什么是页岩气百科(「化工历史」107-1928年开始的抚顺油页岩干馏工艺)


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抚顺油页岩干馏工艺是一种页岩油提取的地上干馏技术,以中国东北的页岩油的主要产地辽宁抚顺命名。


抚顺工艺是中国在1920年代提取页岩油时发展的一项技术。抚顺工艺的商业应用开始于1930年,第二次世界大战后,页岩油的生产停止,直到1949年,100个抚顺页岩油干馏工艺装置恢复生产。1950年,共有266个装置在运转,每个产能是每天100–200吨页岩油。


什么是页岩气


1960年代大庆油田发现后,页岩油产量开始下降,中石化在1990年代停止生产页岩油。而与此同时,抚顺矿业集团公司下属页岩炼油厂组建,应用抚顺工艺生产页岩油,并于1992年投产。2005年,中国成为世界最大的页岩油生产国。

1985年至1986年,中石化在约旦试验抚顺工艺生产页岩油,尽管技术上可行,但因为成本太高而终止。抚顺工艺被归为内燃技术,但也用到外热工艺。

抚顺工艺采用竖直圆柱形摇臂干馏炉,外层为钢板,内层衬以耐火砖。干馏炉高度超过10米(33英尺),内径约3米(9.8英尺)。油页岩原料颗粒大小为 10至75毫米(0.4至3.0英寸),从上部送入干馏炉。在干馏炉上部,页岩油干燥和被上升的热气加热,上升的热气穿过下降的油页岩,使油页岩分解。热解发生的温度约为 500 °C(930 °F)。产生的油蒸汽和热气从底部直接上升到干馏炉顶部并排出,而在基维特工艺里,热气是从侧面进入干馏炉加热油页岩颗粒。在热解过程中,油页岩被分解为页岩焦,与上升的空气蒸汽一起在干馏炉的下半部燃烧,以加热气体,用于分解所需。这些气体会被重复利用,从干馏炉排出之后,会在冷凝系统里冷却,页岩油也在这一系统里冷凝,气体在加热炉里从500 °C(930 °F)重新加热到700 °C(1,290 °F),然后重新输入到干馏炉。页岩灰从干馏炉底部的旋转的水盆排出,水盆封住干馏炉,并起到冷却干馏炉作用。


抚顺工艺里,干馏炉是一套装置中的一部分,另外还包括物料系统、油烟气系统、冷却及循环水系统和页岩油回收系统,而基维特工艺里,整个装置只有干馏炉。回热炉紧邻干馏炉,两个循环将二者联系起来,即燃烧循环和气体加热循环。在燃烧循环,炉子被加热到1,000 °C(1,830 °F)。燃烧循环完成后,从冷凝系统来的干馏炉气体输入到炉子里加热。多个炉子交替使用,一直保证有一个炉子用来加热干馏炉气体。一般情况下,有20个干馏炉共用一个冷凝系统和一套加热炉。


抚顺工艺的优点是投资小和稳定性高。这一工艺另一突出的优点是热效率很高,但是,由于需要往干馏炉里加空气,氮气会稀释热解气体。另外,过量的氧气会烧掉产出的一部分页岩油,因此会减少页岩油产量。根据费歇尔分析法测定,抚顺炉的油产率约为65%。抚顺工艺的缺点是页岩废料大和耗水量大,平均每生产1桶页岩油需要消耗6–7倍的水量。该工艺不适合于粒径很小和油含量低于5%的矿石。

由于单个干馏炉容量有限,抚顺工艺只适用于小规模的干馏厂,处理页岩气产率低的低品质油页岩。

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