本发明涉及油页岩的干馏方法，更明确地讲是涉及在下述装置中进行油页岩干馏的方法，该装置有转动炉箅，及分别固定在该转动炉箅上下的空气室，空气室的结构是它们与转动炉箅保持气密，以防气体从相应的空气室向外泄漏（为了方便，以下称上述设备为转动炉箅干馏釜）。

采用通称圆炉箅或平直炉箅的转动炉箅干馏釜干馏油页岩时，基本的操作是使气体大体上成直角地穿过固体块状油页岩层，油页岩载于传送炉箅上并与转动炉箅几乎水平地共同移动，这样来加热或冷却油页岩。这种操作与众所周知的在这类设备中焙烧和冷却铁矿石的方法相似。

在这种转动炉箅式干馏釜中干馏油页岩的优点是，油页岩在处理过程中不会研磨成粉末，因为如上所述，进行干馏的油页岩是载于转动炉箅上，油页岩本身以固定床的形式移动的。

在本技术领域中大家知道油页岩在干馏过程中会生成很多裂纹，并且变脆。因而在轻微撞击下就碎成粉末。

如果油页岩的干馏处理是在一种使油页岩从釜顶加入从釜底排出这样的设备中进行时，则在釜中形成油页岩块的移动床，当气体流经此移动床时（这类设备以下称为“移动床设备”），油页岩块床层在移动过程中由于油页岩块彼此互相接触而碰撞和磨擦，会产生大量的油页岩粉末。

上面谈到如果产生的油页岩粉末的体积很大，气体流经油页岩块床层的阻力就增加，不仅造成鼓风的动力增加，而且气体流经油页岩块床层时还会形成沟流。因此油页岩就不能达到充分干馏。此外，大量的油页岩粉末混入所得的干馏油中，会使干馏油的质量显著降低。

由于上述原因，采用转动炉箅式干馏釜干馏油页岩是一种优良的方法，因为它具有仅生成很少量的油页岩粉末的特点。

美国专利3325395，4058905和4082645已提出用转动炉箅式干馏釜干馏油页岩的常规方法。在美国商业部National    Techical    Lnformation    Service的Oil    Shale    Data    Book，PB80-125636中，也以圆炉箅干馏过程（以下称为“常规过程”）介绍了这类方法。

参考上述数据册的系统示意图，下面叙述常规过程的概要及其缺点。

图2是已知的一种直接加热过程的系统示意图。当载于转动炉箅的油页岩层顺序通过隔墙a′，b′之间的加热干馏区W，隔墙b′c之间的碳回收区X，隔墙c，d之间的第一冷却区Y和隔墙d，e之间的第二冷却区Z时，分别与送至各区的气流接触，油页岩即完成了干馏、回收碳和冷却等操作步骤。

在图2中，用油页岩加料器（未示出）将油页岩块加在加热干馏区W左边的转动炉箅1″上，形成油页岩层2′。当转动炉箅移动时，油页岩层2′首先进入加热干馏区W，在此区油页岩与燃烧循环气中所含的干馏气得到的热气流接触。油页岩经加热干馏后，油页岩层进入碳回收区X。

进入碳回收区X的油页岩层2′与空气流接触，使仍留在干馏后的页岩中的有机碳燃烧。用由燃烧热产 生的热气使油页岩层2′下部尚未受到干馏的油页岩完成干馏。然后油页岩层2′进入第一冷却区Y，在此区它与循环气流接触并被它冷却。此后油页岩层2′进入第二冷却区Z，在这里它与空气流接触并被它进一步冷却。油页岩层2′的显热回收后，油页岩层2′即由系统中排出。

由加热干馏区W和碳回收区X流出的气体随同馏出油和馏出水一起被引入气-液分离器S，在分离器中，馏出油和馏出水与气体分离。气体由鼓风机3′送出。一部分气体作为产品气由系统中排出，其余的气体作为循环气送至第一冷却区Y。

气体在第一冷却区Y预热后，由鼓风机4′送至加热干馏区W，与在第二冷却区Z中预热后由鼓风机5′送来的空气混合。循环气中所含的一部分馏出气因之燃烧生成热气。此热气即将油页岩加热干馏。

图2也给出了进料油页岩F，废页岩D，空气A，燃烧器B，压缩机和冷却器PC，产品气PG和馏出油及馏出水DOW。

如上所述，图2所示的过程的优点是将空气直接送入循环气流，使一部分馏出气燃烧，即可容易地得到用于干馏油页岩所需的热气体，而不需要任何特殊的设备。但伴随的缺点是所得的产品气体热值很低。

图3说明一种间接加热过程的已知实例。此实例改进了直接加热过程的上述缺点。

在图3的过程中，经第一冷却区Y预热后的气体在间接加热器6′中进一步加热，然后所得的热气体被送至加热干馏区W中。采用一部分馏出气体作为间接加热器6′的能源。在图3的过程中，进入循环气系统中的空气仅由为了回收碳而送入碳回收区X的空气供给。因此与图2过程得到的产品相比，所得的产品具有热值高的优点。

在图2和图3中，相同的参考符号代表相同的结构部件。WG代表燃烧废气。在图3的过程中，间接加热器6′所需的传热面积变得太大，以致难于设计一种经济的油页岩干馏装置。如果以提高间接加热器废气的温度来减少传热面积，则产生了另外的缺点，即装置的热效率大大降低。

图2及图3过程的共同缺点是，当进料油页岩中水的含量变化时，油页岩的干馏不能充分实现，或者必须将油页岩的干馏装置设计成不必要大的生产能力。

下面详细叙述上述问题的原因。

本发明人测定了干馏油页岩所需的热量。根据Fisher化验分析数据，发现油页岩的组成为：

水含量：9.24%（重）（由室温至500℃干馏所得全部水的比率，以进料油页岩为基数）

烃含量：8.94%（重）（由室温至500℃干馏所得全部烃化合物的比率，以进料油页岩为基数）

残余物含量：81.82%（重）

按照上述测定结果，在500℃干馏上述油页岩所需热量为：

所需的总热量：约182千卡每公斤进料油页岩

所需总热量的剖析：

干馏水所需的热量约46%。

干馏烃类所需的热量约0.5%。

其它（主要为油页岩的显热）约53.5%。

从以上测定的数据明显地看出，干馏油页岩所需的热量大部分消耗于脱除水，仅很少消耗于预期的用途，即油的馏出。干馏水所需的这种反常大的热量，可能不仅是由于水的蒸发潜热大，还由于据说油页岩中存在的结合水的离解热也大。

众所周知，不仅油页岩中的烃类含量变化大，而且其水含量变化也很大，甚至在同一地区不同地点开采的油页岩也是这样。事实上，本发明人测定了油页岩的样品，观察到如下的变化（根据Fisher的化验分析方法）。

烃类含量：5.66-12.31%（重）（以进料油页岩为基数）

含水量：6.77-18.72%（重）（以进料油页岩为基数）

这种变化，特别是油页岩中水含量的变化，意味着油页岩干馏装置的热负荷变化很大。

现在让我们通过实例设想在图2及图3所述的过程中，油页岩的含水量已经增加。为了完成油页岩中所含烃类的干馏，必须提高送入加热干馏区W的气体温度或增加送入气体的数量，以适应这种变化。

如果送入的气体温度升得过高，油页岩所含的碳酸盐也开始分解，所提供的热量也消耗于分解碳酸盐。这不仅使预期目标难以实现，而且还产生了另外的问题，即由于烃类气化速度的增加，使所得干馏油的质量降低收率减少。

大家也已知道，烃类含量变化，干馏所得的可燃 性气体组分（氢，甲烷，乙烷，丙烷等）的产率也变化，且不谈油的收率变化。这些可燃性气体组分产率的变化会造成以下的困难。

在图2的直接加热过程的常见实例中，加热干馏区W产生的馏出气部分地循环并与空气混合，使一部分这种循环气燃烧生成热气，此热气然后用于油页岩的加热干馏。不用说，燃烧废气中所含空气中的惰性气体，主要是氮气和二氧化碳等，也与循环气相混合，因而降低了循环气的热值。

当干馏生成的可燃性气体组分的含量变化时，特别当下降时，循环气的热值明显降低，可能难以继续维持燃烧。为了克服这个难题，需要一种能使燃烧稳定的措施，例如，以燃烧一部分馏出油作为辅助热源，并调整热量。但是这种措施不值得推荐，因为这样做不能有效地利用馏出气同时油的收率也会降低。

在用来获得高热值的馏出气的装置中，如图3中的过程，馏出气数量的变化不会造成麻烦。但出现了另一问题，即必须把对尚未进入加热干馏区W的进料气加热所用的间接加热器6′放大到相当大的程度。

由烃类化合物组成的气体用的间接加热器6′包含一种潜在的危险，即由于烃类化合物的分解，加热器的管壁可能积炭。考虑到这种潜在的危险，加热用的气体温度不能升得很高。气体-气体热交换的传热系数又很小。此外，上面已谈到，从油页岩中脱水所需的热量很大。考虑到这些情况，熟悉的技术人员容易认识到，必须安装一个不经济的大的间接加热器作为间接加热器6′，用来脱掉主要的杂质-水。

大家也清楚，除了油页岩的水含量变化以外，干馏油页岩生成的可燃性气体组分的收率也变化很大。在常规的直接加热过程的已知实例中，馏出气进行循环，含氧气体则被送入一部分循环馏出气中，使其燃烧而得到干馏热气，其缺点在于没有合适的稳定的操作条件，因为前面已谈到循环气的热值是变化的。

为了克服上述的缺点而获得高热值的馏出气，已提出了上述常规加热过程的已知实例，即用间接加热器取得干馏气。但是从基建费用来看，这种解决办法不值得推荐，因为上面已谈过，间接加热器必须做得很大。

本发明的一个目标是提供一种与进料油页岩质量的变化无关，能保持产品气体热值恒定的干馏过程。更明确地说，本发明的意图是（1）甚至当进料油页岩的水含量变化时，也不需要改变转动炉箅干馏釜的操作条件即可完成油页岩的干馏;（2）甚至当油页岩的烃类含量下降时，也能使干馏所得的可燃性气体燃烧，因而稳定地提供干馏用的热气;（3）改善油页岩干馏装置的热效率;（4）应用低质量的热，如燃烧出口气的废热，生产高热值的馏出气;（5）用必须的最小尺寸的油页岩干馏装置实现目的（1），（2），（3）和（4），换言之，提供一种经济的油页岩的干馏装置。

如上所述，干馏油页岩所需的总热量中，约50%的热量用于干馏油页岩中所含的水。本发明人在油页岩的干馏特性方面进行了大量的实验研究判明，油页岩中所含的大部分水可在与气流接触时除去。气流的温度应低于油页岩中烃类化合物实际开始分解的温度，但高于150℃（推荐350-200℃）。

也就是说，本发明人取得本发明是由于注意到以下的事实，即干馏水所需的热量多至干馏油页岩所需总热量的约50%，可以预先用较低温度的气体将水干馏掉。

本发明的一个方面是提供一种在设置第一区和第二区和/或第三区的转动炉箅式干馏釜中干馏油页岩的过程。此过程包括以下的顺序步骤;（ⅰ）将碎块状的油页岩输送经过第一区，在此区内，载于转动炉箅上的碎块状的油页岩层，与流经油页岩层的热气流接触而将油页岩加热干馏;（ⅱ）输送所得的油页岩层经过第二区，在此区内，油页岩层与流经油页岩层的含氧体接触;和/或输送所得的油页岩层经过第三区，在此区内，油页岩层由流经油页岩层的气流冷却。此外，（a）油页岩层进入第一区以前，至少一部分油页岩层与温度为350-150℃的热气流接触，因而被预热;（b）通入第一区的热气体是由燃烧器中燃烧一部分第一区排出的第一流出气和另一部分含氧气体混合而得到的燃后气，该第一流出气是在第三区被预热并被一个间接加热器进一步预热的;（c）将至少一部分由（b）中的间接加热器加热第一流出气得到的第二流出气，用作预热（a）中至少一部分油页岩层的热气流;（d）将至少一部分另外的已流经第三区的油页岩层并在其中预热的含氧气体用作供给第二区的含氧气，而另一种含氧气则送至（b）中的燃烧器。

根据本发明的过程，大部分油已从油页岩中脱除，油页岩在进入第一区即加热干馏区之前已预热 过。因此甚至当进料油页岩的水含量变化时，能够在转动炉箅干馏釜中，在稳定操作条件下，完成油页岩的干馏。

进料油页岩在预热区与气流接触。油页岩附带的粉尘或油页岩中产生裂纹而生成的粉尘可随着气流除去。因此避免了粉尘混入第一区即加热干馏区所生成的产品油中。这对油的质量产生一种好的影响。

由于兼用了直接加热和间接加热两种技术，当干馏进料油页岩时，甚至当进料油页岩的质量变化引起可燃性气体产量变化时，循环气的热值能保持不变，因而能维持恒定的燃烧条件。

由于把直接加热燃烧器和间接加热器组合起来，因此能够降低间接加热器的热负荷。这样，和常规的间接加热器相比，就能够缩小间接加热器的尺寸，结果是有助于降低基建费用。如上所述，因为利用了由间接加热器排出的温度较低的流出气做预热用的热气，所以干馏的总热效率高。

由本发明的下列说明书，附加的权利要求书和有关附图，可以清楚地看出本发明的上述目的和其它目的，其特色和优点。

图1是表示本发明过程的一个实施方案的系统示意图;

图2是表示在转动炉箅干馏釜中干馏油页岩的一种常规过程的系统示意图;

图3是表示在转动炉箅干馏釜中干馏油页岩的另一种常规过程的系统示意图。

现在参考图1。一层进料油页岩层（以下称为“油页岩层”）a载于传送炉箅上顺序地通过一个预热区（区Ⅰ），在此区内油页岩由管线1送来的燃烧流出气预热;一个加热干馏区（区Ⅱ），在此区内已预热的油页岩由管线2送来的热气体加热干馏;一个碳回收区（区Ⅲ），在此区内干馏后的油页岩中剩余的有机碳与管线3送来的含氧气体接触而燃烧;一个第一冷却区（区Ⅳ），在此区内油页岩层由管线4送来的冷气体冷却;一个第二冷却区（区Ⅴ），在此区内油页岩层由管线5送来的空气A进一步冷却。然后，油页岩作为废页岩b自系统中排出。

区Ⅰ的流出物被送至气-液分离器6，流出物中的水即被除掉，并作为水PW自系统中排出。而流出物中的气体作为废气PG被鼓风机7经管线8排出系统。如果需要，区Ⅱ的流出物可在冷却器9中冷却。然后将此流出物送至气液分离器10。在气-液分离器10中，由区Ⅱ同时干馏出的油和水被分离掉，剩下的气体由鼓风机11送至用于区Ⅳ的间接加热器12，和用于向碳回收区供给热气体的燃烧器13。任何剩余的气体则经管线14作为产品气PG排出系统。

在气-液分离器10中分离出的油和水被送至油-水分离器15。产品油PO经管线16自系统中排出，而水经管线17排出。由管线4送至区Ⅳ的气体与已加热并由其中已回收有机碳的油页岩层进行热交换，这样气体就被预热。已预热的气体经管线19引出并与来自管线18的冷气体相混合。所得的混合气体由鼓风机20送至间接加热器12加热。

在间接加热器12加热后，气体送至干馏燃烧器21，在此与由管线22送来的已在第二冷却区中预热的空气相混合。一部分气体即燃烧成供干馏用的热气体。此干馏热气体送入区Ⅱ。

进入区Ⅱ气体的较佳温度范围是450°-800℃（500-700℃更合适），为了保证此温度范围，燃烧器21及间接加热器12的热负荷可根据进料油页岩质量的变化加以调整。以下叙述此特定的程序。例如，当在加热干馏区（区Ⅱ）中可燃性气体的生产量减少时，区Ⅱ流出气的热值因而降低，这时可以增加间接加热器12的热负荷使循环气和产品气PG的热值保持不变。

经管线23送至燃烧器13用于碳回收区的气体燃后与经管线24送至燃烧器13并在第二冷却区已预热的过量空气相混合。一部分气体燃烧而使气体的温度升高。经过这样加热后的气体送至区Ⅲ。在区Ⅲ中，仍留在油页岩中的有机碳燃烧。热的燃烧气流出区Ⅲ。此气体作为热源送至间接加热器12。

一部分由区Ⅱ的流出气经气-液分离得到的循环气也经管线26送至间接加热器12。这部分循环气与经管线25送入的含氧气混合后燃烧，即得到加热用的热气体。这样得到的加热用的热气体与被加热的气体进行热交换，然后作为废气FG经管线27排出系统。一部分废气经管线1送入区Ⅰ。

送入区Ⅰ的气体温度越高越好，但此温度应低于油页岩中的烃类化合物实际开始分解的温度。如果温度超过烃类化合物的分解温度，则气态烃类化合物将混入经管线8排出系统的气体中。另一方面，如果温度偏低，油页岩预热的效果就变差。

除了间接加热器12的流出气以外也可以将在区Ⅴ中加热过的气体经鼓风机28送入区Ⅰ。如果需要， 也可以将一部分产品气在燃烧器（图中未示出）中燃烧后，再将所得的燃烧废气合并起来应用。

如上所述，图1的过程适用于水含量和烃含量变化很大的油页岩。这是一种在保持产品气体热值恒定的同时，能够平稳操作的干馏过程。应当指出，可以将一种预热用的热气体送入进料油页岩的进料斗（图中未示出），而不是送入区Ⅰ预热，进料油页岩在进料斗中预热后，就可在转动炉箅干馏釜中处理。按照本发明，可使加料斗增加预热和干燥功能，而现今的加料斗只有用作原料加料斗一种功能。因此能缩小转动炉箅干馏釜的尺寸，即提供一种经济的油页岩干馏装置。本发明的工业效果因而是显著的。

本发明现已全部叙述完毕，很明显，一个本领域的普通技术人员在不脱离本发明在此所述的精神和范围的情况下，可以对此做出许多变更和改进。