页岩油国内外发展状况分析

冉硕

Summary：页岩油是油页岩热加工时其有机质热分解的产物，类似天然石油，但又比天然石油含有更多的不饱和烃，并含氧、氮、硫等非烃有机化合物，是生产汽油、煤油、柴油、石蜡和润滑油的重要化工原料。页岩油的综合利用可借鉴天然石油加工的成功经验，但页岩油中大量不饱和烃及非烃化合物的存在是对页岩油充分利用的不利因素。高含量的氮化物特别是碱性氮化物的存在又是造成页岩油生产的轻质柴油性质不稳定的主要原因，导致氧化安定性变差，胶质增多、颜色变黑。因此，为了提高其产品的氧化安定性，必须对页岩油进行精制。在以萃取剂乙醇-A对馏分油进行萃取精制，提高产品的安定性，达到0#柴油标准。

Key：页岩油；发展

引言：

从以上世界油页岩工业的发展史表明，当在低油价的时代，页岩油的生产成本无法与天然石油相竞争，因而各国页岩油的生产进入低潮，甚至停顿；同样，当在低能源价格时代，油页岩燃烧发电的成本难与燃煤或燃油的电站相竞争，除非对某些特定的地区或国家，如爱沙尼亚，有丰富的高品位的较便宜的油页岩而缺乏其他的化石能源，才能维持其生存。然而世界进入21世纪，由于政治、经济、资源、供求等种种原因，低油价时代己一去不复返，世界油价己高涨至70美元一桶，甚至有关人士预测可能涨至80～100美元一桶；而页岩油的生产在有条件的一些国家仅约30～40美元一桶（如中国和巴西等），由于有经济效益，这就为今后页岩油工业的发展提供了良好的机遇，全世界又迎来了页岩油综合利用的新高潮。为此，文章针对页岩油国内外发展状况进行分析，具有重要的现实意义。

1.页岩油的理化性质

页岩油常温下为褐色膏状物，带有刺激性臭味。页岩油中的轻馏分较少，汽油馏分一般仅为2.5%～2.7%；360℃以下馏分约占40%～50%；含蜡重油馏分约占25%～30%；渣油约占20%～30%。页岩油中含有大量石蜡，凝固点较高，含沥青质较低，含氮量高，属于含氮较高的石蜡基油。油页岩也称油母页岩，是可燃矿产之一。油页岩由有机物和无机物组成，其无机物常见的有石英、粘土、碳酸盐等，有时还含有铜、镍、钴、钼、钛、钒等的化合物。油页岩有机物可分为两类：一类为油母，是其主要成分，元素组成主要为C、H、N、S、O等；另一类为沥青，其含量一般在1%左右[1]。一般认为油母是一种具有三维结构的大分子聚合物。油母中碳主要以脂肪族及环烷烃结构存在，也有部分芳香族化合物。所以只要能把油页岩中的油母提炼出来，就可得到类似天然石油的原油，也即页岩油。油母中的氮在热加工时，大部分可转化成氨。当今，油页岩作为一种后备能源，已越来越受到人们的重视[2]。

2.页岩油的国内外发展情况

2.1国内发展状况

国内油页岩综合利用最好的企业是抚顺矿务局。该局以“国家油母页岩综合利用示范型企业页岩炼油厂”为依托，对油页岩进行了大力开发利用。油页岩最重要的利用途径是提炼页岩油，抚顺利用油页岩炼油已有70余年的历史，其页岩炼制工业自1930～1982年的50多年中，共加工油母页岩约4.26亿t，制取页岩油1408.5万t，硫酸铵245万t。因此，抚顺页岩油工业及抚顺式干馏炉工艺技术，在世界油页岩加工中享有声誉。50年代油页岩工业得到迅速发展，抚顺承担了当时国家大部分发动机燃料油的生产。石油二厂干馏装置最高年加工页岩量达1920万t。60年代随着天然石油的开采利用，国家限制页岩油生产，生产规模逐年降低，页岩油产量减少，80年代至90年代初期由于炼制页岩油成本较高，经济效益较差，石化部门放弃了页岩油的生产。抚顺矿务局根据本局的实际情况，在1987年提出了建设年产12万t页岩油厂的 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ，1988年经国家计委批复同意开始兴建，采取分期建设计划。现已建成年加工油页岩400万t，生产页岩油12万t的四部干馏炉装置。页岩炼油厂系采用低温干馏方法加工油页岩，干馏炉为抚顺式立式圆筒炉，分上、下两部份，上部为干馏段，下部为发生段。油母页岩经破碎筛分后[3]，将12～75mm粒度页岩经胶带输送机运至干馏炉顶，在干馏段进行干燥预热及干馏；干馏后的页岩呈半焦进入发生段，底部通入主风进行氧化还原反应，生成瓦斯进入混合室与中部通人的热循环瓦斯混合，经喷孔进入干馏段作为干馏热源；半焦通过氧化还原后，生成的页岩渣经水盆冷却后排出炉外。为了更好地发挥本地区的油页岩资源优势，抚顺矿区拟新建一座34万kW的油母页岩发电厂，由国外公司投资。利用油页岩发电，前苏联研究得较早，在波罗的海和爱沙尼亚分别建有世界上最大的油页岩电站。国内广东茂名利用油页岩燃烧发电开展得较早，有成熟的经验与技术。抚顺矿区油页岩电厂的建立将是抚顺油页岩利用的又一新途径。

2.2国外发展状况

70年代，由于出现了世界能源危机，各国都在为寻求新的能源而努力，油页岩的开发与利用又重新得到了重视[4]，页岩油也迎来世界各国新的发展机遇。美国、日本、德国、巴西、原苏联等国家研究了各种油页岩干馏炼制页岩油的方法，有的已形成工业化生产规模。目前，世界上许多国家都对油页岩干馏方法进行了研究，有的已形成工业化生产规模，中国、俄罗斯、爱沙尼亚的发生式炉及德国LR炉处理量小，油收率大部分较低，工艺不先进，但投资少，适用于小规模的页岩炼油厂；爱沙尼亚Kiviter炉和美国TOSCO-11炉处理量较大，投资中等，适用于中等规模的油页岩炼油厂；爱沙尼亚Galoter、巴西Petrosix及澳大利亚Alberta-Taciuk炉处理量大，油收率高，产高热值煤气，投资高，适用于大、中型油页岩炼油厂。油页岩作为燃料用于发电经历了漫长的研究开发过程，从油页岩悬浮燃烧与气化到油页岩流化床燃烧再到油页岩循环流化床燃烧，技术不断进步，效益不断提高，污染不断减少。前苏联采用悬浮燃烧方式直接利用油页岩燃烧发电，2O世纪5O～7O年代先后在爱沙尼亚和波罗的海建立3座电厂，总机组容量为2415MW，所配锅炉出力为65～320t/h。但出现了很多问题：锅炉实际出力减小、炉膛结焦、受热面高温腐蚀、尾部受热面堵灰；SO、NO及NO2排放量大，严重污染环境；制粉系统耗电量大，锅炉维修费用高，运行不经济；机组可靠性差，经常被迫停机，且停炉检修时间长等。

结论：

简而言之，页岩油是油页岩经热加工后，其有机质受热分解生成的产物，类似天然石油，但含有较多的不饱和烃类及氮、硫、氧等非烃类有机化合物，又称“人造石油”。上世纪50～60年代，我国在页岩油工业方面发展迅速，60年代以后，由于大庆油田的开发，页岩油工业处于停滞状态；90年代以后随着矿区转型的需要，页岩油工业有所发展；进入21世纪以后，能源问题日趋严重，国内原油产量不能满足需求，国际原油价格不断上涨，这为页岩油工业的重新崛起提供了很好的契机。

Reference

[1]宋岩.抚顺页岩油性质及其加工 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 探讨[J].煤炭加工与综合利用，2014（4）：49-51.

[2]曾蓬，杜喜研，魏永聚，等.页岩油工业现状及页岩干馏工艺发展概况[J].当代化工，2016，35（3）：190-193.

[3]张军民，刘弓.低温煤焦油的综合利用[J].煤炭转化，2017，33（3）：92-96.

[4]孙会青，曲思建，王利斌，等.低溫煤焦油生产加工利用现状[J].洁净煤技术，2018，14（5）：34-37.

（作者单位：中国石油集团东北炼化工程有限公司沈阳分公司）

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