ATP工艺描述解析

1、1 1、ATPATP 系统工艺概述1.1ATP1.1ATP 系统概述ATPATP 系统是一种从原矿石中分离烃的热萃取工艺。 抚顺工程加工 的矿石是油页岩。ATPATP 工艺系统有所描述，除 ATPATP 处理器本身外，还 包括材料处理，油回收和瓦斯处理系统。ATPATP 处理器是一种对进料进行预热、 干馏和从中分离烃的旋转容 器。油页岩矿石处理发生在 ATPATP 处理器内部。干馏反应所产生的作为 副产品的焦碳在干馏固体上沉积并在燃烧区内燃烧， 以提供工艺所需 的热量。来自燃烧固体和燃烧气体的热量在处理器内部被回收并用来 给进料加热。离开 ATPATP 处理器的产品有烃蒸汽、燃烧烟气和干馏固体

2、。这些产品被大型 ATPATP 系统内的工艺子系统处理。澳大利亚斯图亚特工程 ATPATP 处理器直径是 8.3m8.3m,长 65m65m 以每分钟 4.04.0 圈的速度旋转。设计产量是每天 45004500 桶粗汽油和燃油。1 1. 2ATP2ATP 系统工艺描述来自采矿现场的原矿石被运送到工厂,并在进料准备系统（ 0202 车间）被处理。原矿石被破碎、筛分后，储存到 ATPATP 进料储存仓。储 料仓下的放料人员以平稳的速率将进料投入 ATPATP 系统。进料页岩进入 ATPATP 处理器预热区。在这里，页岩被加热并蒸发出 所有的游离水。在预热区产生的蒸汽和任何与进料一起混入的空气被

3、预热蒸汽系统从预热区提取出来。 这些蒸汽从预热端架被抽取进行除 尘和冷凝。 没有被冷凝的尾气在排放进大气之前被燃烧。 冷凝后的预 热水在水处理车间（ 0707 车间）进一步处理之前被输送到中间贮罐。 处理后的水在厂内被用作工艺水后释放掉。预热后的油页岩进入干馏段。 在这里,它直接与来自燃烧段的热 循环固体混合。循环固体提供进一步将进料流加热到干馏温度的热 量。干馏生成两种产品：（1 1）由烃气体和液体馏分构成的蒸汽流； （2 2） 沉积到页岩颗粒上的焦碳残余。 蒸汽流从烟道下的干馏区被提取并输 送至油回收系统（ 0404 车间） 。结焦的固体从干馏段进入燃烧段。离开干馏段的蒸汽流被二级旋风除尘

4、系统吸收以除去混入的固 体。然后,用蒸汽洗涤器进行第一阶段的蒸汽冷却和冷凝。 蒸汽洗涤 塔生产的底油包含油产品中最重的馏分和相当数量的固体。 这些物质 被送回 ATPATP 干馏段。他们在这里热裂解并以生产较轻的烃固体、 烃气 体和焦碳。这就是一个循环过程。离开蒸汽洗涤器的洁净蒸汽被导入分馏塔。 蒸汽流在这里部分冷 凝生成了一种叫做重油的中等重量的馏分。 轻馏分和水蒸汽从分离塔 顶被抽取, 通过塔顶热交换器, 在热交换器内被冷凝, 进入塔顶罐并 被分离成轻油和酸水。没有冷凝的气体被尾气压缩机抽出塔顶罐。 尾 气压缩机出口下游的冷却器冷凝一部分来自该气流的多余水分和轻馏分。分馏塔产生的重油和来自

5、塔顶分离器的轻油被导入产品储存日 罐。来自塔顶罐和分离罐的酸水在进入水处理车间（0707 车间）被进 一步处理之前被输送到中间贮罐。没有冷却的尾气被尾气压缩器从塔顶罐抽出。 尾气压缩机保持整 个 ATATP P处理器的油处理系统和干馏区的气流（畅通）。尾气被压缩、 冷却以回收轻烃馏分。剩余的没有冷却的瓦斯被排除 ATPATP 系统并输送 到轻馏分回收（LERLER 车间（0505 车间）。在这里，瓦斯通过海绵塔， 在海绵塔里，更多的轻烃成分被从瓦斯中吸出。 然后，海绵塔瓦斯被 排放进燃气罐，用作发电的燃料。在非正常操作条件下，如果有必要 的话，尾气也可以直接被输送到主要工厂火炬。在干馏区的干馏

6、过程中，会有一部分焦碳沉积在固体上。 这部分 焦碳作为工艺热的来源，在燃烧区被燃烧。多余的热需求由沉积在燃 烧区端架上的辅助燃料满足辅助燃烧器提供。如果有必要，辅助燃烧 器会点燃燃料油以补充工艺热。来自燃烧区的热固体部分进干馏区以提供干馏所必须的热量。燃烧的剩余固体和所有的燃烧烟气一起进入冷却区。ATPATP 处理器的冷却区和预热区起到逆流热交换器的作用。热废弃固体和燃烧烟气把热量传递给进料。 热交换是间接的，由热量从冷却 区固体/ /烟气传递到预热区壳体钢，然后到进料。这使热废弃固体与 进料完全隔离。ATPATP 处理器排除的所有固体都进入灰尘处理系统。从冷却区排出 的固体 （灰）被排放到灰

7、加湿器并用水急冷。灰加湿器上的收集罩把 蒸汽和灰尘从急冷操作导入烟气系统。加湿后的灰由一系列皮带运输 机运到灰仓。灰被定期装入铁路运输车运回矿区。来自燃烧区的烟气由烟气系统处理。 烟气进入一级旋流器以除去 混入的固体。而后，烟气通过烟气冷却器。热量在这里被回收，用于 预热 ATPATP 处理器所使用的燃烧空气。冷却后的烟气继续进入袋滤室进 行最终灰尘收集。除尘后的烟气经由烟气 IDID 扇，并通入烟气湿洗涤 器以去除氨。洗涤后的烟气与预热瓦斯燃烧器的热废气混合。 这种混 合的气体通过主要工厂烟囱排放到大气中。烟气旋流器和袋滤室的底 流固体被运回灰加湿器。在这里，它们与离开 ATPATP 冷却区

8、的固体混合。ATPATP 处理器上位于燃烧区的烟道是由烟气 IDID 扇开发并控制的。 烟气 I ID D扇位于袋滤室的下游。烟气湿洗涤器的湿洗涤液体排送至水 处理车间进行适当的处理。120120.设备工艺系统整个 ATPATP 工厂是由相当数目的综合工艺、辅助和外围子系统构 成的。这些子系统大体上被分组到两大系统中：ATPATP 系统和除 ATPATP 以外的工厂配套设备（BOPBOP。详细情况如下:ATPATP 系统除 ATPATP 外的工厂配套设备（BOPBOPATPATP 处理器米矿和进料准备燃烧空气和燃烧炉系统灰运输和废置原料处理系统轻镏份回收烟气处理系统水处理预热蒸气系统罐区烃蒸气

9、回收系统火炬中央蒸发冷凝控制和电效用200200.详细系统描述210210. ATPATP 处理器ATPATP 处理器是 ATPATP 系统的主要装置。它是加工页岩矿石所 必须的热交换、蒸发、热干馏和燃烧（过程）的载体。ATPATP 处理器的额定处理量是 230t/h230t/h，此处理量以设计页岩矿石 进料为基础。矿石中的油母岩质和水含量的不同会影响系统的处理能 力，在额定处理量（的操作条件下），处理器的整个固体驻留时间是 大约 6060 分钟。每个区的大致固体驻留时间如下：预热区2020 分钟干馏区5 5 分钟燃烧区1010 分钟冷却2525 分钟总计 6060 分钟靱真龜埼AT叮耳窟Fb

10、giirr J：Typk*l ATF Plant&*惟灯Linit BrEakdOWkL.卫丄飆一俅Si-,曲囤“PLAN；(M i PlANT 02 :1T Anp ；也trjLP :；E 二歸 gjivfOJRLlrx.sWKK毕缈-_“叭!札虚*CAS- STS FEWwEIMW&rsrg丄一.魁眺L 一 !&v磁-F叵ii再胪nnU3VLOHH【越昭展爆耳输.晦絆駅;一械碎-沁rsj、r-LF比“注整；w “El”wjMn 1血奄=4；1#g Et& PiMfciflN 4 ijl hAMDUC( (Ot fH4J EOCt占tg g HUJWJT血gT

11、 EW5 REC口心丫pT- HMt qMIFH rRCAlVLK!用.rLut严 Pr- 111霊盂T4LL-AIM；.w -c*v* gs、ULCHV4CKs-fLrtkn1R(ACWMI机陀TfEHrWtMrDOMD-Kmm.Arv FiufWrT*4 fCM211.211. 外围转动结构处理器驱动器电动机由一个可变频率 ACAC 驱动器驱动，ATPATP 的速 度可以在每分钟 0.50.5 到 4.04.0 圈之间变动，以适应操作条件。处理器外壳是主要的旋转结构。212.212. 预热区预热区由对称分布的五个相同的管子构成。该区的功能是在页 岩进入干馏区前把它们干燥预热至大约 2502

12、50C。热量通过外围冷却区 的热烟气和页岩灰管壁传导。油页岩进料中的水含量是 ATPATP 系统处理能力的主要决定因素。 原因是进料中的水很大程度影响着预热区间热量需求。这是因为水中大量的蒸发潜热。自由水被蒸发，蒸气被从预热区抽取出来。预热区 的额定操作压力是-5mmWC-5mmWC213.213. 干馏区干馏区是一个圆柱形的室，随着处理器的旋转，来自预热区预 热后的油页岩（250250C）通过一个内部密封通道流入干馏区。从预 热区到干馏区的密封允许固体通过，但是阻止预热区和干馏区之间蒸 气的流动。处理器的旋转也促使一定质量的热燃烧循环固体740740C ）从另一个内部密封离开燃烧区，进入干馏

13、区。这些热固体与来自预热区 的进料混合，混合后的混度大约是 505505C。在干馏温度下，油页岩矿石经历一个叫做干馏的过程。油页岩 的干馏产生烃蒸气、焦碳、蒸气和未凝结的瓦斯，干馏区的额定操作 压力是-40mmwc-40mmwc干馏区床层的温度不是被直接控制的，是通过输入物流（也就 是进料或循环物流）的改变而控制的，主要的控制变量是：进料页岩的水份含量（通过适当的矿石处理和进料准备/ /混合实践）。从燃烧室回收的固体的数量燃烧区温度进入处理器的页岩进料率从燃烧区到干馏区的额定固体再循环量是处理器矿石进料率的 2 2 倍。再循环量可以在操作过程中通过调节循环阀门来控制。 这是循环 密封道路排料的

14、一个外部制动流量限制器。214.214. 燃烧区燃烧区是由一个中央蒸气管组成，中央蒸气管周围有一个环形区 域。这个区的功能是通过燃烧来自干馏区干馏后页岩上的剩余碳提供 处理器所需要的所有热量。燃烧空气通过燃烧端架进入。燃烧空气被 预热以改进热性能，启动期间，燃油在端架悬挂式炉中燃烧以提供干 馏热量。在燃烧区焦碳与氧气接触并导致氧化。焦碳燃烧率取决于：焦碳 的性质，该区的温度，氧的含量。一般情况下，燃烧区在温度为 740740C, 压力为-15mmw-15mmwC C勺条件下运转。当处理器的热需求相对低于焦碳的量时 （就要）通过限制添加燃 烧空气量（的方法）限制碳氧化。如果热需求高，就要提供更多

15、的空 气以增加碳氧化。当来自可用焦碳的热量不足时（就要）在辅助燃烧 炉内燃烧工厂燃料油。215.215. 冷却区冷却区是预热管系统周围的环形体积。 热烟气和燃烧后的页岩灰从燃烧区进入。随着瓦斯和固体在区内移向烟气罩， 它们通过预热区 导管壁被预热区内材料的传热冷却。 为了改善传热，提升刮板通过水 平移动的烟气，在预热管的外表面之上提升或卸放固体。在典型的运 转（条件）下，烟气和固体在大约 400400C时离开冷却区。冷却区卸料端的外壳上有一系列缝隙。 粗固体通过这些缝隙进入 固定灰漏斗（这是烟气罩较低的部分）。固体通过一个保护性的栅筛 落入灰加湿器。烟气（和所有混入的细碎固体一起）通过外壳的缝

16、隙 被抽起并导入烟气罩。然后它们继续进入烟气处理系统。220220.燃烧空气和燃烧炉系统燃烧空气和燃烧炉系统控制着 ATPATP 燃烧区内的燃烧量。用燃烧炉 设备、燃烧空气率和/ /或处置器进料率的改变来控制燃烧室的温度。 燃烧器需要的燃烧量取决于进料页岩的属性， 因为这决定了干馏以后 固体上的可用焦的数量。ATPATP 燃烧系统上有两个强制性通风（FDFD） 扇： 燃烧炉风机和燃烧 空气风机。燃烧炉风机为安装在固定端架上的燃烧炉提供空气 （不常 用）。燃烧空气风机为处理器内部焦碳的燃烧提供空气。燃烧空气扇的 大部分空气是通过烟气冷却器而来的。预热后的空气按照工艺的要 求，进入 ATPATP

17、燃烧区。剩余的热空气被排入大气。燃烧炉燃烧和焦碳 燃烧空气加入速率由中央控制室控制，操作者可以将 ATPATP （系统）从 完全焦碳燃烧模式切换至混合燃烧模式以保持操作需求和保持工厂 的燃料平衡。230230.材料处理系统231231 .进料系统进料系统以固定的（进料）率向 ATPATP 处理器投料，进料有两种来 源：来自进料准备车间破碎后的页岩和惰性固体。页岩矿石在被加工处理之前被破碎、筛分、贮存进料仓。惰性进料被贮存在备用和线外 料堆，油页岩和惰性进料都通过变速皮带进料机进入 ATPATP 系统，惰性 材料进料机直接卸料在 ATPATP 进料皮带运输器上。在正常操作条件下，工厂从贮料仓（提

18、取）页岩进入加工处理。 隋性材料用于启动、关机和瞬变期间。车间操作员应该保证惰性材料 进料备用堆存满随时可用的惰性材料。ATPATP 进料运输机向预热端架上的细流阀投（递原材）料，细流阀 使原料在重力的作用下流入预热布料机壳内，同时使空气的渗入量达 到最小。皮带传送机和细流阀之间的传输点由一个袋滤室吸收以减少 灰尘排放。ATPATP 进料皮带运输机上安装了一个称重天秤。该天秤用来控制油 页岩矿石和惰性材料进料的速度。如果测得的进料率高于（或低于） 设定点，放料者就会收到减少（或增加）进料的信号。所有的皮带运输机都安装了一个紧急关闭开关。这些开关分布于 每个送输机的通道。开关被拉动时，驱动运输机

19、的发电机就会被关闭。要重启运输机，必须先重启开关。232.232.灰处理系统灰处理系统用于排放来自处理器冷却区的粗固体。 灰处理系统的 目的是收集和去除处理器和辅助设备的固体， 在这些固体被排放到皮 带运输器之前把它的冷却加湿。下面的 ATPATP 物流中含有固体。冷却区粗固体卸料烟气流干馏烃蒸气流预热蒸气流混入干馏蒸气流的固体被二级旋分器除去。 来自这些旋分器的粉尘 底流被运回 ATPATP 燃烧区。 混入预热蒸气流的固体被一级旋分器去除，并被送回预热区。所有这些固体，最终都作为粉尘通入烟气系统。来自处理器冷却区的固体由于处理器的旋转进入烟气罩卸料斗。 这些固体由灰加湿器运出处理器。 对灰的

20、适当冷却和加湿，对于防止 皮带运输机过热，减小处理过程中的灰尘量和生产合适的回填材料非 常重要。灰由注入灰加湿器的工厂工艺水冷却和加湿。 加湿器产生的 蒸气被导入 ATPATP 烟气罩，在这里它与烟气混合，并继续进入烟气洗涤 系统。离开处理器的烟气流中大部分的粉尘固体都被烟气旋流机和袋 滤室收集。这些固体通过烟气粉尘螺旋运输机被运送回灰加湿器。离开灰加湿器冷却和加湿后的页岩灰落到一个或者是两皮带运 灰机上。每一个运输机上都安装了一个称重秤，将灰运到仓，在正常 操作过程中能够同时生产和回收粗惰性材料。233.233.粗灰回收系统ATPATP 处理器在启动、关机和瞬间操作中需要惰性材料。惰性材料

21、必须是真正惰性的， 不能有任何烃成份。 惰性材料必须具有和油页岩 相似的物理性质 （整体密度、安息角等）。这能确保 ATPATP 处理器的重 量和扭矩负载在任何条件下都能接近设计（值）。灰回收系统的操作是能够调节的，这样它就能在正常操作中从工 艺中收集合适的惰性材料。在这种操作模式下，操作员将烟气系统粉 尘分离至一个灰加湿器中，然后粉尘离开另一个主要处理粗馏份固体 的加湿器。粗材料会被一台皮带运输机回收到惰性材料堆。240240.烟气处理系统系统（ATPATP 烟气罩的下游）的主要元素有：a a）单级旋风除尘器b b）烟气冷却器（气与气间的热交换）c c）袋滤室d d）引风机e e）烟气湿洗涤

22、器f f）烟气烟囱烟气旋风除尘器是烟气处理的第一个阶段。来自处理器的热烟气 在大约350350C时进入旋风除尘器，烟气中混入的粉尘通过一个重力细 流阀被分离并从旋风除尘器底排出。离开细流阀的粉尘进入烟气粉尘 运输机从而转移至灰加湿器，烟气通过旋风除尘器顶离开。ATPATP 烟气通过烟气冷却器，温度冷却至大约 250250 C。从烟气获得 的热量用来预热 ATPATP 处理器的燃烧空气，这会改进整个系统的热性 能。冷却后的烟气通过一个袋滤室以除去粉尘颗粒。提供了一个快速制动环境卸放阀作为备用装置，以确保在任何条件下袋滤室的温度都 不会过高。除尘后的烟气离开袋滤室，并被吸入烟气引风机中引风机向一个

23、烟气湿洗涤器输送烟气， 用水循环以吸收烟气流中 的氨。一部份水被排放入水处理车间。在这里氨、硫产品、沉淀物和 任何剩余的粉尘被除去， 向系统添加补给水以代替吹扫和蒸发过程中 失去的水分。洗涤后的烟气离开烟气湿洗涤器，与来自预热燃烧器的废气混 合。然后混合瓦斯放进烟气烟囱，释放入大气。来自燃烧器废气的热 量使烟囱内的烟气小幅度升温。250250预热蒸气系统预热蒸气系统在炉子的预热区提取由原料加热产生的气流。 预热 蒸气系统由一个单级旋分除尘器，一个冷凝器，分离罐，容积式鼓风 机和一个燃烧机组成。预热蒸气从处理器中抽出， 然后进入预热旋风除尘器， 所积聚的 粉尘通过翻板阀卸载到给料带式输送机进入

24、ATPATP 气流从旋风除尘器 流至预热冷凝器，在那里气体冷凝并从剩余的瓦斯中分离。预热瓦斯鼓风机从预热罐中抽取没有冷凝的瓦斯。 鼓风机是由变 速电力驱动的； 炉预热区的压力是由鼓风机速度的变化控制的， 鼓风 机把瓦斯排送至预热焚烧炉，温度达到 750750 C。然后与 ATPATP 烟气流混 合排放。而这些气流则对排放前的烟气提供了一些二次加热的热量260260干馏气体处理系统在 ATPATP 干馏区产生的蒸气，瓦斯，气流和没有冷凝的瓦斯被尾气 压缩机从干馏炉抽取到油回收车间。 干馏气流包含许多沸点差异很大 的烃。蒸气气流温度约达 500500C，油回收系统的主要部件如下：1 1、 二级旋风

25、除尘器系统2 2、 蒸气洗涤塔3 3、 分馏塔（轻油汽提塔）4 4、 尾气压缩机5 5、 压缩机排放冷却器和分离罐干馏蒸气从炉干馏区通过蒸气管进入一个二级旋风除尘器体系。 粉尘从热干馏蒸气流中分离， 并通过双卸阀， 双卸阀再把灰尘卸至烃 旋风除尘器螺旋输送器，随后再输入 ATPATP 炉的燃烧区。同时，烃蒸气继续流动到蒸气洗涤器。261261.烃蒸气洗涤塔蒸气洗涤塔为垂直柱体，由三个区间组成，塔的低区为防过热降 温/ /冷却区。通过与大量重复循环的底油流接触，进入的蒸气被迅速 冷却到 400400C 以下。在干馏蒸气气流中更重的烃馏分（底油）被冷却 落入塔底池中，所有从蒸气流中洗涤出的颗粒都停

26、留在底油中。 底油 泵从锥形底蒸气洗涤塔底部抽油。蒸气洗涤塔的中部为洗涤区。底油被抽入洗涤区的顶部分配器， 然后原油像瀑布一样落在卸料板上，不断涌入的烃蒸气穿过落下的原 油向上升起，洗涤灰尘和结焦颗粒。蒸气中的固体物质被分离出，最 后落入底油池。大部分经过烃旋离器的固体以这种形式被洗涤。塔的上部有一个结构栅板用于回流来自分馏塔的重油。塔顶的正常温度为 300300 度。结构型栅板的外形轮廓和回流喷射系 统被设计用于确保在所有正常运转条件下的栅板能适当的湿润。为了 维持稳定的底油池液面，多余的油必须从蒸气洗涤塔底油循环中移 走，多余的底油被抽入ATPATP 处理器干馏区，在干馏区进行热裂化循环。

27、 裂化的底油最终产品为轻烃液体馏分、 瓦斯和焦油，这就是所谓的回 收利用。同样原油也能被送入循环油罐储存很短一段时间。（或者因为出现停产情况，也可以送入回收油罐储存）。然后底油被抽入过滤 器中，过滤器把流体分成两支。来自过滤器一侧分开的油流把大的固 体颗粒移走，流体能穿过底油冷却器（蒸汽发生器），进冷却区。离 开过滤器底部的油流包含大量残余的大块固体， 送回蒸气洗涤塔洗涤 区；固体物质围绕底油循环线路循环，直到最后它们被分解成合适尺 寸被排送回到干馏区的回炼油流中。底油循环线路包括一个微调冷却 机，冷却机是一个具有各种变化的蒸气发生器。262262.分馏塔和塔顶罐经过洗涤塔的蒸气流，进入分馏塔底部，重油产品被冷凝，该产 品用泵抽进（通过海绵塔）成品（罐）。分馏塔顶部的温度由流向塔上部的回流轻油控制。 轻油和蒸气在 该温度下始终保持蒸气形式，并和所有没有冷凝的瓦斯一起进入塔顶 的冷凝器。在塔顶冷凝器内降温和冷凝后，轻油和酸水液体在塔顶罐 内分离，随之用泵抽入各自的中间贮罐。来自塔顶罐的最终产品是尾气，它