抚顺干馏炉工艺计算

抚顺油页岩干馏技术的核心是抚顺干馏炉,对于抚顺干馏炉和整个工艺系统,准确的工艺参数设计至关重要,但是抚顺炉内的化学反应复杂,反应过程不稳定,致使很多现代化测量和模拟技术得出的结果很难与现实情况吻合,为了能够阐明思路并解决问题,本文提供了一种更简化直接的抚顺干馏炉计算方法,希望能够给相关的从业人员提供参考。     

基于Aspen Plus模拟五林镇油母页岩的生产

页岩油是指以页岩层系中所含的石油资源,是迄今为止在固体矿产领域中的人造石油。油页岩是一种能源矿产,属于低热值固态化石燃料。透过裂解化学变化,可将油页岩中的油母物质转化为合成油。抚顺干馏炉充分利用固定碳,并做到热量自给有余;油页岩块度适应范围广,能处理10~70 mm的油页岩。因此采用抚顺炼油工艺,借助Aspen Plus软件对黑龙江五林镇的油母页岩进行模拟干馏,从而实现软件对炼油工艺辅助之目的。研究结果表明,可以通过Aspen Plus软件对抚顺干馏炉进行模拟,且模拟所得结果与工业实验数据相匹配,为页岩炼油技术提供指引。     

煅烧活化对页岩残渣中SiO2利用率的影Ⅱ向

以油页岩三种工艺过程产生的残渣(油页岩固体热载体法干馏半焦、油页岩抚顺炉法干馏半焦和油页岩电厂循环流化床细渣)为研究对象,结合不同煅烧温度下的XRD特征研究了煅烧温度、煅烧时间和反应粒度对SiO2利用率的影响规律.结果表明,只有油页岩固体热载体半焦需要煅烧活化,850℃下煅烧0.5 h可获得SiO2最大碱浸出率为80%;抚顺炉干馏半焦和热电厂灰渣勿需煅烧活化,其SiO2利用率分别约为75%和60%.     

新疆油页岩应用抚顺炉低温干馏的工艺计算

根据抚顺炉的干馏与气化特点,结合综合计算法对新疆油页岩进行了抚顺式干馏炉的物料计算,为油页岩应用抚顺炉进行干馏加工提供了通用的物料计算方法。利用该方法的物料衡算结果,可对生产进行检查,评价工艺、设备是否先进、合理,判断物料的统计、分析、测量是否正确,了解过程中物料分布情况,为选用、设计净化输送设备提供依据。     

基于分析的陈化稻谷全粉碎发酵工艺节能优化

基于Aspen Plus设计并建立了处理量为40万吨/年的陈化稻谷全粉碎发酵工艺流程。采用(火用)分析法对工艺的热力学性能进行了研究,明确(火用)损失来源并进行了优化改造,研究结果表明：优化前工艺(火用)损失为106 477.62 kW,优化后(火用)损失为79 108.84 kW,经优化(火用)损失减少27 368.78 kW,(火用)效率提高了5.97%。生产1 t燃料乙醇总能耗为1 424.69 MJ,消耗原料4.25 t,耗水量和废水量分别为2.99和0.37 t,在满足生产过程中蒸汽用量需求的基础上产生电力15.03 MW,系统消耗1.29 MW。通过对优化前后工艺进行经济性分析发现,优化后的工艺经济性较好,工艺优化后公用工程的费用减少了52.76%,总成本降低了49.73元/吨,每年的净利润升高了2.85%。     

等离子体法炭黑工艺与炉法炭黑工艺的(火用)对比分析

传统炭黑生产过程热能效率低,存在大量NO_x和CO₂排放,炭黑收率低。等离子体法生产炭黑能大幅提高能量利用效率,理想状况下可以完全收获原料中的碳,并消除由于燃烧产生的CO₂和NO_x排放。基于Aspen Plus软件模拟了炉法炭黑和等离子体法炭黑工艺过程。计算分析了等离子体法炭黑工艺相对于炉法炭黑工艺的节能效果：对于炉法炭黑分别计算了N110、N₂20、N330、N440和N550五种炭黑品种的过程(火用)流,等离子体法炭黑计算了甲烷和焦油两种原料的过程(火用)流;对比分析了两种工艺过程炭黑收率、进出料(火用)流、产品(火用)效率以及工艺过程(火用)效率。结果表明：以焦油为原料的炉法炭黑收率在47.6%～66.6%之间,与实际值吻合,明显低于等离子体法94%的理想炭黑收率;以焦油为原料的理论计算表明,等离子体法炭黑产品(火用)效率和工艺过程(火用)效率显著高于炉法炭黑;以焦油为原料的等离子体法炭黑产品(火用)效率高于以甲烷为原料的产品(火用)效率。     

抚顺矿区油母页岩的综合利用

<正> 一、油页岩的性质抚顺矿区油母页岩的开发利用已有60多年历史.该矿区油母页岩系与煤共生,蕴藏在含煤地层中,并直接覆盖在煤层之上。矿层很厚,一般厚48～190m,可采厚度为60～80m。抚顺西露天矿油母页岩平均年产量约700万 t,富矿含油率一般为5.85%～11.32%。抚顺东露天矿煤层的上覆层为油母页岩、绿色页岩及第四纪冲积层,油母页岩储量丰富,对页岩的利用十分有利。油母页岩工业分析情况见表1,西露天油页岩干馏分析见表2。二、油母页岩利用现状1.炼制页岩油抚顺矿区利用圆型干馏炉干馏油页岩,技术成熟、可靠。供炼油用油母页岩块径为0～900mm,运到油厂后,经两级破碎和筛分加     

油页岩干馏炉提高油产率技术方案的研究

介绍了油页岩资源的基本情况及抚顺式干馏工艺的特点,对影响抚顺式干馏炉页岩油产率的因素进行了分析,并针对影响因素进行了改变干馏机理、确定最佳工况参数的半工业化试验。试验证明,对抚顺式干馏炉可通过改变工艺配量的方式,使其达到最佳工作状态,从而保证干馏炉得到较高的页岩油产率。     

世界油页岩资源的开发利用现状

油页岩是一种非常规能源,世界储量巨大,作为石油的补充能源,开发前景广阔.油页岩在隔绝空气条件下加热至500℃左右,会热解生成页岩油,经加工处理后可以制得汽油、柴油等油品.油页岩也可直接燃烧,产生蒸气、发电,目前利用油页岩燃烧发电的国家有爱沙尼亚、中国、德国等.本文介绍了世界主要油页岩国家的油页岩储量和加工利用情况,目前世界上利用油页岩干馏制取页岩油的国家主要有3个,中国(产量80万吨)、爱沙尼亚(产量50万吨)和巴西(18万吨),其他国家略有生产.中国页岩油产量一直居世界首位,目前有将近10座油页岩干馏厂投入运行,其中抚顺矿业集团年产页岩油35万吨,全国居首,该公司引进的日处理颗粒油页岩量6000t的ATP干馏工艺,目前已经在调试中阶段性运转,并逐渐延长连续运转时间,山东龙口等其他地方的油页岩加工利用也取得很大进展.美国目前没有进行油页岩干馏炼制页岩油的工业化生产,但有多所大学、公司和研究所已经对油页岩进行了长期的地上和地下干馏工艺的研究和开发.文中还介绍了国内外油页岩干馏的3种主要炉型,分别为块状页岩气体热载体干馏炉、颗粒页岩固体热载体干馏炉和粉末页岩流化干馏炉,并对比了不同国家的干馏炉型的优缺点.     

两种一氧化碳变换工艺的(火用)热力学分析

基于Aspen Plus流程模拟软件,以煤制氢项目的一氧化碳变换装置为例,设计了绝热变换和等温变换两种工艺流程,采用(火用)热力学分析方法对两种工艺进行了(火用)衡算,分析了两种工艺的(火用)效率和(火用)损失分布以及反应温度和副产蒸汽温度对变换炉的(火用)热力学影响。结果表明:等温变换和绝热变换全流程(火用)效率分别为89.98%和89.44%,等温变换(火用)效率稍优于绝热变换;反应温度对等温变换炉的(火用)热力学影响不明显,提高副产蒸汽温度有利于提高(火用)效率;反应温度对绝热变换炉的(火用)热力学影响明显,需综合考虑节能和投资因素,设置合理的变换炉数量。     

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.     

回转式油页岩干馏炉测温技术研究进展

介绍了油页岩低温干馏制油气的过程和工艺,阐明了干馏是一个复杂的物理传热和化学热解的过程,是整个页岩炼油中最关键的工艺,并介绍了目前国际上关于低温干馏反应炉的技术,其中包括Galoter技术、ToscoⅡ技术、LR技术以及ATP技术。分析了在油页岩反应炉中温度对产油率的影响,表明温度对整个反应炉的重要性,并进一步分析了温度对干馏所造成影响的原因,重点阐述了温度测量的重要性与技术方法。对回转式油页岩干馏炉的测温现状进行了综述,总结了目前常用的一些回转炉测温方法,针对回转式油页岩反应炉目前存在的问题,提出了在温度控制、系统检测、红外测温等方面的改进措施。     

油页岩干馏的冷凝回收系统研究现状与发展趋势

随着世界石油需求量不断上升,页岩油作为石油替代资源越来越受到重视,其中油页岩干馏技术中的冷凝回收系统直接影响产品的质量、能耗和环保问题,是干馏技术中的重要环节。本文介绍了几种国内外已应用的页岩油冷凝回收水洗和油洗工艺。水洗工艺主要介绍了抚顺炉工艺,茂名流化干馏炉工艺,Petrosix炉工艺和Lurgi炉工艺。油洗工艺主要介绍了Galoter炉工艺和ToscoⅡ法油洗工艺。对上述两种工艺从装置和工艺先进性进行对比得到如下结论：水洗工艺成熟,但存在工艺落后、能耗大、循环水量大等缺点。油洗工艺先进,能有效回收高温荒煤气的热量,但目前国内该方面的技术还不成熟,需要深入研究。     

Results of mathematical modeling of oil shale retorting in an aboveground,external-combustion,moving-bed retort

Our one-dimensional mathematical model for simulating the chemical reactions and physical processes in oil shale retorting was applied to the indirect mode of operating an aboveground retort in which externally heated recycle gas provides the heat required for the retorting process. Countercurrent to the hot gas flow, a moving bed of shale is pushed upward through an expanding conical reactor, as in the Union B retort. The model was applied to a hypothetical set of commercial-scale conditions in order to identify key operating or design parameters. Variations in recycle-gas temperature and flow rate, shale flow rate, shale grade, water content, particle size distribution, bed porosity, uniformity of bed porosity, and retort dimensions were studied. The results of these calculations help identify the relative importance of the different process parameters in terms of oil yield, pressure drop, exit temperature of gas and shale, fuel consumed in heating the recycle gas, compressor power, condenser cooling load, and reactor size.     

油页岩地面干馏技术研究

近年来,随着国际石油供求矛盾的不断突出和石油价格的居高不下,油页岩资源逐渐引起了众多科研人员的青睐.油页岩是一种重要的非常规油气资源.世界油页岩分布范围广,储量十分丰富,其探明可采储量如果折算成页岩油,数倍于世界原油的探明储量.页岩油作为石油的一种理想替代品,进行油页岩制油技术的研究不仅蕴含巨大的商业利益和经济价值,对国家安全和能源战略也具有十分重要的意义.油页岩制取页岩油的技术可分为地面干馏技术和原位开采技术.地面干馏技术的工艺和设备发展比较成熟,也是目前制取页岩油最主要的途径.根据颗粒粒度的大小又可分为块状干馏技术和小颗粒干馏技术.着重介绍的块状油页岩干馏技术有抚顺炉技术、Kiviter技术和Petrosix技术,小颗粒干馏技术有Tosco-Ⅱ技术、ATP 工艺和Enefit-280工艺等.最后指出了油页岩地面干馏技术的发展趋势.     

油页岩的开发与利用

简要介绍了抚顺油页岩工业的发展过程。重点介绍抚顺式炉的结构及干馏工艺；对油页岩的深加工方向进行了探索讨论，提出油页岩灰渣的综合利用方向。     

油页岩气体热载体干馏过程模拟

运用Aspen Plus软件,将油页岩定义为常规物流、非常规物流和常规惰性固体物流的混合物流,结合油母质热解机理、总包一级热解动力学模型,建立了油页岩气体热载体干馏炉模型。在干馏炉正常运行温度下,对油页岩中有机质及其热解产物页岩油、热解气体、半焦等物质的质量进行了计算和分析,并对不同温度下有机质及其热解产物的质量进行了计算和分析。模拟结果与干馏炉设计运行参数符合较好,能方便的对不同温度下热解产物的质量进行预测。     

Results of mathematical modeling of oil shale retorting in an aboveground,internal combustion retort

The one-dimensional mathematical model developed at the Lawrence Livermore National Laboratory to simulate the detailed chemical reaction kinetics involved in modified in-situ retorting of oil shale has been applied to simulate aboveground retorting in a moving, packed-bed retort. Application of the model to simulate such a retort was made for the internal combustion mode of operation, using typical operating conditions of the Paraho semiworks retort. Comparison with the semiworks experimental data revealed the general accuracy of the model in calculating retort temperature profiles, oil yield, off-gas composition, and outlet shale composition. The model was also applied to a hypothetical set of commercial-scale conditions in order to identify key operating or design parameters. These parameter studies predicted that the oil yield and the overall process performance could be markedly improved by increasing the recycle gas flux, decreasing the inlet-air flux, and relocating the inlet-air distributors. A process flowsheet was developed for the complete retorting system.     

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。