Способ выделения органических соединений из нефтеносных сланцев

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3 C 10 J 1/02

A

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и патент

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (22) 2890048/23-26 (22) 26.02.80 (31) 023852 (32) 26.03.79 (33) США (46) 30.07.83. Бюл. N 28 (72) Виктор Дин Олред (США) (71) Иаратон Ойл Компани (США) (53) 665.7.032.57(088,8) (56) 1. Патент СССР- и 632304, кл. С 1О J 1/02, 1974. (54)(57) 1. СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ НЕФТЕНОСНЫХ

СЛАНЦЕВ, включающий нагрев сланца в реторте водяным паром до 425-510 С при давлении 7- 1034 кПа и скорости. газообразных продуктов 10-305 см/с, отвод газообразных продуктов, полученных в процессе нагрева, и последующее выделение из газообразныя продуктов углеводородов и двуокиси углерода, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет предотвращения разложения карбонатов в сланце, нагрев осуществляют в присутствии двуокиси углерода, 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что на стадию нагрева сланца подают двуокись углерода, выделенную из газообразных продуктов нагрева.

3. Способ по п.2, о т л и ч а ю -, шийся тем, что выделенную из Я газообразных продуктов нагрева дву" окись углерода подают в верхйюю р ни нюю части реторты.

С:

1033006

Способ осуществляется следующим образом.

Измельченный и просеянный горючий сланец иэ бункера 1 подается в закрытый бункер 2, где нагревается до (49 С при давлении 241-483 кПа дымовым газом, подаваемым по линии 3.

Изобретение относится к способам получения органических материалов из нефтеносных сланцев и может быть ис-! пользовано в нефтяной промышленности.

Известен способ выделения органических соединений из нефтеносных сланцев, включающий нагрев сланца водяным паром до 425-510 С при давлеО нии 7-1034 кПа и скорости газообразных продуктов 6,0-305 см/c., отвод газообразных продуктов, полученных в процессе нагрева, и последующее выделение,",з газообразных продуктов нагрева углеводородов и двуокиси yr" лерода 111 15

Горючие сланцы содержат большое количество карбонатов щелочных металлов, например карбонаты магния и/или карбонаты кальция.

В процессе нагрева сланца водяным 20 паром до 425-510оС происходит разложение карбонатов, которое идет с поглощением тепла, что приводит к повышению энергозатрат на нагрев сланца для выделения органических соединений.Р

Цель изобретения - снижение энергозатрат эа счет предотвращения разложения карбонатов в сланце.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения орга- 30 нических соединений иэ нефтеносных сланцев, включающему нагрев сланца в реторте водяным паром до 425-510 С при давлении 7-1034 кПа и скорости газообразных продуктов 10-305 см/с, отвод З5 газообразных продуктов, полученных в процессе нагрева, и последующее выде" ление иэ газообразных продуктов углеводородов и двуокиси углерода, нагрев осуществляют в присутствии двуокиси 40 углерода.

На стадию нагрева сланца подают двуокись углерода, выделенную из газообразных продуктов нагрева.

Выделенную из газообразных продук- 45 тов нагрева двуокись углерода подают в верхнюю и нижнюю части реторы.

На чертеже представлена схема установки для осуществления предлагаемого способа.

После достижения в бункере 2 необходимого давления и температуры открывается клапан 4 и сланец поступает в подогреватель 5,.который располагается между закрытым бункером 2 и перегонной колонной 6. Перегретый пар подается в подогреватель 5 по линии 7 через клапан 8, чтобы подогревать входящий горючий сланец до температуры конденсации воды при рабочем давлении перегонки °

В подогреватель 5 может подаваться вода по линии 9 через клапан 10.

Из подогревателя 5 сланец поступает в перегонную колонну 6, в которую через распределительные устройства

l1 из трубопровода 12 подается перегретый водяной пар.

Движущийся вверх перегретый водяной пар в противотоке контактирует с горючим сланцем, который движется вниз под действием силы тяжести. Перегретый водяной пар нагревает горючий сланец до температуры, необходимой для пиролиза органических составляющих горючего сланца, при которой получают сланцевое масло, газы и твердый остаток, Необходимо, чтобы температура нагрева находилась в диапазоне

450-485 С, предпочтительно 450-470 С, давление - в диапазоне 6,9-1034 кПа, предпочтительно 241-517 кПа, а скорость газа - в диапазоне 10-508 см/с, лучше 10-305 см/с, наиболее предпочти тельно 25-203 см/с. !

Из подогревателя 5 частично сконденсированные пары и газы, полученные в процессе нагрева сланца, иэ перегонной колонны 6 по линии 13 подаются в теплообменник 14, где пары сланцевого масла и водяного пара конденсируются, а затем по линии 15 подаются в сепаратор 16 ° Водяной пар из теплообменника 14 по линии 17 подается к компрессору 18, где его сжимают до давления, равного давлению в перегонной колонне. Водяной пар под повышенным давлением проходит через пароперегреватель 19, где повышают его температуру до 538 С, и по линии

12 подается в перегонную колонну 6.

- В сепараторе 16 несконденсированные газы отделяются от масла и воды и по лини 20 подаются в отделитель

2I двуокиси углерода, который может представлять собой подходящий отделитель общепринятого типа. Получаемые газы содержат значительное обьемное

1033006 количество двуокиси углерода, например 25-40 ь объема. В абсорбер 21 вводится соответствующая абсорбирую . щая среда, например диэтаноламин, которая контактирует с несконденсированными получаемыми газами и выборочно абсорбирует из них двуокись углерода.

Оставшиеся несконденсированные получаемые газы из абсорбера 21 через 10 линию 22 подают к общепринятым блокам обработки. Обогащенная двуокись углерода абсорбирующая среда транспортируется иэ абсорбера 21 по линии 23 в уловитель 24 двуокиси углерода. . >s

Уловитель 24 может представлять общепринятый уловитель, например блок, в котором раствор нагревается до температуры, достаточной, чтобы уменьшить растворимость двуокиси уг- 20 лерода в абсорбирующей среде и, таким образом, извлечь практически всю. двуокись углерода из нее.

Абсорбирующая среда, из которой выделена двуокись углерода, вводится

25 в рецикл в абсорбер 21 по линии 25.

Извлеченный газ, содержащий двуокись углерода, который по существу представляет двуокись углерода, транспортируется по линии 26. Существенная часть газа, содержащего двуокись углерода, отводится через линию 27 и вводится в перегонную колонну 6 непосредственно над зоной гашения воды в ее нижней части. Мо- 35 жет использовался компрессор 28 для обеспечения достаточного давления газа, содержащего двуокись углерода, для ввода его в перегонную колонну через линии 26 и 27. Введение газа, 40 содержащего двуокись углерода, в верхнюю часть подогревателя g сланца и вблизи нижнего .конца перегонной колонны 6 не только обеспечивает относительно равномерное распределение га-45 газа в перегонной колонне и подогревателе, но также служит в качестве запирающего газа для подогревателя и перегонной колонны, тем самым минимизируя утечки производимого газа 50 через верхний клапан, соединяющий подогреватель и закрытый бункер, и через нижний конец перегонной колонны 6.

Двуокись углерода имеет достаточное парциальное давление, чтобы эффектив- ы но препятствовать разложению карбонатов щелочных металлов, содержащихся в горючих сланцах.

Масло, полученное в процессе нагрева, охлаждается до температуры конденсации воды при помощи впрыскивания воды, подаваемой по линии 2Я через распределительные устройства 30.

При контактировании с водой образуется горячий пар масла, который проходит в верх перегонной колонны, охлаждая получаемое сланцевое масло и в то же время увеличивая температуру в перегонной колонне.

Переработанный сланец дробится при помощи роликовой дробилки 31 в присутствии воды, подаваемой по линии 32.

Чтобы образовать пульпу, подходя- щую для транспортировки при помощи перекачки насосом, пульпу из бака 33 через насос 34 по линии 35 подают в блок извлечения переработанного сланца.

Пример. Два идентичных цилиндрических образца горючего сланца из образования Зеленной Реки, имеющие высокое содержание кальция и доломита нагревают в атмосфере Н О (А)и в атмосфере Н О/СО2 (В).

Соотношение между двуокисью углерода и водяным паром внутри реторты составляет приблизительно 0,350,7 моль СО на моль водяного пара.

Предпочтительно из количества водяного пара, циркулирующего через реторту.

30-404 составляет С0,2, После этого остаточный углерод перегоняемого горючего сланца окисляют при помощи введения воздуха в пары газа, Образцы вначале взвешивают и затем взвешивают непрерывно в течение перегонки и окисления при помощи регистрации теплового баланса при температуре около

482 С.

Результаты этих измерений йриведены в таблице. !

Относительная разница в потерях веса, вычисленных в этих измерениях, является непосредственным результатом разложения карбоната щелочного металла. Из сравнения измерений А и В ясно, что проведение испытаний В в атмосфере, имеющей парциальное давление двуокиси углерода, приводит к эффективному предотвращению разложения карбоната при низкой температуре

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает эффективное предотвращение разложения карбоната щелочного металла во время перегонки горючего сланца при.использовании перегретого

Атмосфера

Показатели

28,7077

Вес образца, г

29,5932

2,7120

2,4960

9,45

8,43

1,5340

0,4760

1,61

14,79

Общие потери, Ф

10,04

Разложение карбоната, отн.3

4,75

Эталонный уровень. водяного пара при температурах при" близительно 425-510 С, что позволяет снизить энергозатраты, а также решить проблему разложения карбоната путем введения значительной части перегоПотери веса во время перегонки, г

Потери веса, Ф от общего веса образца

Потери веса во время окисления, г

Потери веса при окис" ленни, 3 от общего веса образца

33006 6 няемого. газа в рецикле для.обеспечения достаточного парциального давления двуокиси углерода, при этом стои" мость введения необходимой двуокиси

5 углерода минимальная, 1О33ООб

Соста витель Н. Стрижова

Редактор С.Пекарь Техред Т,Маточка Корректор O.ТигоР

Заказ 5434/61 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород„ ул. Проектн- я.. "