Evaluación mundial de réplicas de esquisto bituminoso

1. Principios para la evaluación de la industrialización de hornos de retorta de esquisto bituminoso

(1) Avance. Este artículo examina principalmente la tasa de rendimiento de aceite de la retorta de aluminio mediante el proceso de horno de retorta industrial. Generalmente se cree que si la tasa de rendimiento de aceite de la retorta de aluminio es tan alta como 85, el proceso está más avanzado; si es inferior a 70, no está lo suficientemente avanzado; Por supuesto, además de que la tasa de producción de petróleo es la clave, hay otros indicadores que deben considerarse. Por ejemplo, generalmente se considera que la capacidad de producción de un solo horno a escala industrial es superior a 1000 t/d. Además, los avances también deben incluir la eficiencia térmica del producto, el bajo consumo de energía de agua, electricidad y vapor, así como la alta calidad del producto (calidad del petróleo de esquisto, poder calorífico del gas destilado, etc.). Igualmente importante es el grado en que el proceso de retorta afecta al medio ambiente.

(2) Vencimiento. Depende principalmente de la tasa de funcionamiento anual y del ciclo operativo más largo del horno de retorta industrial. El tiempo de funcionamiento anual de un horno de retorta industrial maduro debe ser de más de 7200 horas, es decir, debe funcionar durante más de 10 meses. La experiencia histórica muestra que el desarrollo de un nuevo proceso de retorta, desde el laboratorio hasta las pruebas en pequeña escala, las pruebas piloto, la semiindustrialización y luego la industrialización a gran escala, a menudo lleva no unos pocos años, sino más de diez años. o incluso décadas para tener éxito.

(3) Adaptabilidad. El proceso del horno de retorta debe ser fácil de operar y ajustar, y debe poder adaptarse a los cambios en el rendimiento y la capacidad de procesamiento de la esquisto en bruto. Hay menos contaminación durante el procesamiento y debería ser fácil de gestionar.

Cabe decir que el proceso de carbonización que puede cumplir con los tres criterios de evaluación anteriores es, por supuesto, el más ideal.

2. Comparación de los principales procesos de autoclave para esquisto bituminoso

Actualmente, existen seis procesos principales para producir petróleo de esquisto mediante autoclave de esquisto bituminoso en el mundo (Tabla 3-1), a saber, el horno Fushun de China (horno de retorta de esquisto), el horno Petroseks de Brasil (horno de retorta de esquisto), el horno Kivit de Estonia (horno de retorta de esquisto), el horno Groot (horno de retorta de esquisto granular), el horno Grote (horno de retorta de esquisto de grano) y el horno Grote (horno de bloque horno de retorta de esquisto). Horno Grote (horno de retorta de esquisto granular) en Estonia y horno Tasek (horno de retorta de esquisto granular) en Australia. A excepción del horno Tasek, cuya tecnología es inmadura y ha detenido la producción industrial, otros hornos de retorta son maduros y comunes en la producción industrial (Hou, 1984; Schmidt, 2002; Yefimov et al., 1982; Golubev, 2003; Schmidt, 2003). .

En comparación, el horno Grote es el mejor, seguido de los hornos Petrosex y Tasek, que son adecuados para refinerías de esquisto bituminoso de tamaño grande y mediano. El horno Fushun mejorado de China es más adecuado para pequeñas refinerías de esquisto bituminoso.

Tabla 3-1 Comparación de los principales procesos de autoclave de esquisto bituminoso en el mundo

Continuación

3. p> El horno tipo Fushun de mi país tiene una capacidad de procesamiento pequeña y un rendimiento de petróleo menor que las réplicas de aluminio de laboratorio. No se puede utilizar para procesar esquisto masivo y esquisto triturado. La tasa de utilización del esquisto es solo del 80 y la tecnología no es muy avanzada. . El desempeño ambiental no es bueno, pero para un horno maduro, puede manejar minerales pobres, tiene buena flexibilidad operativa, tiene experiencia operativa a largo plazo, tiene baja inversión y es rápido de construir, por lo que es adecuado para fábricas pequeñas. Aunque la capacidad de procesamiento de un solo horno es pequeña, se pueden combinar 20 hornos tipo Fushun en uno, equipado con un sistema de recuperación de condensación, y la capacidad de procesamiento diaria de un horno puede alcanzar las 2000 t (Qian et al., 2006).

El horno Vitro de Estonia tiene una gran capacidad de procesamiento, pero su tasa de recuperación de petróleo no es muy alta en comparación con las retortas de aluminio. Procesa esquisto masivo y su tasa de utilización de esquisto es solo del 80. Es un tipo de horno maduro. con pobre desempeño ambiental e inversión Mediana, adecuada para fábricas de tamaño mediano.

El horno Petroseux de Brasil tiene una gran capacidad y puede procesar esquisto. Tiene una alta tasa de producción de petróleo en comparación con las retortas de aluminio y produce gas de alto poder calorífico. Es un horno maduro con buen desempeño ambiental y alta inversión. Es adecuado para fábricas grandes y medianas (Qian et al., 2006).

El horno Estonian Grote tiene una gran capacidad de procesamiento y puede procesar esquisto granular (se puede utilizar todo el esquisto crudo). El horno tiene una mayor producción de petróleo que la retorta de aluminio y el gas generado tiene un alto poder calorífico. valor, básicamente un tipo de horno maduro; tiene menos agua residual y es fácil de manejar, lo que lo convierte en un dispositivo ecológico pero su estructura es compleja y sus costos de mantenimiento son altos;

Se informa que funciona durante 7200 horas por año y puede usarse en plantas grandes y medianas (Qian et al., 2006).

El horno Tasek de Australia tiene una gran capacidad para procesar esquisto granular (se puede utilizar todo el esquisto crudo), una alta producción de aceite de horno y un alto poder calorífico del gas. El petróleo de esquisto hidrogenado tiene buena calidad y una alta inversión, pero aún no está muy maduro. La tasa de operación era sólo del 60% antes de que se detuviera la producción en 2004. Las plantas grandes y medianas pueden considerar el uso de esta tecnología.

La elección del tipo de horno de retorta también debe basarse en las propiedades de la pizarra bituminosa utilizada. Además de enfatizar el resultado final del contenido de aceite de la retorta de aluminio de esquisto bituminoso, el rendimiento de gas de retorta de la retorta de esquisto bituminoso y el poder calorífico del semicoque de esquisto bituminoso también son muy importantes, porque el poder calorífico del gas de retorta y el semicoque debería ser suficiente para proporcionar el calor necesario a la retorta de esquisto bituminoso.

Utilizando el tipo de réplica desarrollado por Brasil, Estonia y otros países, existen vínculos comerciales como la introducción de tecnología, la transferencia de tecnología o la construcción cooperativa. Si las negociaciones comerciales no tienen éxito, se necesitan alternativas.

Se pueden utilizar tipos de hornos maduros chinos, como el horno Fushun o el horno cuadrado de gas. Aunque el rendimiento de petróleo es bajo, la inversión es pequeña y los resultados son rápidos. También se pueden utilizar tipos de hornos desarrollados independientemente en mi país, como el horno de retorta con portador de calor sólido Dagong o el horno de retorta fluidizado de esquisto en polvo. Pero debe saber que ya sea el nuevo tipo de retorta de Dagong o el tipo de retorta fluidizada, todavía se encuentran en la etapa piloto para convertirse en un tipo de horno a escala industrial, se requiere mucha energía y una gran inversión de riesgo. Hornos a escala industrial. Una vez que la prueba sea exitosa, se pueden construir equipos de producción industrial. Por supuesto, para poder innovar de forma independiente y desarrollar nuevos tipos de hornos, esta elección también merece la pena.

4. Sistema de recuperación de condensación por carbonización de esquisto bituminoso

El petróleo y el gas a la salida de la carbonización de esquisto bituminoso se encuentran principalmente en la fase gaseosa y deben condensarse para recuperar el petróleo de esquisto y otros productos. Dependiendo del proceso de carbonización de esquisto bituminoso, la composición del gas de salida del horno variará mucho.

Para el horno de carbonización de esquisto bituminoso masivo, el esquisto bituminoso se calienta mediante un gas portador de calor caliente para la carbonización. Como se mencionó anteriormente, el esquisto bituminoso en el horno generador Fushun se calienta mediante un gas de recuperación de calor calentado con. Gas generador de calor para calefacción y carbonización. La cantidad de estos dos gases utilizados para calentar es muy grande, más de diez veces mayor que el petróleo y el gas de esquisto producidos por el autoclave de esquisto bituminoso. Por lo tanto, el petróleo y el gas de esquisto producidos por el autoclave se mezclan con una gran cantidad de inerte. Los gases (nitrógeno y dióxido de carbono formados después de la combustión del aire) se diluyen, lo que requiere que el sistema de condensación enfríe una gran cantidad de petróleo y gas exportados, por lo que el equipo del sistema de recuperación de condensación será cada vez más grande y el poder calorífico. El valor del gas recuperado por condensación no es alto después de la recuperación de la condensación.

Para el horno de retorta de la Compañía Brasileña Petrothermos, la pizarra bituminosa en el horno se calienta mediante el gas del ciclo térmico formado por el propio gas de retorta. Este gas se utiliza para calentar el gas portador. también una gran cantidad de esquisto bituminoso, y el gas producido por la retorta será más de diez veces mayor, por lo que el equipo del sistema de recuperación de condensación será cada vez más grande. Sin embargo, el gas de retorta que sale de la unidad del sistema de recuperación de condensación tiene un poder calorífico mayor debido a la ausencia de gases inertes (Rezende, 1982).

Para el horno de destilación de portador de calor sólido de esquisto bituminoso de pellets, el esquisto bituminoso se calienta mediante un portador de calor sólido caliente (generalmente ceniza de esquisto caliente) para la carbonización, como el horno Grote y el horno Tasek, por lo tanto, el petróleo y El gas en la salida del horno es solo el petróleo de esquisto y el gas producido por la carbonización del esquisto bituminoso. El volumen no es grande, la carga del sistema de recuperación de condensación es pequeña y el volumen del dispositivo es pequeño. El gas de carbonización que sale del dispositivo del sistema de recuperación de condensación tiene un poder calorífico más alto. Debido a que la carga del sistema de recuperación de condensación es pequeña, el consumo de agua también es pequeño y el volumen de descarga de aguas residuales es pequeño, pueden quemarse en la caldera, lo que es beneficioso para la protección del medio ambiente. Es un tipo de horno respetuoso con el medio ambiente.

Para el horno de carbonización fluidizada de esquisto en polvo, aunque el esquisto bituminoso se calienta para la carbonización calentando un portador de calor sólido (generalmente ceniza de esquisto caliente), como el dispositivo de carbonización fluidizada de dos unidades Maoming, pero desde el El agente fluidizante ingresa al reactor de retorta, el gas que sale del reactor de retorta se mezcla con el agente fluidizante además del petróleo y el gas de esquisto. Independientemente de si el agente fluidizante utilizado es vapor sobrecalentado o el ciclo después del gas de retorta, aumentará considerablemente la carga. en el sistema de recuperación de condensación, y la carga en el equipo de recuperación de condensación tampoco es pequeña. Sin embargo, el poder calorífico del gas destilado que sale del dispositivo del sistema de recuperación de condensación es mayor.

La eliminación del polvo del petróleo y el gas de esquisto también es una cuestión importante.

En la retorta de esquisto bituminoso, especialmente en la retorta de esquisto granular y en polvo, el petróleo y el gas exportados desde el horno de retorta transportarán una gran cantidad de polvo. Después de ingresar al sistema de recuperación de condensación, el aceite de esquisto condensado contendrá una gran cantidad. de polvo, lo que afectará enormemente a la pizarra bituminosa. La calidad del petróleo de roca es incluso inutilizable. Es más, a medida que el polvo del petróleo y el gas se condensa del petróleo de esquisto, provocará un bloqueo de polvo en el sistema de recuperación de condensación, afectando así el funcionamiento normal de toda la unidad de carbonización o incluso apagándola. Por lo tanto, la primera prioridad es la eliminación del polvo de las partículas, especialmente el petróleo y el gas a la salida del horno de retorta de esquisto en polvo, antes y después de ingresar al sistema de recuperación de condensación.

La comparación de los sistemas de recuperación de condensación de diferentes unidades de proceso de carbonización de esquisto bituminoso se muestra en la Tabla 3-2.

Como se puede ver en la tabla anterior, el petróleo y el gas a la salida de los hornos de autoclave con diferentes procesos primero deben desempolvarse. Para el autoclave de esquisto masivo, generalmente se utiliza el lavado con agua o el lavado con aceite. retire el polvo atrapado en el petróleo pesado y luego se asiente y separe (horno tipo Fushun y horno Kivit), o use un divisor giratorio para eliminar el polvo arrastrado en el petróleo pesado y luego filtre y separe (horno Petrosex). Para la carbonización de esquisto granulado y en polvo, debido a la gran cantidad de polvo que se desprende, se debe utilizar un separador ciclónico de dos a tres etapas para eliminar el polvo.

Tabla 3-2 Comparación de sistemas de recuperación de condensado de retorta de esquisto bituminoso en diferentes unidades de proceso