油页岩炼油工程初步设计.doc

甘肃xx油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说 明 书工程开发有限公司xx煤化工有限责任公司二九年五月油页岩炼油工程初步设计说明书 目 录目 录前 言1第一章 厂区及油页岩基地概况7第一节 厂区概况7第二节 油页岩概况10第二章 厂型、厂址及工作制度14第三章 工程设计15第一节 工 艺15第二节 生产工艺20第三节 主要工艺设备选型27第四节 生产技术检查30第五节 煤气、油页岩半焦、末页岩、矿井瓦斯气的综合利用31第四章 给水排水37第一节 给水37第二节 排水系统41第五章 采暖、通风及供热44第一节 采暖及供热44第二节 换热站、锅炉房49第三节 室外热力管网50第六章 电 气51第一节 供配电51第二节 自动控制系统62第三节 调度通讯65第七章 辅助设施67第八章 建筑物与构筑物68第一节 设计资料68第二节 建筑材料及构配件70第三节 主要建筑物和构筑物71第九章 运 输80第十章工业场地总平面81第一节 概述81第二节 总平面布置81第三节 竖向布置及场内排水83第四节 防洪排涝84第五节 厂内运输85第六节 绿化布置85第十一章 劳动安全卫生与消防86第十一节 设计依据及标准86第二节 危害因素和危害程度87第三节 安全卫生措施89第四节 消防设施90第十二章 环境保护94第一节 概述94第二节 环境保护与水土保持执行标准95第三节 项目建设和生产对环境的影响96第四节 环境保护与水土保持措施97第五节 环保投资101第十三章 节能节水措施102第一节 编制依据102第二节 节能节水措施102第三节 能耗水耗指标103第十四章 项目实施计划104第十五章 技术经济106第一节 劳动定员及劳动生产率106第二节 生产成本107第三节 技术经济分析与评价109附录：（1）设备清册；（2）概算书。6油页岩炼油工程初步设计说明书 前 言前 言一、编制设计的依据和目的拟建项目为甘肃xx油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程。隶属於甘肃xx油页岩综合利用有限责任公司。厂址选择在甘肃省兰州市红古区海石湾镇劳力士湾，东距兰州市107km，西至西宁市110km。地处兰青铁路、兰海高速公路和109国道之间。地理位置优越，交通十分便利。甘肃xx油页岩综合利用有限责任公司为xx煤电集团有限公司的子公司，xx煤电集团有限公司管辖xx、天祝、海石湾、大有、大滩五块煤田。已形成了“煤电冶”产业链，是一个以煤为主，多业并举，综合发展的现代化企业。xx煤电集团有限公司所产油页岩是在开采原煤时所带的副产品。中国页岩油工业已有80年的历史。日本在侵占中国东北期间，利用抚顺煤矿副产的油页岩干馏制取页岩油，页岩油年产量最高达25万t。新中国成立后，逐步恢复并新建了抚顺式炉，在吉林桦甸曾建成内外并热式干馏炉，在广东茂名建立了页岩油生产基地。1959年抚顺页岩油产量达60万t，为历史上最高产量。1960年以后，由于大庆油田的开发，页岩油生产成本远高于天然原油，页岩油的生产逐年下降。至20世纪90年代，抚顺页岩油生产先后停顿。国际上油页岩资源丰富，用途广，开发利用时间也较早，但多年来，由于原油价格低，相对来说生产及加工页岩油成本较高，故并不被大多数国家所重视。由于以上原因xx煤电集团有限公司开采出来的油页岩未能得到利用。随着我国和国际油页岩加工利用技术的发展及中国经济的高速发展，每年进口石油量比例逐渐增加。近两年来，国际石油市场价格大幅度攀升，使国内外石油厂商纷纷寻找替代石油资源，页岩油再次成为替代石油的首选。我国油页岩开发利用属于国家政策鼓励的产业，在税收、投资等方面提供了一系列优惠政策。由于油价的上涨和国内外油页岩加工利用技术的发展，油页岩炼油经济效益可观。本项目对xx煤电集团公司来说是将油页岩变废为宝，避免了宝贵资源的浪费，使废弃物变为国家财富，既有良好的经济效益，又符合国家产业政策，早建成，早受益。初步设计编制主要依据：（1）甘肃xx油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程工业场地实测图（1:500）；（2）中国石油大学关于xx油页岩和煤方炉低温干馏工业试验报告；（3）xx煤电集团有限公司海石湾矿“煤一层”煤样可选性试验研究报告；（4）甘肃xx油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程岩土工程详细勘察报告；（5）国家发改委2003年下发的发改委环资200473号文；（6）国家工程建设强制性条文及有关的安全规程、技术规范、技术规定等；（7）现场收集到的与设计有关的其他资料。二、油页岩及质量本项目生产所需主要原料为油页岩。xx煤电集团有限公司油页岩总储量有2.6亿t，可采油页岩储量1.87亿t。本项目油页岩供应主要由xx煤电集团公司所辖海石湾矿、金河矿供应。所产油页岩均属富油矿，硫分在0.63以下，挥发分为2023，灰分在6975以内，平均含油10。油页岩在本项目未启动之前属废弃物，井下采煤时尽量少采或能不采就不采。现每年开采油页岩约 1.001.40mt/a，本项目启动后，油页岩需求量为1.47mt/a，原料油页岩产量尚需增加0.47mt/a。各矿堆放的已采油页岩约 0.40mt可作为备用。三、厂型及厂址xx油页岩炼油工程建设规模为年加工油页岩1.25mt，达到年产页岩油0.10mt。厂址位于甘肃省兰州市红古区海石湾镇劳力士湾。四、产品用途、用户页岩油：化工原料，主要供给石油公司；油页岩半焦：供给国内发电厂；煤 气：作为自备电厂的燃料。五、主要建设条件（1）供电条件厂区电源由海石湾上广场变电所35kv线网取2回6kv电源线路供给，海石湾上广场变电所距厂区1km。（2）供水条件由海石湾矿区已有给水管网供给。（3）通讯条件全区通讯方便畅通，全部实现国际国内直通，互联网已进入寻常百姓家，实现全区无缝覆盖。（4）交通运输红古区交通发达、运输便利。国道109线、兰青铁路、兰海高速公司贯穿全境，一小时内可西达青海西宁，东抵兰州。入厂油页岩、油页岩半焦产品及页岩油产品全部通过汽车运输。六、生产工艺本项目采用的生产工艺为：低温热解内热式气体热载体隔绝空气的干馏工艺。七、产品方案（1）产品：页岩油：0.10mt/a（产油率按10%，油收率按80%）。（2）副产品：煤气：8.50亿m3/a（产气率按680 nm3/ t块岩计算）；油页岩半焦（粒度 8mm）：0.875mt/a（油页岩半焦产率按70%计算）；末页岩(粒度 8mm ) ：0.22mt/a（末页岩率按15%计算）。（3）原油页岩用量计算：q块岩= q块岩/台小时x台数x年运转小时； q块岩=19.53tx8x8000=125万t/a； q原岩=q块岩块岩率 ；q原岩=12585%=147万t/a；q开采=q原岩（1-矸石率） 矸石率按7.5%考虑；q开采=14792.5%=159万t/a。以上计算产率，均按xx煤电集团有限公司提供的书面传真资料、海石湾矿煤一层毛煤样筛分试验报告、中国石油大学化学科学与工程学院化验报告中数据计算。详见海石湾矿煤一层毛煤样筛分试验报告表0.7-1和干馏炉试验过程中的油页岩半焦产率表1.2-2。油页岩干馏煤气按680m3 /t块岩。 海石湾矿煤一层油页岩筛分试验报告表表0.7-1粒级（mm）产 率灰分（）质量（kg）占全样（）筛上累计（）10050824.6610.0610.0669.8750252317.8528.2738.3367.7325131189.8614.5152.8466.741361584.2119.3272.1665.9063847.7910.3482.5064.8330.51050.2412.8295.3262.840.5383.584.68100.0059.3750-0合计7373.5389.9465.71毛煤总计8198.20100.0066.13筛前总重：8218kg；筛前总灰：ad65.95；筛前全硫：st,d0.51。八、经济评价（1）静态投资： 28541.8万元；其中：矿建工程： 1764.09万元；土建工程： 9010.92万元；设备及工器具购置：7674.70万元；安装工程： 5362.61万元；其他费用： 3631.72万元；工程预备费： 1097.76万元。（2）财务净现值： 16895万元； （3）财务内部收益率： 26.65%； （4）投资利润率： 36.27%； （5）投资回收期： 4.9a。 九、设计范围：设计范围：从主井井口房胶带输送机下料溜槽（不含下料溜槽）开始，至产品装车的全部生产系统和辅助系统。主要包括原料储存、筛分破碎车间、干馏系统、冷凝回收（煤气净化）系统、产品储存系统、电器仪表及配电控制室、机修车间、材料库、材料棚、食堂浴室、予留综合办公室场地（包括化验室、单身宿舍）等。甘肃窑街油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说明书 第一章 厂区及原料源基地概况第一章 厂区及油页岩基地概况第一节 厂区概况一、厂址的地理位置拟建厂址位于甘肃省兰州市红古区海石湾镇劳力士湾。红古区位于兰州市北部，红古区海石湾镇距离兰州中川机场约120km，东距兰州市107 km。西至西宁市110 km，地处兰青铁路、兰海高速公路和109国道之间，地理位置优越，交通十分便利。见图1.1-1。二、厂区地理概况红古区辖区面积535.14km2，东接兰州市西固区达川乡，西与西南濒临青海省民和回族土族自治县，南沿湟水与永靖县隔河相望，北与兰州市永登县接壤。地处东经10250至10254，北纬3619至3621之间，东西长达53.7km，南北最宽处24km，境内北高南低，形成两山夹一川的带状地形。区内属北温带半干旱大陆性半季风气候，地势平缓，四季分明，光照充足，气候温和。海拔15802462m，年平均气温7.19.1，年日照数在26102350小时之间,年降雨量290360mm，相对无霜期160173天。黄河两大支流大通河、湟水河在这里交汇后穿境而过，全长57km，年流量为46亿km3。三、厂区其它资源及经济概况红古区位于甘肃省中部，海拔15802462m，是省会兰州市的远郊区，也是著名的马门溪龙的故乡，历史悠久。秦时属陇西郡，汉朝属浩门、令居、允街三县地；唐朝时属广武县,1960年4月27日由甘肃省人民政府决定兰州市设立红古区。从此，伴随着共和国前进的脚步，经过47年的不断建设，红古区已发展成为集煤炭、冶金、水泥、炭素，农业等多种产业并举的现代化城区。现辖有3镇1乡3个街道办事处，区政府驻地1989年7月由原xx镇迁址海石湾镇,已成为全区的政治、经济、文化中心。全区人口14.3万（含流动人口），城镇化率65.82。全区有回、满、东乡、藏、土、壮、蒙古和朝鲜等18个少数民族。红古区富有煤炭、石油、天然气、黄金、蛇纹岩、坩土、页岩、石英石等矿产资源,被誉为“八宝川”。区内现有xx煤电集团有限公司、兰州炭素集团公司、兰州铝业股份有限公司、大通河水泥股份有限公司等12家大中型企业，其中，兰州铝业股份有限公司和兰州炭素股份有限公司为上市公司。大地工程开发有限公司dadi engineering development co., ltd.- 72 -甘肃窑街油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说明书 第一章 厂区及原料源基地概况油页岩炼油工程图1.1-1甘肃窑街油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说明书 第一章 厂区及原料源基地概况第二节 油页岩概况一、油页岩概况xx煤电集团有限公司辖区油页岩总储量2.6亿t，可采油页岩储量1.87亿t，现每年开采的油页岩量约1.001.40m t。可采油页岩储量见表1.2-1：xx煤电公司可采油页岩储量表 表1.2-1 单 位可采储量（mt）金河矿油页岩7.10海石湾矿油页岩43.27天 祝 煤136.23总 计186.61xx煤电集团有限公司油页岩平均含油率10，本工程所需油页岩由正在开采的海石湾矿和金河矿供给。xx煤电集团有限公司各矿油页岩的产量见表1.2-2表1.2-3：金河煤矿预计完成产量表1.2-2块岩量（mt/a）开采量（mt/a）含矸量（mt/a）0.350.4450.033备注：（1）金河煤矿油页岩采用汽运，产量是总量的四分之一。（2）矸石量按开采量的7.5进行计算。海矿煤矿预计产量 表1.2-3块岩量（mt/a）开采量（mt/a）含矸量（mt/a）0.901.060.08备注：（1）海矿油页岩采用皮带运输，产量是总量的四分之三；（2）矸石量按开采量的7.5进行计算。各矿堆放的已采油页岩约0.40mt，可作为因故产量不足时的备用。二、油页岩的特征2008年5月11日至23日，xx煤电集团有限公司和中国石油大学、神木县xx煤化工公司三方人员，利用神木县锦江兰炭试验基地煤干馏试验炉完成了xx油页岩和煤低温干馏中试试验工作。根据运至神木县锦江兰炭试验基地的两种油页岩的样品，从颗粒大小和样品颜色上进行筛选，选取10个左右的样品，将这些样品拿回中国石油大学化学科学与工程学院化验室，进行各种性质的分析化验，各种化验结果列于下列表中。试验炉共处理金河矿油页岩53.44t，海矿油页岩64.19t，总共加工油页岩117.63t。共生产出页岩油：金河矿页岩油7.09t（产油率13.01%），海矿页岩油5.95t（产油率9.23%）。产出副产品油页岩半焦量为，金河矿油页岩半焦42.39t（分析基），海矿油页岩半焦54.34t（分析基）。具体结果详见表1.2-4 、表1.2-5、表1.2-6、表1.2-7、表1.2-8。干馏炉试验过程中的物料平衡表1.2-4样品原料量（t）湿半焦量（t）产油量（t）产油率%油收率%金河油页岩53.4442.397.0913.0186.04海矿油页岩64.1954.345.959.2384.99干馏炉试验过程中的油页岩半焦产率表1.2-5样品湿半焦（t）半焦含水（%）干半焦量（t）每吨油页岩产半焦（t）运行时间（）金河油页岩42.3916.5835.360.6660海矿油页岩54.3418.1944.460.6977海石湾矿油页岩不同干馏温度下的含油率（空气干燥基）表1.2-6样品编号含油率%总水半焦干馏气海矿混合样4506.531.4688.863.15海矿混合样4806.931.7787.463.84海矿混合样5108.292.1985.184.34海矿混合样5308.342.2483.875.55金河混合样45011.981.8982.313.81金河混合样48014.121.9879.923.97金河混合样51015.322.3576.965.37金河混合样53015.352.5976.046.01以上实验结果表明，xx金河矿和海矿的油页岩干馏温度取510为宜，即干馏炉的操作温度可选610。金河矿油页岩含油率分析结果（现场取样，空气干燥基） 表1.2-7样品编号含油率含水率半焦干馏气金河0115.053.0476.436.14金河0212.452.1981.583.79金河0311.231.7982.634.35金河0422.353.2269.895.36金河0524.883.1666.505.46金河0616.203.0176.544.88金河079.491.9882.466.08金河0815.033.1976.035.75金河0913.261.9978.406.35金河1014.173.4078.704.37平均值15.112.7077.225.25根据工业试验的现场取样分析结果，在计算干馏炉的油收率时，取金河矿油页岩的平均含油率15.11作为计算基准。海矿油页岩含油率分析结果（现场取样，空气干燥基）表1.2-8编 号含油率含水率油页岩半焦干馏气海矿024.632.1591.212.01海矿036.792.5588.242.41海矿044.111.1992.632.06海矿0513.151.9581.233.66海矿0616.081.9877.394.55海矿0712.561.5180.925.01海矿0818.422.2974.804.49海矿099.941.7984.883.39海矿1012.061.5881.374.99平均值10.861.8983.633.62根据工业试验的现场取样分析结果，在计算干馏炉的油收率时，取海矿油页岩的平均含油率10.86作为计算基准。从以上试验结果看，经神木县锦江兰炭试验基地煤干馏试验炉对xx油页岩和煤低温干馏中试试验，中国石油大学化学科学与工程学院实验报告结论：金河矿和海矿油页岩的平均含油率分别为15.11%和10.86%，含油量较高，特别是金河矿油页岩是国内含油量最高的油页岩，对其进行干馏炼油综合利用，在目前高油价时代，将产生较好的经济效益。甘肃窑街油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说明书 第二章 厂型、厂址及工作制度第二章 厂型、厂址及工作制度一、厂型、厂址依据企业发展的长远规划和矿井的生产能力、以及产品市场现状、现有用户对产品数质量的要求，xx油页岩炼油工程建设规模确定为年加工油页岩1.25mt，达到生产页岩油0.10mt/a。生产油页岩半焦：0.875mt/a；煤气：8.50亿m3/a。厂址位于甘肃省兰州市红古区海石湾镇劳力士湾二、工作制度油页岩炼油工程项目采用连续工作制，年工作330天。年运行约8000h。三、生产能力加工油页岩：1.25mt/a；156.25t/h；生产页岩油：0.10mt/a；12.50t/h；生产油页岩半焦：0.875mt/a；109.38t/h；生产煤气：8.50亿m3/a；1.06105m3/h。四、服务年限：油页岩炼油工程项目服务年限与矿区相同。甘肃窑街油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说明书 第三章 工程设计第三章 工程设计第一节 工 艺一、油页岩炼油工艺原则油页岩的开发和发展主要由三个因素决定：技术、经济、环保和资源。油页岩炼油工艺的选择关系到油页岩资源的合理利用以及油页岩炼油的技术经济指标，需要对涉及到的许多问题进行综合分析和研究。因此，对工艺的选用要极其慎重。理想的油页岩炼油工艺是既有相对高的页岩油的回收率，又有干馏系统运行稳定性。所以，应当根据油页岩性质、设备性能和工艺流程完善程度综合考虑资源利用和用户要求，确定产品的技术经济指标。二、油页岩炼油工艺油页岩的使用主要集中在提炼页岩油和发电上，即干馏炼油和作为燃料燃烧。对提炼页岩油来说，干馏工艺选择合适与否，直接关系到项目的经济效益和社会效益。目前，世界上许多国家都对油页岩干馏方法进行了研究，有的已形成工业化生产规模。中国、俄罗斯、爱沙尼亚的发生炉及德国lr炉处理量小，油收率较低，工艺不先进，但投资少，适用于小规模的页岩炼油厂；爱沙尼亚kiviter炉和美国tosco-炉处理量较大，投资中等，适用于中等规模的油页岩炼油厂；爱沙尼亚galoter、巴西petrosix及澳大利亚alberta-taciuk炉处理量大，油收率高，产高热值煤气，投资高，适用于大、中型油页岩炼油厂。中国也曾进行了各种类型的热解工艺生产，包括油页岩、长焰煤的干馏，其主要目标是获得当时非常短缺的石油替代品。典型的工艺有鲁奇二段炉、三段炉、间歇干馏甑、方形立式炉等。但由于目前的生产装置规模小、生产技术落后，副产煤气和焦油大部分没有利用，环境污染严重。因此国家进行整顿，实行关停小型油页岩半焦炉，新建干馏炉必须达到一定规模，配有正规焦油回收系统，煤气必须利用，整体达到环保要求。三、干馏炉干馏炉是用于油页岩的低温（约500 0c）干馏以制取页岩油的主体设备。油页岩干馏炉类型很多，按所用加热载体的相态不同，可分为气体热载体干馏炉和固体热载体干馏炉两大类。1、气体热载体干馏炉这类炉子利用气体热载体作为油页岩加热介质，适应于干馏块状油页岩，主要特点是物料在移动床中进行干馏。代表性的炉子有下列四种。（1）抚顺式干馏炉亦称抚顺发生式干馏炉，是世界上块状油页岩干馏炼油最成熟的炉型之一。炉体呈直立圆筒形，内径约3m，高10m以上。块径约875mm的油页岩在炉子上半部（干馏段）被热气加热干燥干馏，产生的页岩油蒸气自炉子上部逸出，油页岩转化成油页岩半焦，进入炉子下半部（发生段），与自炉底进入的空气、蒸汽相遇而气化燃烧，最后生成页岩灰，从炉底排出。空气、蒸汽与油页岩半焦中的碳反应而生成的高温发生气进入炉上部加热油页岩。此外，自炉中部引入来自蓄热炉的热循环气（500700），作为干馏段的补充热源。总的特点是利用了油页岩半焦的气化反应热，热效率较高，且能处理贫矿，单炉日处理能力约100 t油页岩，油收率约为实验室铝甑油收率的65。（2）“前”苏联基维特炉为直立圆筒形的气燃式干馏炉。炉上半部中间和炉中部两侧有长方形燃烧室，由烧嘴通入空气和干馏循环气进行燃烧，生成的热烟气作为热载体进入炉上部的两个干馏室加热页岩，干馏室呈薄层长方形，有利于气体分布和减少阻力，生成的油蒸气径向导出，减少了再冷凝步骤，也有利于炉型放大。油页岩块径25100mm，热效率约73，日处理1000t油页岩的干馏炉已投入生产。（3）巴西佩特罗西什炉为直立圆筒形，直径5.5m。热循环气进入炉中部加热油页岩；冷循环气进入炉底部，回收油页岩半焦显热后，作为干馏补充热源。该炉缺点是未回收油页岩半焦潜热,热效率低。优点是易于控制温度，便于操作，且炉型易放大。现最大日处理能力为2000 t油页岩。（4）美国岩石泵式炉是一种处于研究阶段的特殊炉型，日处理能力为1万t油页岩。炉体呈倒圆锥形，油页岩自下而上，靠两台岩石泵轮换自炉底进料，加热用的热循环气自上而下对油页岩进行干馏，油页岩半焦在炉上部侧面排出，油、气分别自下侧引出。2、固体热载体干馏炉这类炉子采用干馏后的页岩灰或加热的瓷球作为热载体，适用于干馏颗粒油页岩，代表性的炉子为苏联加洛捷炉干馏炉。苏联加洛捷炉干馏炉是一水平倾斜回转筒。入炉油页岩块径小于25mm；用页岩灰作热载体。在干馏炉内油页岩被页岩灰加热干馏，生成的油页岩半焦与页岩灰出炉后进入气流式燃烧室，以空气作流化剂，将油页岩半焦燃烧成高温的页岩灰，在旋风分离器内与烟气分离后再与进料油页岩混合进入干馏炉，如此形成循环。高温烟气经废热锅炉后再去干燥油页岩。该炉日处理能力为500t油页岩，热效率80。现已有建成日处理3750t油页岩的加洛捷炉。3、国内干馏炉应用现在已建成的页岩炼油装置大部分采用气体热载体低温干馏法。干馏炉都采用抚顺式干馏炉。抚顺式干馏炉热量传递方式是直接传热。该工艺在世界油母页岩加工利用领域享有盛誉。抚顺式干馏炉技术是日本人在上世纪三十年代在中国抚顺研制成功的。新中国成立后，经多次改进沿用至今。经过七十多年的发展和生产考验，已积累了成熟的经验，它具有内热式干馏炉传热速度快和效率高的优点，同时还具有如下特点：（1）能处理含油率46的低品位油母页岩，能做到热量自给有余，这是其他大部分炉型所办不到的。（2）利用固定碳。油页岩半焦气化段固定碳利用率可达65。（3）结构简单。抚顺式干馏炉仅有拱台和混合室，其余均为直筒，故维修方便；主要传动设备也比较简单，寿命长，故障少。（4）操作容易，运转周期长。单炉运转周期可达六个月以上，单元运转周期可达一年以上。因此每部干馏装置，一年大修一次，生产天数可达355天以上。干馏装置投资少，维修费用也少。我国目前最大的页岩炼油企业抚矿集团页岩炼油厂现有九部抚顺式干馏炉（每部20台干馏炉），经过十多年的生产运行证明该工艺技术可靠，并取得了较好的经济效益。陕西省神木县xx煤化工有限责任公司在总结国内外煤干馏技术和多年生产实践经验的基础上，研制出sj-型低温干馏内燃内热式连续直立方型炉的生产工艺技术。sj-型低温干馏方炉单台年处理油页岩19.5万t，由4台sj-型低温干馏方炉组合的生产装置，年处理油页岩62.5万t，年产页岩油5.0万t 、煤气4.25亿m3、油页岩半焦43.75万t。该方炉技术以“节约能源，提高效益，保护环境”为原则，体现了清洁生产和循环经济的思路，与当地现有的炉型相比，具有技术装备水平较高，工艺设计思路创新，环保节能思想贯穿始终，体现了项目的示范性和优越性。该技术特点：（1）sj-型低温干馏方炉实现布料、集气、加热、出料均匀，炉子能充分发挥最大生产能力，为规模化生产创造了条件。（2）进炉煤经布料器均匀分布自上而下，与加热气流逆向运行，经干燥段逐步过渡到干馏段，温度逐步提高，最终干馏段温度控制在650700，实现低温干馏，满足了油页岩炼油生产工艺条件。（3）炉体运行操作通过调整加热气体量、混合比、干馏温度、出口温度、压力和出焦量来控制炉子运行，页岩油产率高、操作简单、运行可靠。（4）sj-型低温干馏方炉产生煤气，经过三级净化处理后，一部分加热气体通过煤气离心风机经混合器与空气离心风机的空气混合，压入炉内经花墙均匀喷入煤层，气体在炉内燃烧加热原煤，一部分用于烘干焦炭，剩余部分送出界区作为工业用燃料，达到资源综合利用和保护环境。（5）对输料、筛分和筛焦系统采用全封闭运行，安装了除尘系统，避免了原来煤尘、焦尘无组织排放造成严重污染和资源浪费，对生产场地实行全硬化处理，防止了对地下水的污染。（6）熄焦、煤气净化系统采取封闭运行，减少了有害气体随水蒸气的挥发，节约水资源，减轻了对操作人员的职业伤害。 （7）对煤气净化盈余废水通过处理后用来熄焦，和废水不经过处理直接熄焦相比，减少了产品中带走的污染物，减少了污染物向下游产品的转移量，和对废水进行焚烧处理相比，节约了能源和水资源。总之，xx煤化工有限责任公司的sj-型低温干馏方炉生产技术与国内外同类技术相比具有工艺成熟、热效率高、生产能力大、炉顶温度低、页岩油产率高、投资低、易操作、以及资源综合利用、清洁生产等优点。xx煤电集团公司和中国石油大学、神木县xx煤化工公司利用神木县锦江兰炭试验基地煤干馏试验炉完成了xx油页岩低温干馏中试试验工作。实验效果sj-型干馏炉比国内同类型干馏炉炼油油收率高、油回收率大约8488%。高于抚顺圆炉的油回收率（65%）20个百分点；sj-型干馏炉单台炉处理量是抚顺炉的3倍，不烧油页岩半焦，这样油页岩半焦热值较高，可进一步利用；干馏气不含氧，可用电捕器提高油回收率。为此，本项目选择xx煤化工有限责任公司的sj-型低温干馏炉工艺技术。即：sj-型低温热解内热式气体热载体隔绝空气的干馏工艺。第二节 生产工艺工艺布置按工艺合理、系统简单、技术先进、维修方便、少占地、少投资的原则，尽量做到建筑集中或联合建筑，使整个布置协调统一。 本项目生产工艺包括备料工段、干镏工段、冷凝回收（煤气净化）工段、油页岩半焦储存四部分。详见全厂物料走向方块图3.2-1：冷凝回收净化煤气煤 气 干馏备料外供原料回炉页岩油油页岩半焦堆场 8mm页岩图3.2-1 油页岩走向方块图一、备料工段1原料的供应本项目的原料油页岩主要由海石湾煤矿和金河煤矿供给。海石湾煤矿为本项目新建一斜井，装备1台胶带输送机（b=1000mm，300t/h，l=539m，v=2m/s，=210）将井下开采的油页岩直接运至工业场地；金河煤矿与厂区相距10 km，其油页岩采用汽车运输到厂区。工艺入炉原岩粒度要求为860mm的块岩。本项目考虑了原料的筛分破碎以保证入炉的粒度。原料要求及用量见表3.2-1。原岩要求及用岩量表3.2-1人炉岩粒度（mm）含水量（%）原岩小时用量（t/h）原岩天用量（t/d）原岩年用量万（t/a）消耗运输消耗运输消耗运输8607%18419444164656147155注：（运输量中考虑了5%的运输不均衡及加工损耗）2原料储运技术方案（1）金河煤矿油页岩的运输及储存金河煤矿距厂区10km，采用自卸汽车运输。油页岩通过汽车运至厂区后，直接卸入1号受煤坑，通过转载皮带运至筛分破碎车间，通过筛分破碎后，粒度合格的油页岩运至原料堆场储存。（2）海石湾煤矿油页岩的运输及储存海石湾煤矿的油页岩通过主斜井皮带直接运至厂内，通过转载皮带运至筛分破碎车间，通过筛分破碎后，粒度合格的油页岩运至原料堆场储存。本项目油页岩主要由海石湾煤矿供给，不足部分由金河煤矿供给，原岩来源为本矿区，距离比较短，根据化工机械化运输设计原则规定的要求，贮存天数可确定为3天。原料及产品的贮存形式有露天储存、仓库贮存和筒仓贮存。露天堆存贮量大，建设投资低，但对环境有一定的污染。仓库贮存贮存量相对较小，建设投资较高，但对环境的污染相对小；筒仓贮存方案的优点是对环境污染小、占地面积小（比煤堆场小7倍左右）、容易管理、贮料量的质量不受自然环境影响，但贮存量小，投资高，建设周期长。从经济角度分析，三种贮存方式的贮存成本之比大体上为1：1.5：2.5。根据本项目的建设条件、环保要求、资金筹措和储存量要求，选用露天储存+防风抑尘网方案。并在堆场设置多处水喷淋点，以减小污染。油页岩原料堆场储存量13000t，约为3天的储存量；油页岩半焦储存量30000t左右，约为8天的储存量。场内采用铲车进行倒堆和供料作业。3原料加工筛分破碎车间单系统布置。设置原岩分级、检查性手选及破碎等环节。（1）进入筛分破碎车间的油页岩经胶带输送机头部悬挂的除铁器除铁后，进入分级筛分级。分级筛为双层香蕉筛（60mm、8mm）。油页岩通过分级筛分级后，上层筛板的筛上物块岩经手选胶带机（b=1400 mm）检查性手选后，进入双齿辊破碎机破碎至-60mm，再经过8 mm固定筛分级后，破碎机下料（860mm）与分级筛下层筛板的筛上物（860mm）块岩一起经转载皮带运至油页岩原料堆场。分级筛下层筛板的筛下物（-8mm）末页岩通过胶带机运至末页岩堆场储存。破碎机下料（-8mm）的末页岩由于量很小，采用人工方式运至末页岩堆场储存。（2）原料的厂内运输 原岩的厂内运输一般采用dt带式输送机运输。（3）其他为了节省投资，同时因为煤矿定点供应，页岩的成分变化不大，页岩的取样采取人工定期取样，本设计不设取样设备。系统中设计有除铁器、除尘设备（包括汽车卸车时的喷雾除尘）等设施，使各生产岗位符合国家安全卫生规定。4工艺流程及主要设施根据sj-低温干馏方炉生产用原料和外来页岩情况，备料部分采用机械化封闭运料、筛分、布料，减少操作人员数量，改善操作条件。整个工段由油页岩原料堆场、铲车、筛分破碎车间、胶带输送机等组成，采用双系统上料，每套系统可以相互备用，满足上料不能间断的问题。露天煤场用混凝土硬化，并建3.5m高的围墙+挡风抑尘网将料场与其它工段隔开，以防粉尘污染。备料部分工艺流程如下：海石湾煤矿的油页岩由主斜井胶带输送机运筛分破碎车间，金河煤矿的油页岩通过自卸汽车运至厂内，卸入一号受煤坑，通过受煤坑下的给煤机经皮带转载运至筛分破碎车间。油页岩经分级破碎后，860mm物料由胶带机运输运至油页岩堆场贮存，筛下-8mm末油页岩经胶带运输机运至末油页岩堆场贮存，通过汽车外运销售。油页岩原料堆场的油页岩通过铲车运至2号受煤坑，通过受煤坑下的给煤机给入胶带输送机运至干馏炉可逆配仓带式输送机，分别给入干馏炉原料缓冲仓，页岩由进料口进入炉顶辅助料箱，再进入干馏炉。干馏炉上料系统采用双系统布置，单系统可以满足干馏炉用料量的要求，从而保证了干馏炉连续运转不能缺料的要求。二、干馏工段1概述本项目干馏炉采用神木县xx煤化工有限责任公司研制开发的sj-低温干馏方炉，该炉具有热效率高、生产能力大、炉顶温度低、焦油产率高、投资低、易操作等优点。油页岩原料通过可逆配仓带式输送机给入干馏炉原料缓冲仓至炉顶辅助煤箱，再随炉料下移经过干燥段逐渐进入干馏段完成煤干馏，最后由炉底推焦机、刮板机排出。该炉采用连续的机械化生产工艺流程，有效减少了操作人员数量，改善了操作条件。本项目采用4+4座炉形成一条生产系统。干馏炉采取单排炉布置，4座炉一组+4座炉一组，炉体布置在一条中心线上。配备双系统上料，保证原料供给。每座炉配备一套煤气净化系统。2干馏工艺流程油页岩原料通过可逆配仓带式输送机给入干馏炉原料缓冲仓至炉顶辅助煤箱，装入干馏室内。加入炉内的块岩向下移动，与布气花墙送入炉内的加热气体逆向接触，并逐渐加热升温，煤气经上升管从炉顶导出，炉顶温度应控制在80100。炉子分为三段，上部为干燥段，块岩逐步向下移动进入中部的干馏段，此段被加热到650700，完成低温干馏。油页岩半焦通过炉子下部的冷却段时，被通入此段熄焦产生的蒸气生成水煤气，和熄焦水冷却到80左右，通过推焦机、刮板机连续排出进入缓冲仓再经仓下皮带机转载至焦场存放。原料在干燥段产生的水蒸气、干馏过程中产生的煤气、加热燃烧后的废气以及冷却焦炭产生的水煤气的混合气(荒煤气)，通过炉顶集气罩收集, 通过上升管, 进入净化回收系统。sj-低温干馏方炉加热用的煤气是经过冷凝回收（煤气净化）工段进一步冷却和净化后的煤气。sj-低温干馏方炉加热用的空气由空气鼓风机加压后供给。煤气和空气经支管混合器混合，通过炉内布气花墙的布气孔，均匀喷入炉内料层燃烧，给料加热干馏。炉底出焦采用xx煤化工有限责任公司研制开发的可调式推焦机，由一套调速电机传动推焦机将炉内油页岩半焦排出。可灵活地调控炉子运行状况，从而控制油页岩半焦的质量和产量。3sj-低温干馏方炉结构及主要工艺参数（1）sj-低温干馏方炉结构a. 炉体结构由内部的耐火砖布气花墙、耐火砖内墙、保温隔热层和炉外墙组成；b. 炉顶部安装有布料集气装置；c. 炉中部和出口均装有测温装置；d. 炉内供给加热煤气和空气均装有计量装置和燃气混合器；e. 炉外安装护炉柱；f. 炉体外安装护炉钢板。（2）sj-低温干馏方炉的主要工艺参数a. 炉体尺寸： 长宽高=860045207350；b. 炭化炉尺寸：长宽高=708030007350mm；c. 炭化室容积：炭化室容积为156.11m3；d. 干馏炭化时间：原料在炉内停留时间约为10小时；e. 炉体使用年限：使用年限为15年，根据使用情况，大约间隔2年冷修一次。三、冷凝回收（煤气净化）工段1概述煤气采用文氏管初冷塔旋流板终冷塔静电捕焦油器冷却、净化、回收页岩油和冷凝液的三段净化流程。本工段设计处理荒煤气量为8.50亿m3/a。8座干馏炉分别配置净化回收系统，统一布置。设置清水池、热循环水池和冷循环水池各一个。2冷凝回收（煤气净化）工艺流程自炉内出来的荒煤气，由上升管进入桥管和文氏管塔，喷洒热循环水初步冷却，然后煤气进入旋流板塔与通入塔内的冷循环水逆向运行完成最终冷却。冷却后气液分离，冷却下来的液体经管道流到循环水池，通过静置沉淀油水分离，焦油由泵打到焦油贮槽，循环水经管壳式换热器换热冷却后循环使用，循环水池封闭运行。煤气经管道进入静电捕焦油器，把煤气衔带的焦油、粉尘吸附回收，回收率达98，通过电捕处理后的煤气纯净度很高，热值17002000千卡nm3。煤气通过煤气风机加压后，一部分返回炭化炉加热燃烧，多余煤气输出。本项目剩余煤气量106250m3/h，有很高的利用价值，是很好的工业用煤气和民用煤气，可用煤气直接发电，转换成电力自用或向外输送，本项目将剩余煤气送往与之配套的电厂作为燃料。煤气净化流程见附图3.2-1工艺流程图。3煤气净化工艺特点（1）采用文氏管塔初冷和旋流板塔终冷，两级循环水冷却系统，增强冷却效果。静电捕焦油器净化、回收煤焦油和冷凝液，保证煤气净化和焦油的回收。（2）循环水池封闭运行，减少环境污染，循环水池采用防渗钢筋混凝土结构。（3）循环水采用换热器换热，换热后的冷却水通过冷却塔冷却降温。甘肃窑街油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说明书 第三章 工程设计甘肃窑街油页岩综合利用有限责任公司油页岩炼油工程初步设计说明书 第三章 工程设计四、油产品贮运设施1油产品的贮存能力、贮罐的容量、数量及形式油产品主要是页岩油，设置油罐区。页岩油储存量按21天产量考虑。 页岩油的贮存能力、贮罐的容量、数量及形式见表3.2-2。焦油的贮存能力、贮罐的容量、数量及形式 表3.2-2 序号物料名称贮存时间（天）贮存能力（t）贮罐规格数量贮罐结构形式备注1页岩油211000 v=1000m39拱顶罐重油2装卸设施本项目页岩油采用管道由塔区输送至贮罐，外运采用自然高差装车，汽车运输。第三节 主要工艺设备选型一、设备选型原则（1）选用技术先进、性能可靠、效率高、能耗低，被实践证明行之有效的设备。（2）主要工艺设备采用神木县xx煤化工有限责任公司研制开发的sj-低温干馏方炉，该炉具有热效率高、生产能力大、炉顶温度低、焦油产率高、投资低、易操作等优点。（3）其他设备采用国内制造技术已过关的设备。如：分级筛、破碎机、给煤机、胶带输送机、各类泵、风机等。二、不均衡系数的确定本工程各环节不均衡系数选取如下：（1）原料油页岩受卸及储存环节不均衡系数k=1.15；（2）储煤场缓冲仓至筛分破碎车间不均衡系数k=1.15；（3）成品的储存、输浆系统的不均衡系数k=1.15；（4）水池系统的不均衡系数k2.5。三、主要设备型号1备料及产品工段主要设备备料及产品工段主要设备表3.3-1序号设备名称主要技术规格单位数量备注1井口房至筛分破碎车间胶带机b=1000mm, q=500t/h，v=2.0m/s台145 kw/台2一号受煤坑至一号转载点胶带机b=1000mm, q=400t/h，v=2.0m/s台145 kw/台3筛分破碎车间至末页岩堆场胶带机b=650mm, q=100t/h，v=1.25m/s台14 kw/台4筛分破碎车间至原料储煤场胶带机b=1000mm, q=450t/h，v=2.0m/s台145 kw/台5卸料车式胶带输送机b=1000mm, q=450t/h，v=2.0m/s台137 kw/台6二号受煤坑至干馏车间胶带输送机b=800mm, q=300t/h，v=1.6m/s台175 kw/台炉区至二号转载点油页岩半焦胶带机b=800mm, q=300t/h，v=1.6m/s台122 kw/台二号点至油页岩半焦堆场胶带机b=800mm, q=300t/h，v=1.6m/s台137 kw/台4悬挂式电磁除铁器rcdd-12型台11