簡介
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。撫順工藝的商業套用開始於1930年,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。1950年,共有266個裝置在運轉,每個產能是每天100–200噸頁岩油。
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。而與此同時,撫順礦業集團公司下屬頁岩煉油廠組建,套用撫順工藝生產頁岩油,並於1992年投產。2005年,中國成為世界最大的頁岩油生產國。
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。
技術
撫順工藝被歸為內燃技術,但也用到外熱工藝。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)。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,而在基維特工藝里,熱氣是從側面進入乾餾爐加熱油頁岩顆粒。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,會在冷凝系統里冷卻,頁岩油也在這一系統里冷凝,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。
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裡加熱。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。
撫順工藝的優點是投資小和穩定性高。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。根據費歇爾分析法測定,撫順爐的油產率約為65%。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。
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。
商業套用
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。每個撫順爐每小時能處理約4噸油頁岩。