油頁巖作為一種非常規(guī)能源,儲量巨大,其開發(fā)利用對于發(fā)展替代油氣戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)、緩解我國油氣資源短缺問題將具有重要的支撐作用。但是,與石油化工行業(yè)相比,我國油頁巖加工利用技術(shù)仍然相當(dāng)落后,存在油收率低、油品質(zhì)量差、干餾氣利用效率低、經(jīng)濟性能不佳、環(huán)境污染嚴重等問題。而在現(xiàn)有的工程研究中,還幾乎未考慮煉制工藝過程集成、油氣產(chǎn)品高值化利用、過程污染物控制以及能量梯級匹配等問題。上述問題嚴重制約著我國油頁巖資源的大規(guī)模開發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展。為此,本文建立了油頁巖煉制過程關(guān)鍵單元及整體工藝的基礎(chǔ)分析模型,并采集工業(yè)數(shù)據(jù)對模型進行校驗。在模型可靠的基礎(chǔ)之上,采用常規(guī)和先進?分析方法,弄清了油頁巖煉制過程物質(zhì)、能量利用情況及瓶頸。結(jié)果表明,油頁巖煉制過程?效率只有34.17%,具有較大的改進空間。在眾多設(shè)備中,干餾爐具有最大的改進空間。通過對干餾爐進行優(yōu)化,使得干餾爐的可避免?損失降低了28%。針對傳統(tǒng)熱力學(xué)和經(jīng)濟學(xué)分析方法的不足,提出了一種基于先進?經(jīng)濟的系統(tǒng)分析與優(yōu)化框架,并論證了新方法在量化系統(tǒng)可避免費用,分析各單元在技術(shù)經(jīng)濟性能上的相互關(guān)系,以及確定系統(tǒng)改進空間等方面的優(yōu)勢。利用該方法對傳統(tǒng)油... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

全球油頁巖資源分布圖（單位：億噸）

[31]。ATP 技術(shù)于 2008 年由撫順油頁巖煉廠引入國內(nèi)，油頁巖處理規(guī)模為 6000 t/d。截目前，該裝置已在試產(chǎn)中，處理量已達到設(shè)計值得一半左右[22]。ATP 技術(shù)的最為顯著的技術(shù)特點是采用回轉(zhuǎn)爐，如結(jié)構(gòu)圖 1-7 所示。從設(shè)備結(jié)構(gòu)來，主要可以劃分為干燥段、干餾段和燃燒段等[23]。油頁巖原料首先進入 ATP 爐的干段，在 250 ℃左右的條件下，脫除頁巖表面的自由水；干燥后的油頁巖進入干餾段， 750 ℃頁巖灰進行換熱，溫度提升至 500 ℃左右，發(fā)生干餾反應(yīng)得到頁巖油氣混合和半焦[22]。產(chǎn)生的半焦進入 ATP 爐燃燒段，在 800℃左右的條件下，與空氣發(fā)生燃燒應(yīng)，得到高溫頁巖灰[31]。產(chǎn)生的油氣混合物進入后續(xù)的油氣分離單元，分離得到頁巖和干餾氣。與 DG 技術(shù)一樣，ATP 技術(shù)亦具有高油頁巖利用率、高頁巖油收率等諸多優(yōu)點。但，該技術(shù)的核心設(shè)備龐大（ATP 爐重 2500 t，長 62 m，直徑 8 m）而且比較復(fù)雜，導(dǎo)該技術(shù)需要較長的建設(shè)時間，維修時間長，運行時間短[13]。此外，該技術(shù)單爐處理量（高達 6000 t/d），操作困難，沒有成熟的工業(yè)經(jīng)驗。

72(b) 優(yōu)化后圖 4-9 優(yōu)化前后系統(tǒng) 經(jīng)濟費用和 分布Figure 4-9 Comparison of oil shale refinery process (a) before and (b) after optimization4.6 新系統(tǒng)分析與優(yōu)化框架與其他方法的比較本章所提出的系統(tǒng)分析與優(yōu)化框架將過程的 損失費用和非能量費用劃分為兩類：內(nèi)部/外部，以及可避免/不可避免。所提出的方法與常規(guī)方法相比，具有以下優(yōu)點：（1）所提出的系統(tǒng)分析與優(yōu)化框架可以確定 損失費用和非能量費用中可以節(jié)省的比例。常規(guī) 經(jīng)濟分析表明，油頁巖煉制過程的總 損失費用和非能量費用分別為174.38 106元/年和 148.71 106元/年�；谒岢龅目蚣埽ㄈ鐖D 4-10 所示），分析發(fā)現(xiàn)總 損失費用和總非能量費用分別有 54.67%和 13.61%可以避免，即它們的改進空間。

【參考文獻】：
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碩士論文
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[3]ATP干餾爐溫度控制系統(tǒng)研究[D]. 梁巖.東北大學(xué) 2011
[4]加氫裂化全流程仿真模擬[D]. 楊木璽.北京化工大學(xué) 2010
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本文編號：3017967