撫順頁巖油廠工藝改造研究

顧大章 許輝（撫順礦業集團頁巖煉油廠，撫順礦業集團工程技術研究中心，遼寧 撫順113009）

撫順低溫干餾工藝是一種以油頁巖為原料，采用高溫（450℃～600℃）熱解的方式，獲得頁巖油。不同于美國出口的頁巖油，我國的頁巖油是以固體的形態均勻分布于巖石中，稱之油母，經過高溫熱解后，以氣態的形式通過頁巖空隙排出，再經過冷卻得到頁巖油。撫順工藝就是工業化的實現了頁巖原料的熱解加工，得到頁巖油。現對B部裝置工藝進行升級改造，主要目的是提升B部產油率，提高環保效果，降低成本，具體的實施方式是增設了瓦斯冷卻工段、輕質油回收工段及余熱回收工段。

1 改造前B部工藝流程簡述

撫順低溫干餾工藝是一種非常典型的油頁巖低溫干餾工藝，由“干餾爐+加熱爐+回收系統”三個主要單元構成，回收系統是其干餾產物冷凝凈化單元，最終得到純凈的干餾瓦斯（氣）和頁巖油（液），其工藝流程如圖1所示。

撫順工藝中干餾爐的供熱由兩部分組成，一部分來自飽和空氣在發生段的燃燒，一部分來自外供的熱循環瓦斯，而熱循環瓦斯是冷瓦斯在蓄熱式加熱爐中換熱得來。回收系統從干餾爐出口開始，干餾產物是100℃左右的烴蒸汽混合物，在集合管經過第一次噴淋洗滌，洗滌下來大量的頁巖油，這個過程是一個等焓變化，得到飽和的瓦斯氣。然后再進入洗滌塔，進一步噴淋洗滌，獲得大量的頁巖油，同時降溫，降濕，而洗滌后的熱水進入飽和塔，為空氣增濕增溫。瓦斯出洗滌塔后，進入瓦斯風機加壓，風機出口分為兩個支路，一路作為冷循環瓦斯進入加熱爐，一路進入冷卻塔進行第3次噴淋洗滌，獲取頁巖油，冷卻塔后，瓦斯線路再次分為兩條支路，一路作為燃料去加熱爐燃燒室，一路外送到裝置區外綜合利用。瓦斯風機前后負壓和正壓管線上都有收油設備，所以此工藝為半負壓工藝。

2 改造后B部工藝流程簡述

為提升整個系統的油收率，對現有裝置、工藝進行改造，改造的依據主要是兩點，一是降低整個系統的冷卻終溫，運用加大油品相變溫度差的方式，回收之前沒有收到的油品；二是降低冷循環瓦斯溫度，回收之前沒有收到的油品；三是增設電捕焦油器又稱為電捕塔，利用電場作用，捕集氣態汽油，使小顆粒極性分子的液滴匯集，成為可以流動的油滴和水滴，從而回收，其工藝流程如圖2所示。

B 部工藝升級改造后，增設了間冷塔和電捕塔兩個收油設備，間冷塔配套供暖單元對裝置外提供熱水資源，間冷塔后連接電捕塔，電捕塔后連入瓦斯風機，瓦斯風機后分為3條支路，分別是燃燒瓦斯、冷循環瓦斯、外送瓦斯，所有的收油設備在瓦斯風機前的負壓段工段，所以此工藝為全負壓工藝。

3 改造后干餾系統供熱分析

改造后與改造前相比，干餾爐進的主風量和飽和溫度均有所降低，而干餾爐出口產物中水蒸汽量減少，循環瓦斯含水蒸汽量減少，循環瓦斯中干瓦斯量大大增加。這樣改變了原有的干餾供熱平衡，在處理量相同的基礎上，改造后干餾爐來自于下部發生段的熱量，占總干餾需熱量的比重減少，而循環瓦斯帶來的熱量占的需熱量比重增加，原因是由于主風量減少，發生段的氣化反應規模縮小，放熱量減少，需要循環瓦斯來補償，這就需要在加熱爐燃燒更多的燃料，結果使燃燒瓦斯增多，外送瓦斯量減少，換來的是整個系統收油率增加，具體對比數據見下表。

表1 干餾爐供熱分配和瓦斯分配表

4 改造后回收系統分析

回收系統引用間冷塔直接將系統的最低冷凝溫度降到58℃，比原有冷卻塔效果更高，所以將原有的冷卻塔停用。間冷塔又分為兩段換熱水，高溫段換來的余熱滿足供暖要求，進入供暖水網。同時間冷塔與閉式兩用涼水塔聯用，夏季用循環水冷卻，冬季直接采用風冷。瓦斯在間冷塔后進入電捕塔，在電場力的作用下捕集氣態汽油，而后進入加壓風機。瓦斯風機是整個系統的動力源頭，連接前段的負壓回收段，和加熱爐區的正壓段，瓦斯經過風機后由于軸功升溫10℃，但其含水量不變。回收系統運行參數及比較結果見下表。

圖1 改造前B部工藝流程圖

圖2 改造后B部工藝流程圖

表2 回收系統運行參數表

表3 回收系統運行參數表

5 結語

B 部改造項目是在原有的場地環境下進行是設計和實施，充分利用了現有的條件，對回收系統進行了較大的革新變動，投入了新技術和新設備，使產油率大大提高，對系統壓力也進行了調節，達到了高效節能增產的效果和目的。項目實施后運行2年，工況平穩，設備可靠性高，沒有增加操作崗位勞動強度，并實現了對外余熱供暖。同時也應注意到，在能量運用角度分析，循環瓦斯溫度的變化，對整個系統的供熱分配也有較大影響，系統的供熱余力全部在于自產瓦斯，不能無限度的增加循環供熱量，由于主風飽和度和瓦斯終冷溫度的變化，對與系統污水產生量也有較大影響，這些都是系統需要進一步優化的研究課題所在。