性接触剂的可行性。

6000DWT沥青船液货梯级加热系统设计

提出一种利用船舶主机余热的沥青船液货梯级加热系统,包括四个加热回路,即缸套冷却水余热提取环路、废气热油锅炉环路、燃油热油锅炉环路、沥青加热环路和相应的控制装置。该加热系统可以实现船舶主机缸套冷却水余热、废气余热的梯级利用。经过经济性计算,该系统可节省燃料60%以上,十二个航程便可收回增加的设备投资,节能效果明显。