歷史
撫順工藝是中國在1920年代提取頁岩油時發展的一項技術[1]。撫順工藝的商業應用開始於1930年，[2][3] 第二次世界大戰後，頁岩油的生產停止，直到1949年，100個撫順頁岩油乾餾工藝裝置恢復生產[4]。1950年，共有266個裝置在運轉，每個產能是每天100–200噸頁岩油[2]。
1960年代大慶油田發現後，頁岩油產量開始下降，中石化在1990年代停止生產頁岩油[4]。而與此同時，撫順礦業集團公司下屬頁岩煉油廠組建，應用撫順工藝生產頁岩油，並於1992年投產[3]。2005年，中國成為世界最大的頁岩油生產國 [2]。
技術
撫順工藝被歸為內燃技術，但也用到外熱工藝[7]。撫順工藝採用豎直圓柱形搖臂乾餾爐，外層為鋼板，內層襯以耐火磚。乾餾爐高度超過10公尺（33英尺），內徑約3公尺（9.8英尺）。油頁岩原料顆粒大小為 10至75公釐（0.4至3.0英寸），從上部送入乾餾爐。在乾餾爐上部，頁岩油乾燥和被上升的熱氣加熱，上升的熱氣穿過下降的油頁岩，使油頁岩分解。熱解發生的溫度約為 500 °C（930 °F）。[1] 產生的油蒸汽和熱氣從底部直接上升到乾餾爐頂部並排出，而在基維特工藝里，熱氣是從側面進入乾餾爐加熱油頁岩顆粒。[8] 在熱解過程中，油頁岩被分解為頁岩焦，與上升的空氣蒸汽一起在乾餾爐的下半部燃燒，以加熱氣體，用於分解所需。這些氣體會被重複利用，從乾餾爐排出之後，會在冷凝系統裡冷卻，頁岩油也在這一系統裡冷凝，氣體在加熱爐里從500 °C（930 °F）重新加熱到700 °C（1,290 °F），然後重新輸入到乾餾爐。頁岩灰從乾餾爐底部的旋轉的水盆排出，水盆封住乾餾爐，並起到冷卻乾餾爐作用。[1]
撫順工藝里，乾餾爐是一套裝置中的一部分，另外還包括物料系統、油煙氣系統、冷卻及循環水系統和頁岩油回收系統，而基維特工藝里，整個裝置只有乾餾爐。回熱爐緊鄰乾餾爐，兩個循環將二者聯繫起來，即燃燒循環和氣體加熱循環。在燃燒循環，爐子被加熱到1,000 °C（1,830 °F）。燃燒循環完成後，從冷凝系統來的乾餾爐氣體輸入到爐子裡加熱。[8] 多個爐子交替使用，一直保證有一個爐子用來加熱乾餾爐氣體。一般情況下，有20個乾餾爐共用一個冷凝系統和一套加熱爐。[1]
撫順工藝的優點是投資小和穩定性高[9]。這一工藝另一突出的優點是熱效率很高，但是，由於需要往乾餾爐里加空氣，氮氣會稀釋熱解氣體。另外，過量的氧氣會燒掉產出的一部分頁岩油，因此會減少頁岩油產量。根據費歇爾分析法測定，撫順爐的油產率約為65%。[1] 撫順工藝的缺點是頁岩廢料大和耗水量大，平均每生產1桶頁岩油需要消耗6–7倍的水量。該工藝不適合於粒徑很小和油含量低於5%的礦石。[9]
由於單個乾餾爐容量有限，撫順工藝只適用於小規模的乾餾廠，處理頁岩氣產率低的低品質油頁岩[1]。
商業應用
撫順工藝只有中國採用。撫順礦業集團下屬有世界最大的頁岩油廠，有180個撫順式爐。[6][8]每個撫順爐每小時能處理約4噸油頁岩[6][8]。
參考文獻
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