固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统及工艺

摘要

本发明属于能源与化工技术领域，公开了一种固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统及工艺。所述固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、CO₂脱除单元、C₁-C₃分离单元和CO甲烷化单元。本发明将干馏气甲烷化并副产烯烃，极大地提高了油页岩加工行业的经济收入，采用本发明所述固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统的经济收入较传统固体热载体油页岩炼制过程提高约9％，而总生产成本提高约7％；采用C₁-C₃顺序分离技术，得到高价值的化工产品烯烃和乙烷；采用低温甲烷化技术，得到天然气，减少了天然气短缺的压力。

主权项

一种采用固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统制备甲烷的工艺，其特征在于：所述固体热载体油页岩炼制集成干馏气制甲烷的系统包括依次连接的油页岩干馏单元、页岩油气分离单元、CO₂脱除单元、C₁‑C₃分离单元和CO甲烷化单元；所述油页岩干馏单元设有通入油页岩原料的入口，油页岩干馏单元的油气混合物出口通过管道与所述页岩油气分离单元的油气混合物原料入口相连接；所述页岩油气分离单元的干馏气出口通过管道与所述CO₂脱除单元的干馏气原料入口相连接；所述CO₂脱除单元设有吸收剂原料入口，CO₂脱除单元的净化气出口通过管道与所述C₁‑C₃分离单元的净化气原料入口相连接；C₁‑C₃分离单元的C₁组分出口通过管道与所述CO甲烷化单元的C₁原料入口相连接；CO甲烷化单元设有氢气原料入口及甲烷出口；所述油页岩干馏单元包含油页岩预热器、干燥器及干馏反应器；所述页岩油气分离单元包含第一气固分离器、半焦燃烧器、第二气固分离器、换热器、第一冷却器、第一油洗塔、第二冷却器、第二油洗塔、空冷器和气液分离器；所述油页岩预热器设有油页岩原料入口；油页岩预热器、干燥器和干馏反应器通过管道依次连接；干馏反应器设有脱除表面水的干燥油页岩入口，干馏反应器的油气混合物出口通过管道与第一气固分离器的油气混合物入口相连接；第一气固分离器的油气混合物出口通过管道与第一油洗塔的油气混合物流入口相连接；第一油洗塔的洗涤气出口通过管道与第二油洗塔的洗涤气入口相连接；第二油洗塔的洗涤气出口通过管道与空冷器的洗涤气入口相连接；空冷器的冷却洗涤气出口通过管道与气液分离器相连接；第一油洗塔的油出口分为两个通道，一个通道通过管道与第一冷却器的洗涤油入口连接，另一通道为产品油出口；第一冷却器的洗涤油出口通过管道与第一油洗塔的洗涤油入口连接；第二油洗塔的油出口分为两个通道，一个通道通过管道与第二冷却器的洗涤油入口连接，另一通道为产品油出口；第二冷却器的洗涤油出口通过管道与第二油洗塔的洗涤油入口连接；半焦燃烧器设有预热空气入口，半焦燃烧器的固体物料入口通过管道与第一气固分离器的固体物料出口相连接，半焦燃烧器的气固混合物出口通过管道与第二气固分离器的气固混合物入口相连接；第二气固分离器的废气出口通过管道与油页岩预热器的热废气入口连接；第二气固分离器的灰渣出口分为两个通道，一个通道通过管道与干馏反应器的热载体原料入口相连接，另一通道通过管道与换热器的空气预热原料入口连接；所述CO₂脱除单元包括吸收液泵、吸收液冷却器、吸收塔、富液泵、贫液泵、贫‑富液换热器、贫液冷却器、再生塔、再生气凝汽器、分离器和再沸器；所述吸收液泵设有吸收剂原料入口，吸收液泵的吸收液出口通过管道与吸收液冷却器的吸收液入口相连接，吸收液冷却器的冷吸收液流出口通过管道与吸收塔的冷吸收液入口相连接；吸收塔设有干馏气入口，通过管道与所述页岩油气分离单元的干馏气出口连接；吸收塔的富液出口通过管道与富液泵的富液入口相连接，富液泵的加压富液流出口和贫液泵的加压贫液流出口通过管道分别与贫‑富液换热器的原料入口相连接，贫‑富液换热器的富液出口通过管道与再生塔的富液入口连接，贫‑富液换热器的贫液出口通过管道与贫液冷却器的贫液入口连接；贫液冷却器的冷贫液出口通过管道与吸收塔的冷贫液入口连接；再生塔的再生气出口通过管道与再生气凝汽器的再生气进口相连接，再生气凝汽器的冷再生气通过管道与分离器的物流入口相连接，分离器的冷凝液出口通过管道与再生塔的冷凝液入口相连接；再生塔的塔底物流出口通过管道与再沸器的物流入口连接，再沸器的蒸汽出口通过管道与再生塔的蒸汽入口相连接；所述C₁‑C₃分离单元包括第一压缩机、脱甲烷塔、脱乙烷塔和乙烯精馏塔；第一压缩机设有净化气入口，通过管道与CO₂脱除单元的净化气出口连接；第一压缩机的净化气出口通过管道与脱甲烷塔的净化气入口相连接；脱甲烷塔的C₁组分出口通过管道与CO甲烷化单元相连接；脱甲烷塔脱除C₁组分后的C₂‑C₃物流出口通过管道与脱乙烷塔的C₂‑C₃物流入口相连接；脱乙烷塔脱除丙烯后的C₂组分物流出口通过管道与乙烯精馏塔的C₂物流入口相连接；所述CO甲烷化单元包括第二压缩机、加热器、甲烷化反应器、水冷器、冷却水泵、汽包和甲烷分离器；所述第二压缩机设有C₁组分和新鲜氢气混合物流入口，C₁组分原料管道与氢气原料管道汇合后连接至第二压缩机的C₁组分和新鲜氢气混合物流入口；第二压缩机的混合物流出口通过管道与加热器的混合物流入口连接，加热器的热混合物流出口通过管道与甲烷化反应器的物流入口相连接，甲烷化反应器的产品气出口通过管道与水冷器的产品气入口相连接，水冷器的产品气出口通过管道与分离器的产品气入口相连接；冷却水泵设有冷却水入口，冷却水泵的提压冷却水出口通过管道与汽包的冷却水入口连接，汽包的冷却水出口通过管道与甲烷化反应器的壳程冷却水入口相连接，甲烷化反应器的壳程蒸汽出口通过管道与汽包的蒸汽入口相连接；所述制备甲烷的工艺包括如下步骤：经破碎后的油页岩通入油页岩干馏单元发生干馏反应得到页岩油气混合物和灰渣，灰渣排出系统，所得到的页岩油气混合物通入页岩油气分离单元分离得到页岩油和干馏气；所得干馏气进入CO₂脱除单元，通过吸收剂进行吸收‑解析反应后得到净化气和CO₂；将所得净化气通入C₁‑C₃分离单元进行分离得到C₁组分和C₂‑C₃混合组分，C₁组分和氢气混合后通入CO甲烷化单元进行甲烷化反应，得到产品气甲烷。