PROCESS FOR OBTAINING OIL FROM MINERALS THAT CONTAIN OIL

Abstract: 1. A process of recovering oil from oil-containing minerals by retorting on a traveling grate, wherein a bed is charged, which consists of a layer of oil-containing mineral and a layer of retorted and burnt material, which has been left after solid carbon present in the bed after the retorting has been burnt with ignition and a flow of oxygen-containing gases sucked through, gases are heated in the retorting zone to the temperature required for retorting as they pass through the layer of the burnt mineral, the layer of oil-containing mineral is heated to the retorting temperature by the heated-up gases as they flow through said layer, and oil is separated in a separating stage from the retort gases which contain the retorting products, characterized in that burnt material which becomes available after the combustion of solid carbon is charged onto the traveling grate to form a bottom layer and oil-containing mineral is charged onto said layer to form a top layer, inert or reducing gases are forced through the charge bed from below in the retorting zone and are heated as they flow through the hot bottom layer and effect retorting as they pass through the top layer, the retort gases leaving the retorting zone are passed through the separating stage to remove the oil from said gases, the solid carbon in the surface of the top layer is ignited by means of an ignition furnace in a combustion zone, which succeeds the retorting zone, the burning zone is thereafter caused to move through the top layer as oxygen-containing gases are sucked through the top layer at such a controlled rate that the bed is heated to the highest possible temperature by the combustion of solid carbon, and burnt material is removed from the bed discharged from the traveling grate and is recycled to form the bottom layer.

Description: Verfahren zur Gewinnung von 0' aus ölhaltigen Mineralien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von aus ölhaltigen Mineralien durch Schwelung auf einem Wanderrost, unter Aufgabe eines Beschickungsbettes aus einer Schicht von ölhaltigem Mineral und einer Schicht von geschweltem und gebranntem Mineral, in dem nach der Schwelung vorhandener fester Kohlenstoff unter Zündung und Durchsaugen von sauerstoffhaltigen Gasen verbrannt wurde, Aufhei- zung von Gasen in der Schwelzone beim Durchgang durch die Schicht des gebrannten Minerals auf die zur Schwelung erforderliche Temperatur und Aufheizung der Schicht von ölhaltigem Mineral auf die Schweltemperatur durch die aufgeheizten Gase beim Durchgang durch diese Schicht, Abscheidung von Cl aus den die Schwelprodukte enthaltenden Schwelgasen in einer Abscheidestufe Ölhaltige Mineralien wie Ölsand, Diatomeenerde und insbesondere Ölschiefer werden zur Gewinnung ihres Ölgehaltes auf Wanderrosten thermisch behandelt. In der Schwelzone werden heisse Gase durch das Bett geleitet und das Bett dabei auf die Schweltemperatur von etwa 400 bis 600 cc aufgeheizt. Die heissen Gase sind entweder .leutral der reduzierend, so dass die Schwelung in Abwesenheit von. Sauerstoff erfolgt. Bei der Schwelung entstehen aus den organischen Bestandte - len verschiedene Gase und Dämpfe. Aus den Schwelgasen werden die Öle auskondensiert. Das die Kondensation verlassende Gas enthält noch richt-kondensierkare Schwelgase. Der abgeschwel te Rückstand auf dem Wanderrost enthält festen Kohlenstoff als Schwelproaukt. Dieser Kohlerstoff muss aus wärmeökonomischen Gründen verbrannt werden, und die dabei erzeugte Wärme für das Verfahren ausgenutzt werden. Aus der US-PS 4 039 427 ist es bekannt, das Verfahren auf zwei Wanderrosten durchzuführen, wobei auf dem ersten Wanderrost die Schwelung und auf dem zweiten Wanderrost die Verbrennung des festen Kohlenstoffs erfolgt. Gemäss einer Ausführung wlrd auf den ersten Wanderrost als Unterschicht des Beschickungsbettes der frische Ölschiefer und darauf als Oberschicht das gebrannte, heisse Material von dem zweiten Wanderrost chargiert. Die aus der Abscheidestufe für das Öl austretenden Schwelgase werden in der Kühlzone des ersten Wanderrostes von unten durch das Bett geleitet, dabei aufgeheizt und in der Schwelzone von oben nach unten durch das Bett geführt. Dabei werden sie in der heissen Oberschicht weiter aufgeheizt und bringen die Unterschicht auf die erforderliche Schweltemperatur. Anschliessend werden die Schwelgase in die Abscheidestufe geleitet. Beim Abwurf des Bettes vom Wanderrost wird die Oberschicht von der Unterschicht abgeschält, die den festen Kohlenstoff enthaltende Unterschicht auf den zweiten Wanderrost chargiert, dort an der Oberfläche gezündet und der Kohlenstoff unter Hindurchsaugen von Luft verbrannt. Vor dem Abwurf wird das gebrannte Material durch eine Zusatzbeheizung noch weiter aufgeheizt und dann nach dem Abwurf auf den erster. wanderrost chargiert. Ein Teilstrom der Schwelgase wird nacn dem Durchgang durch die Kühlzone abgeführt. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen darin, dass zwei Wanderroste erforderlich sind, und dass selbst bei einem aufwendigen Abschälen der Oberschicht nicht vermieden werden kann, dass entweder kohlenstoffhaltiges Vaterial mit Qer Oberschicht weggeworfen wird oder Material aus der Oberschicht mit der Unterschicht auf den zweiten Wanderrost chargiert wird. Ausserdem enthält der abgeführte Teilstrom der Schwelgase nach der Kühlzone einen relativ hohen Staubgehalt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und die Aufheizung ölhaltiger Mineralien mittels des Wärmeinhaltes einer heissen Schicht von ge branntem Material auf einen Wanderrost in wirtschaftlicher Weise zu ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass nach der Verbrennung von festem Kohlenstoff anfallendes gebranntes Mineral als Unterschicht auf den Wanderrost und auf diese Schicht ölhaltiges Mineral als Oberschicht chargiert wird, in der Schwelzone inerte oder reduzierende Gase von unten durch das Beschickungsbett gedrückt werden, die Gase beim Durchgang durch die heisse Unterschicht aufgeheizt und beim Durchgang durch die Oberschicht die Schwelung bewirken, die aus der Schwelzone austretenden Schwelgase in der Abscheidestufe von Öl befreit werden, in einer an die Schwelzone anschliessenden Verbrennungszone der feste Kohlenstoff in der Oberfläche der Oberschicht mittels eines Zündofens gezündet und anschliessend die Brennzone unter Hindurchsaugen von sauerstoffhaltigen Gasen durch die Oberschicht geführt wird, die Menge der durchgesaugten sauerstoffhaltigen Gase so gesteuert wird, dass durch die Verbrennung von festem Kohlenstoff das Bett auf die maximal mögliche Temperatur gebracht wird, und aus dem vom Wanderrost abgeworfenen Bett das gebrannte Material für die Unterschicht abgetrennt und zurückgeführt wird. In der Schwelzone erfolgt praktisch eine vollständige Scha°re- lung. Als inerte oder reduzierende Gase können von Öl befreF- te Gase aus der Abscheidestufe oder Fremdgase verwendet werden. Die Verbrennung des festen Kohlenstoffs in der Verbren nungszone wird so gesteuert, dass eine möglichst hohe lempera- tur im Bett und damit auch in den Abgasen entsteht. Dies geschieht durch eine Regelung der Neige der durchgesaugten sau erstoffhaltigen Gase, die im allgemeinen aus Luft bestehen. Die Gasmenge wird so lange gesteigert, bis das Temperaturmaximum der Abgastemperatur erreicht ist. Dies ist die optimale Gasmenge. Wenn ein Abfall derAbgastemperatur eintritt, ist die optimale Gasmenge überschritten. Dabei wird bewusst in Kauf genommen, dass in manchen Fellen keine vollständige Verbrennung des festen Kohlenstoffs erfolgt. Insbesondere bei grossen Körnern kann es nämlich vorteilhafter sein, nur den festen Kohlenstoff zu verbrennen, der in den äusseren Teilen der Körner vorliegt, und auf die Verbrennung desoh- lenstoffs im Inneren der Körner zu verzichten Zur Zündung des festen Kohlenstoffs in der Verbrennungszone kann ein Teil des aus der Abscheidestufe abgeführten Gases verwendet werden, dessen nicht-kondensierbare, brennbare Schwelprodukte dabei verbrannt werden. Nach der Verbrennungszone kann das Bett ohne Kühlung im heissen Zustand vom Wanderrost abgeworfen werden, oder es kann in einer an die Verbrennungs- zone anschliessenden Kühlzone auf dem Wanderrost mittels durchgeleiteter Kühlgase gekühlt werden. Eine genaue Trennung von Ober- und Unterschicht nach dem Abwurf ist nicht erforderlich. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass ein Teil- strom der von Öl befreiten Gase aus der Abscheidestufe als Schwelgase in die Schwelstufe zurückgeleitet wird. Da die aus der Abscheidestufe austretenden Gase noch die bei der Schwelung entstehenden nicht-kondensierbaren Schwelprodukte enthalten, entsteht durch die Rückführung ein Gas mit hohem Heizwert. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die unter schicht auf dem Wanderrost in einer Aufheizzone vor der Aufgabe der Oberschicht mittels heisser oxidierender Gase aufge- heizt wird. Dadurch ka-nn in einfacher Weise die für die Schwelung in der Schwelzone erforderliche Wärmemenge in die Unterschicht eingebracht werden, wenn die n der Untersc:rncht enthaltene Wärmemenge nicht zur Erzielung der Schweltempera- tur in der Oberschicht ausreicht, oder wenn die UnterschIcht kalt zurückgeführt wird. Der restliche Qwrärmeinhalt der oxi- dierenden Gase nach der Aufheizung der Unterschicht kann zur Vorwärmung des ölhaltigen Minerals, der in die Schwelzone ge leiteten Gase oder anderer Gase verwendet werden. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass als heisse oxidierende Gase die Abgase der Verbrennungszone verwendet werden. Dadurch kann die Wärme des Abgases der Verbrennungszone im Prozess ausgenutzt werden. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die Abgase vor dem Eintritt in die Aufheizzone aufgeheizt werden. Für die Aufheizung des Abgases kann der nach der Abscheidestufe abgeführte Teilstrom der vom Öl befreiten Gase verwendet werden, dessen brennbare Bestandteile dabei verbrannt werden. Es kann auch Fremdwärme verwendet oder zugesetzt werden. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die in die Schwelzone eingeleiteten Gase in oszillierende Schwingungen versetzt werden. Dadurch kann die für die Schwelung erforderliche Gasmenge und damit auch die Menge der Schwelgase kleiner gehalten werden. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass das Bett heiss vom Wanderrost abgeworfen wird und das Material für die Unterschicht im heissen Zustand zurückgeführt wird. Die heisse Rückführung ergibt eine besonders gute Ausnutzung der im Prozess anfallenden Wärme. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass das nicht zurückgeführte heisse Material in einem separaten Kühler mittels hindurchgeleiteter Luft gekühlt wird. Dadurch kann das Material in einfacher Weise auf die zum Abtransport erforderliche Temperatur abgekühlt werden. Eine vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die aufgeheizte Kühlluft zur Trocknung und Vorwärmung von ölhaltigem Mineral und/oder zur Aufheizung von in den Prozess eingeführten Gasen verwendet wird. Die In den Prozess eingeführten Gase können bestehen aus den in die Schwelzone, den in den Zünd ofen oder den in die Aufheizung für die oxidierenden Gase für die Aufheizzone eingeleiteten Gasen. Die Erfindung wird an Hand der Figur näher erläutert. Rückgeführtes, gebranntes Material 1 wird als Unterschicht 2 auf den Wanderrost 3 chargiert und in der Aufheizzone 4 auf die notwendige Temperatur aufgeheizt auf die heisse Unterschicht 2 ölhaltiges Material 5 als Oberschicht 6 chargiert. Das Beschickungsbett wird nacheinander durch die Schwelzone 7 und Verbrennungszone 8 transportiert. Über der Schwelzone 7 ist eine Gashaube 9 und darunter sind Windkästen 10 angeordnet. Unter der Verbrennungszone 8 sind Windkästen ii angeordnet. Über der Aufheizzone 4 ist eine Gashaube 12 und darunter sind Windkästen 13 angeordnet. Am Anfang der Verbren nungszone 8 ist der Zündofen 14 angeordnet. Uber Leitung 15 und Windkästen 10 werden von Öl befreite, rückgeführte Gase in die Schwelzone 7 geleitet und in der Unterschicht 2 aufgeheizt. Beim Durchgang durch die Oberschicht 6 heizen diese Gase das ölhaltige Material auf die gewünschte Schweltemperatur auf. Die die Schwelprodukte enthaltenden Schwelgase werden aus der Gashaube 9 über Leitung 16 in die Abscheidestufe 17 geleitet. Dort wird das Öl abgeschieden und über Lei- .ung 18 abgeführt. Ein Teilstrom der von Öl befreiten Gase wird zurückgeleitet und über Leitung 15 wieder in die Schwelzone 7 geführt. Beim Eintritt des Beschlckungsbettes in die Verbrennungszone 8 wird der feste KohlerstoT in Åaer Ob-erfl- che der abgeschwelten Oberschicht 6 unter dem Zündofen 14 gezündet. Anschliessend wird Luft 19 durch das Beschickungsbett in die Windkästen 11 gesaugt und dabei die Brennzone durch die OberschIcht 6 von oben nach unten geführt. Die Menge der Luft 19 wird so geregelt, dass das Beschickungsbett am Ende der Verbrennungszone die maximal mögliche Temperatur aufweist. Damit haben dann auch die Abgase die maximal mögliche Temperatur. Die heissen Abgase werden in die SammelleiGung 20 ge leitet. Über Leitung 21 wird. das gesamte Abgas oder ein Teilstrom in den Aufheizer 22 geleitet. Dort wird über Leitung 23 Brennstoff und über Leitung 24 zusätzliche Verbrennungsluft eingeleitet und durch Verbrennung das Gas aufgeheizt. Das aufgeheizte Gas wird über Leitung 25 und Gashaube 12 in die Aufheizzone 4 geleitet und huber Windkasten 13 und Leitung 26 abgeführt. Das gesamte Abgas geht über Leitung 27 in die Gasreinigung 28 und dann in den Kamin 29. In Leitungen 20 und 21 sind Ventile 30 zur Regelung der Gasmengen angeordnet. Das Beschickungsbett wird vom Wanderrost 1 in die Trennstation 31 abgeworfen und dabei werden Ober- und Unterschicht (6, 2) voneinander getrennt. Eine genaue Trennung ist nicht erforderlich. Das heisse, gebrannte Material der Oberschicht wird über ein Plattenband 32 zurückgeführt. Das restliche heisse Material wird in einen separaten Kühler (33) chargiert, dort mittels Kühlluft 34 gekühlt und über 35 abtransportiert. Die erwärmte Kühlluft wird über Leitungen 36 in eine Vorwärmstufe 77 geleitet, in der über 35 herangeführtes ölhaltiges Mineral vorgewärmt wird. Aus der Abscheidestufe 17 wird ein Teilstrom der von Öl befreiten Gase über Leitung 38 abgeführt. Dieses Gas, das nicht-kondensierbare Schwelprodukte enthält, kann als Brennstoffträger über Leitung 39 in den Zündofen 14 und/oder als Brennstoffträger über Leitung 23 in den Aufheizer 22 geleitet werden. Die Wärme des aus den Aufheizzone 4 austretenden und über Leitung 26 abgefühnten Gases kann zur Vorwärmung des ölhaltigen Minerals in der Vorwärmstufe 37, zur hufhei- zung des rückgeführten, von Öl befreiten Gas in Leitung 15 vor dem Eintritt in die Schwelzone 7, der über Leitungen 24 und 23 in den Aufheizen 22 geführten Gase und der über Lei- tung 39 in de Zündofen geleiteter Gase verwendet werden. Die dazu notwendiger Leitungen und wärmeaustauscher sind aus Gründen den Ubensichtlichkeit nicht dargestellt. Die Vorteile den Erfindung bestehen darin, dass die Schwelung und Verbne-mrig des festen Kohlenstoffs unter Rückführung vcn gebranntem Material als Wärmeüberträger in technisch ein facher Weise erfolgen kann, da keine genaue Trennung der beiden Schichten nach dem Abwurf erforderlich ist, und dass die im Prozess anfallende Wärme optimal ausgenutzt und ein Gas mit hohem Heizwert anlällv. Es ist möglich, auch Mineralien wärmeautark zu verarbeiten, die nach der Schwelung geringere Mengen an festem Kohlenstoff enthalten, bzw. die erforderliche Menge an Fremdenergie wird verringert, oder es fällt mehr überschüssige Wärme an

Claims: Patentansprüche 1) Verfahren zur Gewinnung von Öl aus ölhaltigen Mineralien durch Schwelung auf einem Wanderrost, unter Aufgabe eines Beschickungsbettes aus einer Schicht von ölha tigem Mineral und einer Schicht von geschwelten und gebranntem Mineral, in dem nach der Schwellung vorhandener fester Kohlenstoff unter Zündung und Durchs augen von sauerstoffhalti gen Gasen verbrannt wurde, Aufheizung von Gasen in der Schwelzone beim Durchgang durch die Schicht des gebrannten Minerals auf die zur Schwelung erforder liche Temperatur und Aufheizung der Schicht von öl haltigem Mineral auf die Schweltemperatur durch die aufgeheizten Gase beim Durchgang durch diese Schicht, Abscheidung von Öl aus den die Schwelprodukte ent haltenden Schwelgasen in einer Abscheidestufe, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Verbrennung von festem Kohlenstoff anfallendes gebranntes Mineral als Unterschicht auf den Wanderrost und auf diese Schicht ölhaltiges Mineral als Oberschicht chargiert wird, in der Schwelzone inerte oder reduzierende Gase von un ten durch das Beschickungsbett gedrückt werden, die Gase beim Durchgang durch die heisse Unterschicht auf- geheizt und beim Durchgang durch die Oberschicht die Schwelung bewirken, die aus der Schwe'zone austreten den Schwelgase in der Abscheldestufe von Öl befreit werden: in einer an die Schwelzone anschliessenden Ver brennungszone der feste Kohlenstoff in der Oberfläche der Oberschicht mittels eines Zündofens gezündet und anschliessend die Brennzone unter Hindurchsaugen von sauerstoffhaltlgen Gasen durch die Oberschicht geführt wird, die enge der durchgesaugten sauerstoffhaltigei Gase so gesteuert wird, dass durch die Verbrennung von festem Kohlenstoff das Bett auf die maximal mögliche Temperatur gebracht wird, und aus dem vom derrost abgeworfenen Bett das gebrannte Material für die Un terschicht abgetrennt und zurückgeführt WiQ. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass ein Teilstrom der von Öl befreiten Gase aus der Abscheidestufe als Schwelgase in die Schwelstufe zu rückgeleite t wird. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschicht auf dem Wanderrost in einer Aufheiz- zone vor der Aufgabe der Oberschicht mittels heisser oxidierender Gase aufgeheizt wird. 4) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als heisse oxidierende Gase die Abgase der Verbrennungs zone verwendet werden. 5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase vor dem Eintritt in die Aufheizzone aufge heizt werden. 6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass die in die Schwelzone eingeleiteten Gase in oszillierende Schwingungen versetzt werden. 7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das Bett hass vorn Wanderrost abgewor fen wird und das Materie für die Unterschicht im hei ssen Zustand zurückgeführt wird 8) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Gas nicht zurückgeführte heisse Material in einem sepa- raten Kühler mittels hindurchgeleiteter Luft gekühlt wird. 9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgeheizte Kühlluft zur Trocknung und Vorwärmung von ölhaltlgem Mineral und/oder zur Aufheizung von in den Prozess eingeführten Gasen verwendet wird.

Inventors: MAGEDANZ, NORBERT, DIPL.-ING., SEIDEL, HORST, DIPL.-ING., WEISS, HANS JURGEN, DR.-ING. DIPL.-ING., Weiss, Hans Jürgen, Dr.-Ing. Dipl.-Ing.
Applicants: METALLGESELLSCHAFT AG
Application year: 1982
Main classification: C10G1
IPC codes: C10G1