油页岩干馏工艺研究-课件

油页岩干馏工艺研究油页岩干馏工艺分类1、油页岩的干馏工艺分类：地面干馏（<300m）和地下干馏（>300m）。(1)地面干馏主要流程：(2)地下干馏主要流程：地面干馏工艺基础研究主要油页岩地面干馏工艺比较炉型抚顺式炉基维特炉Petrosix炉Galoter炉ATP炉国家中国爱沙尼亚巴西爱沙尼亚澳大利亚单炉处理量(t/d)100200/10001500/600030006000页岩块径/mm10~7510~1256~500~250~16热载体干馏气及半焦潜热干馏气及半焦显热半焦潜热型式垂直圆筒水平圆筒过程页岩热解半焦气化页岩热解半焦冷却(半焦未利用)页岩热解半焦燃烧铝甄油收率/%6575~8085~9085~90——2、地面干馏工艺基础研究依据：油页岩品位、干馏气或/和半焦的热值、油页岩熔点、硬度与强度等；地面干馏工艺基础研究2.1地面干馏工艺优选美国铝甄分析仪器（100g）中国铝甄分析仪器（50g）地面干馏工艺基础研究（1）油页岩品位：测试方法为铝甄分析；抚顺干馏工艺可处理贫矿和富矿；大部分干馏工艺只能处理富矿（热源来源单一）美国铝甄中国铝甄对于贫矿油页岩，当干馏气收率<4%时，不能用基维特和

Petrosix炉（热源来在干馏气燃烧）；半焦热值不足以提供干馏热能，不适用于Galoter、ATP、大工新法干馏工艺（热源来自半焦燃烧）地面干馏工艺基础研究地面干馏工艺基础研究油页岩变形温度T1/℃软化温度T2/℃熔化温度T3/℃抚顺129013301380茂名135013701400桦甸114012901300龙口112011401160爱沙尼亚130014001430俄罗斯库克亚瑟127513601375（3）油页岩熔点(灰分的熔点)：灰熔点是考察油页岩使用性能的重要指标灰熔点与矿物组成有关系，Al2O3和SiO2含量高则灰熔点高，GaO含量高则灰熔点低灰熔点过低会造成干馏炉内熔结，妨碍正常操作；地面干馏工艺基础研究(4)硬度和强度:油页岩的硬度与强度是选择干馏炉类型的关键因素之一油页岩的硬度和强度主要取决于所含矿物质的性质和油页岩形成的地质条件；强度低的油页岩不能用块状干馏炉，否则造成炉内堵塞，应选择粉末、颗粒油页岩干馏炉（1）原料粒径：控制油页岩裂解主要是传热和传质，而原料粒径大小在传热和传质方面起着重要的作用；粒径越小对页岩油收率越有利，但粒径越小加工成本越高原料粒径与油收率的关系(14kg/h反应器)地面干馏工艺基础研究（2）给料速度：给料速度受反应器处理能力所控制给料速度挥发分气相流量气相停留时间裂解程度油收率↑↑↑↓↓↑

给料速度与油收率关系

地面干馏工艺基础研究给料速度流化床温度挥发分油收率过大↓↓↓给料速度气相停留时间裂解程度油收率过小↑↑↓升温速率是区别反应器类型的一个重要标志，其主要是由反应器类型（热通流量）、物料颗粒粒径、物料性质决定（Scott）升温速度（℃/min）页岩油收率/kg页岩油密度D20420.1910.895850.1960.9014100.2010.9137150.2150.9188地面干馏工艺基础研究（3）升温速率：升温速率干馏时间页岩油收率产物裂解程度页岩油密度↑↓↑↓↑（4）反应终温：页岩油产量先随温度的升高而增加，达到最大值后又随温度的继续升高而减少，气体的产量随温度升高而增加0.1950.20.2050.21250-300300-350350-400400-450450-500500-550温度(℃)总油量(kg)油页岩反应温度与油收率关系反应终温/℃

400450500550600页岩油相对密度0.88160.89430.89200.90940.9090550℃前，增加反应终温有助于有机物的分解，随着温度继续升高，则进一步降低半焦的H/C值。地面干馏工艺基础研究正交试验：地面干馏工艺基础研究试验号反应温度(℃)给料速度(kg/h)粒径(mm)物料重量(kg)1400-450120.47以下42400-450140.47-0.6743400-450160.67-0.9544450-500120.47-0.6745450-500140.67-0.9546450-500160.47以下47500-550120.67-0.9548500-550140.47以下49500-550160.47-0.674该干馏工艺的关键因素的重要性依次：油页岩物料的粒径，其次是给料速率，反应温度；最优工艺条件为：粒径<0.47mm、给料速率14kg/h、反应温度450－500℃正交试验结果：DPS数据处理系统（DataProcessingSystem）地面干馏工艺基础研究汇报内容干馏工艺分类地面干馏工艺

2.1干馏工艺的选择依据

2.2地下干馏基础研究3.地下干馏工艺3.1地下干馏分类3.2地下干馏基础研究4.结论地下干馏工艺基础研究3、地下干馏工艺分类：根据加热方式分为电加热、流体加热、辐射加热三类工艺；流程：加热油页岩页岩油

采油地下干馏工艺基础研究油页岩热物理性质:地下干馏工艺基础研究（1）导热性3.1、油页岩的热特性：导热性、比热容、热扩散率热传导比测技术的堆叠集合体热传导测量仪(Departmentofelectricalengineering,Coloradostateuniversity,1978)D50mm，H12.5mm耐热玻璃7740地下干馏工艺基础研究油页岩的导热性与有机物含量（含油率）成反比；

导热性：油页岩>页岩半焦>页岩灰导热性：矿物质>有机物>空隙K——热传导率（W/m℃）T——温度（

℃或K）F——含油率（Fischerassay）平行于油页岩层理面方向的导热性比垂直方向大30%左右；垂直层理面方向抵抗热流能力略强；(ColoradoStateUniversity)地下干馏工艺基础研究

热流的方向尽量与油页岩层理面平行，对原位开采的加热井的方向研究具有重要的意义优选方案地下干馏工艺基础研究（2）比热容（简称比热）：单位质量的物体温度每升高（或降低）1K所吸收的热量油页岩所含水分愈高，其比热愈大，这是由于水的比热比油页岩的比热大得多而造成的（东北电力大学）；原位开采首先将地下水抽出，减少热量的损耗；样品水抚顺干酪根抚顺茂名约旦比热容（J/g·℃）4.23.221.051.131.25地下干馏工艺基础研究抚顺油页岩茂名油页岩同一产地的油页岩比热容随含油率和温度的增加而增加；干酪根比热容明显大于油页岩的比热容（中国石油大学）；（3）热扩散率：油页岩在加热或冷却时各部分温度趋于一致的能力；地下干馏工艺基础研究油页岩中矿物质的热扩散率矿物质石英白云石方解石斜长石钠长石黄铁矿方沸石钾长石热扩散率/10-2cm2sec-11.1-2.40.3-1.50.4-1.50.4-1.20.4-0.84.6-8.00.4-0.50.4-0.7温度范围20-40020-50020-50025-51025-46025-36025-36032-280内因：矿物质组成、含油率外因：温度影响因素地下干馏工艺基础研究绿河油页岩热扩散系数与温度和含油率的关系图α——热扩散率K——导热率ρ——密度Cp——比热（3）孔隙度：孔隙度随着温度的升高而增长，当温度到达一定程度（有机物和碳酸盐的分解），孔隙度增大十分明显。地下干馏工艺基础研究怀俄明州，LaramiePetroleumResearchCenter(绿河油页岩)含油率越高，孔隙度越小地下干馏工艺基础研究渗透率（毫达西）含油率与层理面方向油页岩510℃815℃510℃后，酸浸泡1.0垂直00.100.360.33平行00.100.560.596.5垂直00.100.210.39平行00.100.