劉興敦（新疆慶華能源集團,新疆塔城834406）

回轉(zhuǎn)干餾爐在油砂低溫干餾中的應(yīng)用

劉興敦
（新疆慶華能源集團,新疆塔城834406）

油砂屬非常規(guī)石油資源，儲量豐富。隨著石油資源逐漸減少，油砂的開采和加工利用已引起人們的高度關(guān)注。本文論述了油砂的一種新的加工方法——回轉(zhuǎn)爐低溫干餾法，通過實驗證明該工藝設(shè)計合理，經(jīng)濟適用，與其他工藝相比較具有較大的優(yōu)勢，適合推廣應(yīng)用。

油砂；低溫干餾；回轉(zhuǎn)爐；內(nèi)返料

1　油砂及其加工方法

油砂亦稱焦油砂或瀝青砂，是一種含有天然瀝青的砂或砂巖，屬于非常規(guī)石油資源。通常是由砂、瀝青、礦物質(zhì)、粘土和水組成。不同地區(qū)油砂礦的組成不同，一般瀝青含量約為10%～12%。油砂礦通常埋深較淺，可以露天開采，提取油砂瀝青后再加工成油品。我國能源結(jié)構(gòu)為“富煤、貧油、少氣”。油砂作為非常規(guī)油氣資源儲量僅次于煤炭，其熱解可得到油砂油作為常規(guī)能源的補充，具有非常重要的安全戰(zhàn)略意義。

目前國外油砂分離技術(shù)主要有熱水洗法、溶劑萃取法、熱解干餾法3種技術(shù)，我國油砂分離技術(shù)還僅處于室內(nèi)研究階段，我公司于2014年4月進行了中試試驗，采用內(nèi)返料回轉(zhuǎn)干餾爐設(shè)備對油砂的干餾技術(shù)及工藝流程基本成熟，達到了期待已久的研發(fā)目的，取得了良好的效果。

2　回轉(zhuǎn)爐低溫干餾工藝說明

2.1干餾單元

經(jīng)破碎篩分后的油砂（粒徑≤30mm）通過皮帶輸送至干餾爐前緩沖倉，然后經(jīng)進料旋轉(zhuǎn)閥通過進料螺旋進入回轉(zhuǎn)干餾爐。在溫度550～600℃（物料溫度）下熱裂解60～90min左右，熱裂解后得到尾砂和含有焦油的高溫?zé)峤鈿?。通過熱裂解后產(chǎn)生的尾砂由回轉(zhuǎn)干餾爐爐尾經(jīng)出料旋轉(zhuǎn)閥門排出，送入尾砂冷卻單元。通過熱裂解后產(chǎn)生的含焦油的高溫?zé)峤鈿庥苫剞D(zhuǎn)干餾爐導(dǎo)氣管導(dǎo)出，經(jīng)洗滌、除塵后，進入焦油回收和煤氣凈化單元。

2.2熱風(fēng)單元

油砂干餾所需熱量由熱風(fēng)爐提供。運行期間，油砂干餾產(chǎn)生的熱解氣作為熱風(fēng)爐的燃料，二段式煤氣發(fā)生爐產(chǎn)生的熱煤氣作為補充。在熱風(fēng)爐中，通過空氣風(fēng)機供給適量的經(jīng)預(yù)熱的空氣并進行完全燃燒，燃氣在熱風(fēng)爐內(nèi)充分燃燒后，在熱風(fēng)爐尾部的蝸殼混風(fēng)箱內(nèi)與高溫風(fēng)機送來的回風(fēng)混合，形成高溫?zé)犸L(fēng)，在高溫風(fēng)道正壓和爐尾負壓的共同作用下，通過進風(fēng)口進入回轉(zhuǎn)干餾爐熱風(fēng)入口，在爐內(nèi)通過爐壁與物料之間間接換熱后，通過回風(fēng)管道進入高溫風(fēng)機的吸風(fēng)口參與再循環(huán)。

在高溫風(fēng)機出口和熱風(fēng)爐混風(fēng)箱之間設(shè)置排煙道，將系統(tǒng)對外的排煙引出，通過空氣預(yù)熱器回收余熱后排至脫硫工序。

2.3干餾油氣回收單元

從干餾爐來的荒煤氣，在集氣管中經(jīng)來自熱環(huán)氨水池的氨水進行多點噴灑降溫后，進入氣液分離器，分離出的煤氣經(jīng)文氏塔、旋流板塔、電捕焦油器進行洗滌除油后，經(jīng)羅茨風(fēng)機加壓送至熱風(fēng)爐作為燃料使用。經(jīng)氣液分離器分離出的液體進入緩沖水池，經(jīng)提升泵送至熱環(huán)氨水池；文氏塔分離出的液體進入熱環(huán)氨水池；旋流板塔與電捕焦油器分離出的液體進入冷環(huán)氨水池，熱環(huán)氨水池與冷環(huán)氨水池內(nèi)油水混合物經(jīng)沉降分離后用提升泵送至成品油罐區(qū)。

3　工藝特點

外熱式回轉(zhuǎn)爐低溫干餾工藝成功的解決了傳統(tǒng)工藝的原料供應(yīng)、濕法熄焦、煤氣純度、廢水處理等問題。與傳統(tǒng)工藝相比，該項工藝技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

（1）外熱式回轉(zhuǎn)爐可以處理目前傳統(tǒng)工藝無法處理的20mm以下的碎煤、油砂、油頁巖。

（2）干餾爐筒體為夾套式，熱煙氣進入夾套后與筒體進行充分接觸，換熱均勻，提高了換熱效率。

（3）高溫?zé)煔庋h(huán)利用、富余外排煙氣用于預(yù)熱回收，熱利用效率高。

（4）工藝裝置操作靈活，工藝參數(shù)調(diào)整便捷。

（5）自動化程度高、運行可靠、操作穩(wěn)定，同時可有效減少裝置定員。

（6）在筒體內(nèi)壁設(shè)有返料螺旋，可將干餾后的尾砂隨著筒體的轉(zhuǎn)動送至筒體前端的導(dǎo)料螺旋板處，與進入的物料混合，充分的利用了尾砂產(chǎn)生的余熱，縮短了干餾時間。

（7）半焦不含水，采用連續(xù)干法熄焦，半焦產(chǎn)品含水為“零”。提高了半焦的品質(zhì)，節(jié)約了能源，減少了有害氣體及工業(yè)污水的生成，環(huán)保優(yōu)勢明顯。

（8）所產(chǎn)焦油質(zhì)量好、收率高，焦油密度低，小于360℃餾分占到48.5%，360℃～450℃餾分占到35%；H元素質(zhì)量百分含量大于9%，是優(yōu)質(zhì)的加氫原料。由于加熱終溫及溫升速度可控性好，焦油收率達到葛金干餾的90%以上。

（9）煤氣純凈、熱值高，所產(chǎn)煤氣CH4、H2、CO有效成分高，N2含量小于2%，熱值高達4300kcal/Nm3，可作為優(yōu)質(zhì)的原料氣，用于制取天然氣、合成甲醇、合成氨、提取氫氣等。

4　干餾過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

（1）運行中經(jīng)常出現(xiàn)原料中的異物卡阻進料旋轉(zhuǎn)閥。

解決方法:在破碎機后增加篩網(wǎng)，將大塊物料及雜物分離，提高原料質(zhì)量。

（2）出料旋轉(zhuǎn)閥有物料粘結(jié)現(xiàn)象。

解決方法：對爐尾出料箱增加保溫設(shè)施，同時在干餾爐內(nèi)增加內(nèi)返料裝置，縮短油砂干餾時間，降低尾砂含油率。

（3）干餾爐出口灰塵堵塞。

解決方法：增加旋風(fēng)除塵器，將灰塵及時排除。

5　結(jié)論

通過以上油砂干餾試驗證明內(nèi)返料式回轉(zhuǎn)干餾爐在油砂的加工利用上是可行的，該工藝設(shè)計合理，經(jīng)濟適用，與其他工藝相比較具有較大的優(yōu)勢，適合推廣應(yīng)用。油砂作為一種非常規(guī)能源，已經(jīng)成為世界能源的重要組成部分，油砂的加工技術(shù)將會隨著時間而趨于系統(tǒng)化、規(guī)范化。在不久的將來，在非常規(guī)能源領(lǐng)域中油砂必將占有一席之地，發(fā)揮它應(yīng)有的作用。

[1]崔苗苗.油砂資源的開發(fā)和利用[M].化學(xué)工業(yè)與工程.