抚顺油母页岩的综合利用开发与现状_崔洪涛
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油页岩综合利用对周围环境的影响——以抚顺矿区为例
中图分类号 ：ｘ１７ Ｔ ８ ９５ ６， Ｄ ４．
文献标识码 ： Ａ
全 世 界 范 围 内分 布 广 泛 ， 量 巨大 ， 算 成 页 储 折
岩油 ， 量 为 ４ ５ ｔ相 当 于 目前 全世 界 天然 原 油 探 储 ７Ｇ ，
工 业 的 同时应该 如 何解 决或 者尽 量减 少这 些 问题 的 存在。
物质 、 发酚类 化 合物 、 挥 有机 硫 、 有机 氮 、 吡啶 系化 合 物 、烃 类 、氰 化 物 以及 Ｖ、０ Ｎ 、 ｄ Ｐ 、 ｎ Ａ 、 ｇ Ｃ 、 ｉＣ 、ｂ Ｐ 、 ｓＨ
石 油工 业 的迅速 发 展 及石 油 加 工成 本 的优 势 ， 使 致
油 页 岩 工 业 迅速 萎 缩 。我 国油 页 岩 工 业 始 于 １ ２ ９８
用 。世 界油 页 岩工 业 始 于 １ ３ ８ ０年 。上 世纪 ６ — ８ ０ ０ 年 代油 页 岩 工业 发 展迅 速 ， 当时 世 界 能源 危 机 和 对 经济 发 展做 出 了巨大 贡献 。 自从 ９ ０年代 以来 ， 随着
产 １ 的页 岩油 就要 排 出 ２ ～ ０ 的废 渣 和 ２ ５ 的废 ｔ ０ ３ｔ ￣ｔ 水 ， 排 放 出大量 烟尘 及有 害气 体 ， 中含有 石油类 还 其
等重 金属 元 素 ， 害周 围环 境 和人体 健康 。 危
年 。上 世纪 ５— ６ 代 ， ０ Ｏ年 页岩 油 曾是我 国合 成 液体
燃 料三 大 支 柱之 一 ， 当时 国 民经 济 发 展起 着 重 要 对 的作 用 。但从 ６ ０年代 初期 开 始 ， 随着大 庆油 田等 石 油 资 源 的大 量 发现 和 开采 ，油 页 岩工 业 逐 渐停 滞 。
数 据 ， 顺 市 空 气 污 染 物 主 要 为 Ｓ 烟尘 、 业 粉 抚 ０、 工
页岩油的现状分析
03
深加工：页岩油加氢裂解精制后，可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品。
02
三、页岩油的主要用途
1月28日，辽宁成大公告，因页岩油市场价格持续下跌，公司决定将子公司吉林成大弘晟能源有限公司投资开发的桦甸油页岩综合项目实施长期停产
今年以来，国际油价一路下跌，一度跌到每桶25美元左右，创下13年来新低。已在去年5月因为油价下跌而持续亏损的辽宁成大桦甸油页岩综合项目，在苦苦支撑大半年后，今年1月终于宣告长期停产。
页岩油的现状分析
油页岩又称油母页岩，是一种高矿物质含量的固体可燃有机沉积岩。油页岩经热解（低温干馏）可得到类似原油的页岩油和类似天然气的煤气。
石油是由碳氢化合物组成的复杂混合物，它包括气体（天然气）、液体（原油）、固体（煤炭除外），因此按照这一定义，油页岩属于石油。在国际上页岩油被列为非常规石油。
页岩油现状
航运市场萎靡不振
01
地域差别
02
稀释沥青冲击
03
页岩油价格下滑因素分析
页岩油价格下滑因素分析
航运市场萎靡不振，船供油燃料油市场悲观情绪弥漫
页岩油价格下滑因素分析
地域差别，运输成本限制页岩油市场主要需求在东北市场，华北地区少量需求，因为运费较高的原因，目前已难以运抵上海，再南下更是不可能。
01
目前，辽宁抚顺的油页岩矿是国内最大油页岩生产基地，只是该矿西露天矿区的开采已进入晚期，东露天矿区的勘探和开发已成为重点地区，之后该矿区将逐渐转向综合利用方向。
02
页岩油的主要分布
调船燃：作为一种重要的调油原料，但目前主要北方调油商在使用
01
作为附加品，油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。在德国，每年有30万吨油页岩用于水泥的生产。在中国，油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。
深加工：页岩油加氢裂解精制后，可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品。
02
三、页岩油的主要用途
1月28日，辽宁成大公告，因页岩油市场价格持续下跌，公司决定将子公司吉林成大弘晟能源有限公司投资开发的桦甸油页岩综合项目实施长期停产
今年以来，国际油价一路下跌，一度跌到每桶25美元左右，创下13年来新低。已在去年5月因为油价下跌而持续亏损的辽宁成大桦甸油页岩综合项目，在苦苦支撑大半年后，今年1月终于宣告长期停产。
页岩油的现状分析
油页岩又称油母页岩，是一种高矿物质含量的固体可燃有机沉积岩。油页岩经热解（低温干馏）可得到类似原油的页岩油和类似天然气的煤气。
石油是由碳氢化合物组成的复杂混合物，它包括气体（天然气）、液体（原油）、固体（煤炭除外），因此按照这一定义，油页岩属于石油。在国际上页岩油被列为非常规石油。
页岩油现状
航运市场萎靡不振
01
地域差别
02
稀释沥青冲击
03
页岩油价格下滑因素分析
页岩油价格下滑因素分析
航运市场萎靡不振，船供油燃料油市场悲观情绪弥漫
页岩油价格下滑因素分析
地域差别，运输成本限制页岩油市场主要需求在东北市场，华北地区少量需求，因为运费较高的原因，目前已难以运抵上海，再南下更是不可能。
01
目前，辽宁抚顺的油页岩矿是国内最大油页岩生产基地，只是该矿西露天矿区的开采已进入晚期，东露天矿区的勘探和开发已成为重点地区，之后该矿区将逐渐转向综合利用方向。
02
页岩油的主要分布
调船燃：作为一种重要的调油原料，但目前主要北方调油商在使用
01
作为附加品，油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。在德国，每年有30万吨油页岩用于水泥的生产。在中国，油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。
抚顺油母页岩兴衰史
装入火 车达 １０ 余辆之多 ， ２０ 全 ２ ２ ５ 仍 达不到工业化生产要求 。 ％一 ． ％， ７ 但是 要机械设备 ，
９６ 国共 内战 期 间 ， 国 日本海 军 断 续调 查 ， 古 城 子 露天 堀 油 母 页 部抢 运 到苏 联 。 １４ 年 ， 对 民党 抚 顺 矿 务局 拆 除 了油 厂 的 全部 设 备 ， 能 岩 进行 了大 规模 的勘 探 ，普 查 结 果 良好 ， 上 整 层 页岩 含 油 率 为 ５ ％以上 ，查 明 当时 抚 顺 拿走 的设 备 器件 均 搬 运 一 空 ， 个 厂 区 变 成 ． ５ 片废 墟 ， 为 油母 页岩 工 业 的 劫难 。 实 煤 田有 相 当 于两 亿 吨 原 油 的 巨大 储 量 。 技 在
即抚 顺石 油 一 厂 前 身 ）直 至 “ 一八 ” ， 九 事 抓紧可行 陛论证和进行前期准备 。 建设茂名 提 高 的趋 势 ， １４ 年 ８月 光 复 ， 掠 夺抚 厂 （ 到 ９５ 共 变 ， 母 页岩 之 争 再 无从 说 起 。 油 油 母 页 岩发 电基 地 ， 茂 名 市重 组 工 业 大格 是 顺 煤 炭 两亿 多 吨１ ２ １ 。日本人 开凿 大 山坑 时 ， 在
维持约 ４ 年开采的现实 ，使寻找可替代能 ０
源 的 步伐 悄 然加 快 。近 年 ， 种 沉 寂 多年 的 一 低 热值 燃 料 油母 页 岩 的 开发 利 用 开 始 升 温 。 油 母 页 岩 是 一 种 蕴 藏 量 十分 丰 富 但 几 乎 还
田 ， 加 油 母 页 岩 里 提 炼 出来 的油 ， 产 原 再 年 油 一共 才 １ 万 吨 。这 个数 量 在 今 天六 个 小 ２
一
调 在 为 炭 矿支 付 十 万 日元 试 验 费 ， １０吨油 母 页 工 矿 物 资 ， 来 拆 运 部 队 ， 长 达 一 个 月 的 进 步走 出一 条 辉煌 的道 路 ， 我 国未 来 经济 将 ０ 岩送到瑞典 、 德国进行试验 ， 收油率分别为 时 间 里 动 手 拆 除抚 顺 煤 矿 及 附 属 工 厂 的 主 带来 新 的机 遇 和挑 战 。
国内外油页岩综合利用进展
四、国内外油页岩干馏工艺技术
2.固体热载体法油母页岩干馏技术
2.1 ATP技术 ATP(Alberta-Taciuk Processor)技术由加拿大人William Taciuk发明的。二十世纪80年代初，澳大利亚的Southern Pacific Petroleum N.L. and Central Pacific Minerals N.L. 两个公司在昆士兰州的Gladstone发现了高品级的油母页岩， 选择ATP作为开发的技术。在加拿大Alberta的Calgary建立了 80t/d中试装置，1987年完成试验，在此基础上构想了一个油母 页岩加工制油项目。分三个阶段，第一阶段投资2.5亿澳元，建 立示范厂，处理油母页岩6000t/d，每天产油4500桶；若示范厂 运行成功，第二阶段建设商业化装置，处理油母页岩25000t/d， 每天产油14800桶；在第二阶段的基础上，第三阶段建设处理油 母页岩125000t/d商业化装置，每天产油65000桶。
(单位：×108t)
一、世界油页岩产业发展现状
2、油页岩的开发利用技术
油页岩采矿技术 露天和地下 页岩油开采技术 低温干馏和ICP 油页岩发电技术 油页岩综合利用技术
一、世界油页岩产业发展现状 1）、提炼页岩油
（1）低温干馏工艺
目前的抚顺炉
引进的澳大利亚ATP炉
一、世界油页岩产业发展现状
爱沙尼亚
Estonia电站 Kohtla Jarve电站 Ahtma电站
37000KW
30000KW 40000KW
以色列
Pama电站
2002年油页岩燃烧发电统计
一、世界油页岩产业发展现状
3、世界各国目前对油页岩的利用状况
油母页岩干馏剩余瓦斯的利用与无害化处置
２ 油 母 页 岩 干 馏 剩 余 瓦 斯 电 站 工艺 流 程 ４ ． ２ 污 水 控 制 措 施
油母页岩干馏 剩余 瓦斯进入 电站前压 力为 ０ ． ０ ０ ３ ２ Ｍ Ｐ ａ ， 温度为 发电机组 的冷却系统为循环冷却水 ，在站 内进行闭路循环 ， 水 ５ ２ ℃， 由于脱硫单元的工艺要求为压力在 ０ ． ０ ０ ６ — ０ ． ０ １ Ｍ Ｐ ａ ， 温度调节 质为清水 ， 不含污染物 ， 也不外排 ， 没有污水排放。 到３ ０ ～ ４ ０ ｏ左右， 所以， 须设剩余瓦斯加压风机房 ， 风机可以选用离 污水 主要来源 于从 瓦斯 气 中脱 出的少 量含油污水 送往厂 区的 心式风机两台 ， 一开一备 。以及换热器一 台。 污水处理厂 ， 与干馏 系统 的含油污水一 同处 理 ， 干馏 系统含油污 水 工艺过程为 ：首先 由干馏装置来的剩余瓦斯经加压风机加压 ， 处理系统为现有水 处理工艺 ， 设计含油污水处理 量大 ， 可满足全 部 回用 通过一级换 热器 降温后送入脱硫塔 ， 经脱硫后馏剩余 瓦斯进入 瓦斯 含油污水处理量的要求。污水 经污水处 理场处理后全部回用 ， 罐， 然后经过二级换热后进入发 电机组。工艺流程图见下 图 ： 的污水主要用于干馏炉炉盆页岩渣冷却用水 ， 实现污水零排放。 ４ ． ３噪声 治理控制措施 （ １ ） 发 电机组 产生 的噪音 ， 主要是燃 气发动机 的运转 噪音 ，本工程对 厂房采 用 了隔声及 吸声 设计 ，例如隔声 门窗及 吸声墙面等 ，避 免噪音对周 围环境 的污
剩余 瓦斯气 组成％
ｃ ｏ ２ Ｃ ｎ Ｈ ｍ ０ ２
Ｃ Ｏ
Ｃ Ｈ ４ Ｎ 。 ｌ
４ 整 个 工 艺 过 程 中 污染 控 制 措 施 ４ ． １大气污染控制措 施
油母页岩干馏 剩余 瓦斯进入 电站前压 力为 ０ ． ０ ０ ３ ２ Ｍ Ｐ ａ ， 温度为 发电机组 的冷却系统为循环冷却水 ，在站 内进行闭路循环 ， 水 ５ ２ ℃， 由于脱硫单元的工艺要求为压力在 ０ ． ０ ０ ６ — ０ ． ０ １ Ｍ Ｐ ａ ， 温度调节 质为清水 ， 不含污染物 ， 也不外排 ， 没有污水排放。 到３ ０ ～ ４ ０ ｏ左右， 所以， 须设剩余瓦斯加压风机房 ， 风机可以选用离 污水 主要来源 于从 瓦斯 气 中脱 出的少 量含油污水 送往厂 区的 心式风机两台 ， 一开一备 。以及换热器一 台。 污水处理厂 ， 与干馏 系统 的含油污水一 同处 理 ， 干馏 系统含油污 水 工艺过程为 ：首先 由干馏装置来的剩余瓦斯经加压风机加压 ， 处理系统为现有水 处理工艺 ， 设计含油污水处理 量大 ， 可满足全 部 回用 通过一级换 热器 降温后送入脱硫塔 ， 经脱硫后馏剩余 瓦斯进入 瓦斯 含油污水处理量的要求。污水 经污水处 理场处理后全部回用 ， 罐， 然后经过二级换热后进入发 电机组。工艺流程图见下 图 ： 的污水主要用于干馏炉炉盆页岩渣冷却用水 ， 实现污水零排放。 ４ ． ３噪声 治理控制措施 （ １ ） 发 电机组 产生 的噪音 ， 主要是燃 气发动机 的运转 噪音 ，本工程对 厂房采 用 了隔声及 吸声 设计 ，例如隔声 门窗及 吸声墙面等 ，避 免噪音对周 围环境 的污
剩余 瓦斯气 组成％
ｃ ｏ ２ Ｃ ｎ Ｈ ｍ ０ ２
Ｃ Ｏ
Ｃ Ｈ ４ Ｎ 。 ｌ
４ 整 个 工 艺 过 程 中 污染 控 制 措 施 ４ ． １大气污染控制措 施
油页岩废弃物综合利用现状及其农业应用的潜力分析
油母页岩资源在全球范围内分布较广，我国油页岩资源丰 富，储量仅次于美国位列世界第二位，主要分布在吉林省、辽宁 省和广东省。油页岩在开采利用的同事会产生大量的灰渣以及因 含油量低无法直接利用的低品位矿、尾矿等废弃物。国内外学者 对油页岩废弃物的综合利用展开了研究，但能够利用的只是一小 部分，绝大多数的油页岩废弃物依旧处于露天堆积状态，不仅 占据了大量的土地资源，还会对周围环境、地下水等资源造成污 染，所以油页岩废弃物的长期堆放不仅极大的制约了页岩油工业 的发展而且会对环境造成破坏以及对人们健康造成影响。因此， 对油页岩其废弃物的利用研究已成为近年来的研究热点。 1 油页岩废弃物的赋存现状及危害 1.1 油页岩废弃物的赋存现状
油页岩属于一种高灰分、高水分和极高挥发份的低热值燃 料，干馏提取页岩油或燃烧发电后剩下含有少量残碳的类似火山 灰的物质，即油页岩灰渣。这些灰渣大多被堆放到地表，广东茂 名开采利用油母页岩30多年来，堆积成高出地面20～30 m，面积 达8.1 km2的废渣场。以目前我国最大油母页岩生产基地抚顺矿区 为例，抚顺矿业集团有限责任公司在利用油页岩生产页岩油的过 程中，每年产生尾矿约200万 t，固体废渣1 000约万t，其中每年 收集的油页岩粉尘约4 000 t。3个舍场中堆积的高、低品位油页 岩、绿页岩、炼油渣等占地总面积达到22.6 km2，接近城区面积 的1/3。这些固体废弃物不仅占用了大量的土地，也制约着油页岩 工业的进一步发展。从经济与环境协调、区域可持续发展的要求 出发，必须解决好这些废物的合理处置与综合利用问题，变废为 宝，实现资源化利用。 1.2 油页岩废弃物的危害 1.2.1 首先是大量的低品位油页岩及灰渣的放置需要很多的土 地，长期堆放会产生一系列化学反应，释放大量有毒气体，对大 气造成严重污染； 1.2.2 油页岩废弃物长期堆放过程中，在自然径流作用下，一些 油页岩废渣中重金属和有机物渗入地下水体，造成地下水污染， 严重地影响整个地区的生态环境。 1.2.3 另外，油页岩渣中含有很多有毒有害的成分，在露天的自 然环境下，经过大气循环和水循环，会污染周围的农田，对土壤 质量和健康造成极大影响，使受污染的范围比油页岩渣堆置的范
油页岩属于一种高灰分、高水分和极高挥发份的低热值燃 料，干馏提取页岩油或燃烧发电后剩下含有少量残碳的类似火山 灰的物质，即油页岩灰渣。这些灰渣大多被堆放到地表，广东茂 名开采利用油母页岩30多年来，堆积成高出地面20～30 m，面积 达8.1 km2的废渣场。以目前我国最大油母页岩生产基地抚顺矿区 为例，抚顺矿业集团有限责任公司在利用油页岩生产页岩油的过 程中，每年产生尾矿约200万 t，固体废渣1 000约万t，其中每年 收集的油页岩粉尘约4 000 t。3个舍场中堆积的高、低品位油页 岩、绿页岩、炼油渣等占地总面积达到22.6 km2，接近城区面积 的1/3。这些固体废弃物不仅占用了大量的土地，也制约着油页岩 工业的进一步发展。从经济与环境协调、区域可持续发展的要求 出发，必须解决好这些废物的合理处置与综合利用问题，变废为 宝，实现资源化利用。 1.2 油页岩废弃物的危害 1.2.1 首先是大量的低品位油页岩及灰渣的放置需要很多的土 地，长期堆放会产生一系列化学反应，释放大量有毒气体，对大 气造成严重污染； 1.2.2 油页岩废弃物长期堆放过程中，在自然径流作用下，一些 油页岩废渣中重金属和有机物渗入地下水体，造成地下水污染， 严重地影响整个地区的生态环境。 1.2.3 另外，油页岩渣中含有很多有毒有害的成分，在露天的自 然环境下，经过大气循环和水循环，会污染周围的农田，对土壤 质量和健康造成极大影响，使受污染的范围比油页岩渣堆置的范
抚顺油母页岩的综合利用开发与现状
收稿 日期 ：０ １Ｏ — ３ ２ １一 １ １
作者简介 ： 崔洪涛（９ １ ， ， １７ 一）男 山东胶 州人 ， 安全 工程 师 ， 采矿 助理 工程师 ，０ ９年毕业 于辽 宁工程技 术大学资源 与环 ２０ 境 工程学院采矿 工程 ， 工学学士 ， 管理 学学士 ， 现在抚 顺矿 业
造 成 大气 污 染 、 地下 水 污染 ［ 日晒 、 ２ １ 。 风蚀 、 差 、 温 逐 层 堆积 覆 盖 ， 化 、 汽 自燃 、 喷 同时 给 矿 山 防灭 火 带 井 来灾 害 ， 为影 响矿 山安全 的隐 患 。 成 抚顺 矿业集 团公 司变 废 为 宝 ，９９年 筹 建 １９ 年 即开 始 对 页 岩 干 １８ ９１
表 ３ 抚顺 油母页岩 富矿 焦油及灰 熔点等统计表
项目
盘
ａ Ｔａ． ｄ ｒ Ｓ Ｔ ＤＴ
℃詈
Ｆ Ｔ
肌
Ｔ — ｄ 变形 软化 流动 Ｅ
性
，‘ Ｔ Ｔ ｇ Ｏ
ＨＧＴ ｃ
指标平均值 ７ ｌ７ ６ ． ． Ｏ ２ ６． ２ ７３５ ５ ７ ． １．３ ． ２ １ ５２ ３ 指标最大值 １． １． ４ ７ ５ ３＞１ ０ ７ ２ ４ ０＞１ ０ ＞ ４ ０ｌ７ ２ １ ５ ３ ６ ０ １ ０ ｌ ． ３ ０ ８ ４ ６ 指标最小值 １ ２ ２ ６ ｌ０ １３ １２ ４ １ ５ ０ ３８ ． ． １ ９ ７ ０ １０ ２０ ６ ． ３４ ０ ７
余 热的综 合利 用 、 环发展 ， 高 了能 源利 用率 ， 油母 页岩综合 利 用开发提供 了 实践 经验 。 循 提 为 关键 词 ： 贫矿 ； 富矿 ； 干馏 工 艺； 页岩 油 ； 渣 ； 气 ； 热 ； 合利 用 废 煤 余 综
中图分类号 ：Ｅ６ ２ Ｔ ６ １ 前 言 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号： ６ １—９ １ ２ １）０ １７ ８ ６（ ０ １ ３—０ ７ ０ ６—０ ４
作者简介 ： 崔洪涛（９ １ ， ， １７ 一）男 山东胶 州人 ， 安全 工程 师 ， 采矿 助理 工程师 ，０ ９年毕业 于辽 宁工程技 术大学资源 与环 ２０ 境 工程学院采矿 工程 ， 工学学士 ， 管理 学学士 ， 现在抚 顺矿 业
造 成 大气 污 染 、 地下 水 污染 ［ 日晒 、 ２ １ 。 风蚀 、 差 、 温 逐 层 堆积 覆 盖 ， 化 、 汽 自燃 、 喷 同时 给 矿 山 防灭 火 带 井 来灾 害 ， 为影 响矿 山安全 的隐 患 。 成 抚顺 矿业集 团公 司变 废 为 宝 ，９９年 筹 建 １９ 年 即开 始 对 页 岩 干 １８ ９１
表 ３ 抚顺 油母页岩 富矿 焦油及灰 熔点等统计表
项目
盘
ａ Ｔａ． ｄ ｒ Ｓ Ｔ ＤＴ
℃詈
Ｆ Ｔ
肌
Ｔ — ｄ 变形 软化 流动 Ｅ
性
，‘ Ｔ Ｔ ｇ Ｏ
ＨＧＴ ｃ
指标平均值 ７ ｌ７ ６ ． ． Ｏ ２ ６． ２ ７３５ ５ ７ ． １．３ ． ２ １ ５２ ３ 指标最大值 １． １． ４ ７ ５ ３＞１ ０ ７ ２ ４ ０＞１ ０ ＞ ４ ０ｌ７ ２ １ ５ ３ ６ ０ １ ０ ｌ ． ３ ０ ８ ４ ６ 指标最小值 １ ２ ２ ６ ｌ０ １３ １２ ４ １ ５ ０ ３８ ． ． １ ９ ７ ０ １０ ２０ ６ ． ３４ ０ ７
余 热的综 合利 用 、 环发展 ， 高 了能 源利 用率 ， 油母 页岩综合 利 用开发提供 了 实践 经验 。 循 提 为 关键 词 ： 贫矿 ； 富矿 ； 干馏 工 艺； 页岩 油 ； 渣 ； 气 ； 热 ； 合利 用 废 煤 余 综
中图分类号 ：Ｅ６ ２ Ｔ ６ １ 前 言 文献标识码 ： Ｂ 文章 编号： ６ １—９ １ ２ １）０ １７ ８ ６（ ０ １ ３—０ ７ ０ ６—０ ４
油页岩工业的现状及发展建议
（ 油 ）工 业 作 为 天 然 石 油 的补 充 ，是 我 国能 源 工 业 中不 可 制
率一般大于 ５ ％，多在 ６ ％左右 。若按含油率 ６ ％折算 ，我 国 页岩油 的远景地质储量达 ２ ０亿吨。已探 明的储量折算成页 ９
岩 油 ，至 少 有 １ 亿 吨 。 ８
４ 油 页岩 工业 技术 上 的进 步 与评价
（ ）目前几种有代表性 的页岩干馏炉 。①抚顺炉 ：是以 ２
气体热截 体为供热 的立式炉 ， 这种炉型是干馏与气化 相结合 的内热式炉 ，运行 已有 ７ Ｏ余年的历史 了，每台炉子的处理 量 为 １０吨，群炉 生产 。￣Ａ Ｐ炉：是 以固体热载体为供热 ０ Ｔ 热源 的回转炉 ，要求页岩颗 粒＜ ０ １ｍｍ，集成页岩预热干燥 脱 水、干馏 ，焦 炭燃烧三 部分于一个设备 （ 回转 炉）中，简化 了流程 。③ 巴西 Ｐ Ｓ ．ｉ ｅ ｏＳｘ炉 ：是大直径竖井式块状 页岩干 馏炉。 目前在 巴西运行有二 台炉 ， 日处理量分别为 ２ ０ ２ ０吨
不复返 ，今后的油价不会低于 ５ Ｏ美元 一桶 。 国 民经济 （ Ｐ ＧＤ ）持续增长，原油探 明储量一直维持在 ２ ￣３ ５ ０亿吨左右 ， 品需求随之增加 ， 油 石油后备资源相对不 足 ，供需矛盾严峻 。尽管采 取多方面的节能措施，大力发展 可再生能源 ， 广泛开展石油资源勘探工作 以及开发煤炼油技 术等措施 ，原油供给缺 口逐年上升 。我 国 自 １９ ９ ３年起成为 石油的净进 口国。显然 ，高油价和高进 口量将对我 国的经济 发展和能源安全生产产生越来越大 的影响 。 开发利用油页岩
１ 前 言
在 过去的 ３ Ｏ到 ４ ０年 间 ， 着 世 界 范 围 内石 油 的消 耗 和 随 成 本 的 迅速 增 长 ，以致 贫 油 国家 的 开 支 大 规 模 增 加 和 富 油 国 家 收入 的 迅 速 增 加 。多 数 经 济 学 家 认 为 ：低 油 价 时 代 已一 去
率一般大于 ５ ％，多在 ６ ％左右 。若按含油率 ６ ％折算 ，我 国 页岩油 的远景地质储量达 ２ ０亿吨。已探 明的储量折算成页 ９
岩 油 ，至 少 有 １ 亿 吨 。 ８
４ 油 页岩 工业 技术 上 的进 步 与评价
（ ）目前几种有代表性 的页岩干馏炉 。①抚顺炉 ：是以 ２
气体热截 体为供热 的立式炉 ， 这种炉型是干馏与气化 相结合 的内热式炉 ，运行 已有 ７ Ｏ余年的历史 了，每台炉子的处理 量 为 １０吨，群炉 生产 。￣Ａ Ｐ炉：是 以固体热载体为供热 ０ Ｔ 热源 的回转炉 ，要求页岩颗 粒＜ ０ １ｍｍ，集成页岩预热干燥 脱 水、干馏 ，焦 炭燃烧三 部分于一个设备 （ 回转 炉）中，简化 了流程 。③ 巴西 Ｐ Ｓ ．ｉ ｅ ｏＳｘ炉 ：是大直径竖井式块状 页岩干 馏炉。 目前在 巴西运行有二 台炉 ， 日处理量分别为 ２ ０ ２ ０吨
不复返 ，今后的油价不会低于 ５ Ｏ美元 一桶 。 国 民经济 （ Ｐ ＧＤ ）持续增长，原油探 明储量一直维持在 ２ ￣３ ５ ０亿吨左右 ， 品需求随之增加 ， 油 石油后备资源相对不 足 ，供需矛盾严峻 。尽管采 取多方面的节能措施，大力发展 可再生能源 ， 广泛开展石油资源勘探工作 以及开发煤炼油技 术等措施 ，原油供给缺 口逐年上升 。我 国 自 １９ ９ ３年起成为 石油的净进 口国。显然 ，高油价和高进 口量将对我 国的经济 发展和能源安全生产产生越来越大 的影响 。 开发利用油页岩
１ 前 言
在 过去的 ３ Ｏ到 ４ ０年 间 ， 着 世 界 范 围 内石 油 的消 耗 和 随 成 本 的 迅速 增 长 ，以致 贫 油 国家 的 开 支 大 规 模 增 加 和 富 油 国 家 收入 的 迅 速 增 加 。多 数 经 济 学 家 认 为 ：低 油 价 时 代 已一 去
油母页岩工业排水综合利用
进入 ２ 世 纪后 ．我 国工业 生 产步 入高 速发 展 １ 阶段 。煤 、电 、油 三大 能 源短 缺 日显 突 出 ， 已严 重 制约 、阻碍 各行 业 发 展进 程 寻 找新 能 源 ，发
铅 、锌 、磁 铁 等有 色 金 属化 合 物 的 浮选 剂 ，又 可 成 为 制造 木 材 等加 工 产业 的粘 合 剂 ．农 药 的 杀虫 剂 等 。从 污 水 中 回 收 的 页岩 油 能分 离 出重 质 酚 。
优 良产 品 如 果 将 重 质 酚 ２ ０ ３ ０Ｃ 分 抽 提 出 ３ ～ ０ｏ馏
煤 炭 资 源 已消耗 殆 尽 。不 过 ．抚顺 油 页 岩 资源 仍
十分 丰 富 ．其储 量 在 全 国排 在 首位 然 而 ，综 合
开 发 和 利 用 油 母 页 岩 的 同 时 ．会 产 生 大 量 的 工 业
业 产 业 链加 长 ．利 用 其 下 游产 品为 工农 业 生 产 和 国防建 设服 务
１ 从 工业 废 水 中 回收 部 分 页岩 油
油 母 页 岩 工业 生 产 能 产 生 大 量 的工 业 污 水 在 这 些 污水 中含 有 部分 页 岩 油 页岩 油 俗称 人 造
石 油 ．其 性 质与 天 然石 油 最 接 近 ．成 分 与石 油 最 相 似 ，是 石 油 的最 理 想 的替 代 产 品 从 “ 水 ” 废 中提炼 出来 的页 岩油 是 一 种成 分 比较 复杂 、有 异
展循 环 经济 ．提倡 绿 色环 保 的经 济理 念 ，是 发展 工业 经 济 的前 提 和基 础 抚 顺 曾经是 以煤 炭 资源
丰富 而著称 的城 市 ．伴 随着 百 年开采 的辉 煌历 程 ．
用 其 浮选 铅 、锌 矿 物 质 时 ，浮 选 后 的铅 、锌 收率 得 到 明显 提 高 ，改 善 金属 物 质 的 品位 ．使其 成 为
油页岩资源特点、开发利用现状及趋势
油页岩资源特点、开发利用现状及趋势【摘要】本文通过对国内外油页岩研究和开发利用方面进行调研，综述了油页岩资源特点，开发利用现状及发展趋势。
油页岩是典型的非常规油气资源，分布广，资源丰富，成因复杂，常有伴生矿产发育，其开发利用存在一定的环境问题。
目前主要的技术是地面干馏技术，新技术有待探索。
先进的干馏技术能够节能降耗、降低成本，保护环境。
矿产综合利用与先进技术的采用是油页岩工业的发展方向。
【关键词】油页岩资源量干馏技术油页岩是细粒含有机质的沉积岩，经过低温干馏可以提取页岩油，是典型的非常规油气资源之一。
同时，油页岩又因其特殊的组成和结构，决定了它在能源、化工、医药、建材、农业、环保等各个领域具有许多可供综合利用的潜在用途。
目前主要用于主要用于干馏页岩油、燃烧发电以及生产副产品作为建筑材料。
页岩油加氢精炼后，可以获得汽油、煤油、柴油、石蜡等多种燃料油及化工产品，是石油的理想替代资源。
本文综述油页岩资源特点，开发利用现状及未来发展趋势。
1 油页岩资源特点1.1 属典型的非常规油气资源，分布广，资源潜力大油页岩（又称油母页岩）是一种富含有机质、发育页理构造的含可燃有机质的沉积岩，属低热值固态能源矿产。
油页岩中的有机质是不溶于有机溶剂和非氧化性酸的干酪根，其内部的潜在的油气资源用常规方法难以提取，一般要加热到500℃以上，通过干馏技术获得，为典型的非常规油气资源。
从分布范围看，全球各大洲均有分布，但分布不均，其中以北美油页岩资源最为丰富，占全球资源的77%。
世界油页岩资源丰富的国家主要有美国、俄罗斯、刚果、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚、中国等。
分布层位从前寒武系到新生代新近系。
根据2005年世界油页岩资源量统计的结果，范围覆盖了全球油页岩相对丰富的各个国家，世界油页岩总资源量达到4086.02×108t，超过了世界石油资源总量4054.3×108t。
世界剩余探明石油可采储量1596.44×108t。
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指标最小值 1.92 2.76 1100 1130 1220 46 1.75 304 308
表 4 抚顺油母页岩富矿工业分析与元素分析统计表
工业分析
元素分析
水分 灰分 挥发分 硫分 发热量 碳 氢 氮 氧 项目
(Mad) (Aad) (V900.ad) (Sad) (Qad) (Cad) (Had) (Nad) (Oad)
指标平均值 /% 60.48 21.25 9.75 0.87 1.34 0.47 1.38 0.68 1.41 0.26
指标最大值 /% 65.53 23.71 14.69 2.70 3.18 2.95 1.60 1.26 4.33 0.72
指标最小值 /% 48.94 12.65 8.11 0.41 0.97 0.10 0.96 0.36 1.00 0.16
2010 年 40 万 t 油化工厂开始投资建设，充分利 用页岩油的潜能，创造更大的经济价值。抚顺页岩油 加氢裂解精制后，可以获得汽油、煤油、石脑油、燃料 油、润滑油、航空煤油等油品及石蜡、酚类、吡啶类、
环烷酸等几十个化工产品。2011 年将出产品柴油、 石脑油、润滑油等。
4 抚顺式干馏炉与炼油工艺、ATP 炉工艺简介[5]
油页岩有机组成和热加工条件的差异而有所不同，比
重约为 0.9 ~ 1.0。抚顺页岩油分析报告见表 5[4]。
表 5 抚顺页岩油化验分析报告表
分析项目
单位质量 /kg·cm-3
酸性组分 /％（体）
碱性组分 /％（体）
运动粘度 /V50·cP 凝固点 /℃
含腊量 /％
沥青质 /％
胶质（硫酸法）/％
馏程、初馏点 /℃
10％馏出温度 /℃
20％馏出温度 /℃
30％馏出温度 /℃
40％馏出温度 /℃
50％馏出温度 /℃
闪点和燃点 /℃开
灰分 /％
热值 /MJ·kg-1
机械杂质 /％CHS元素组成 /%N
O
C/H
水分 /％
分析结果 0.903 3.6 2.4 11.22 33 20～25 0.85 42 216 274 298 320 380 383
展循环经济，资源利用率高。综合利用现状见图 3。
发电厂 余 热 煤气
供暖锅炉
＜4.7% 油页岩 余热
油母页岩
发电厂
页岩 ATP 工艺
＞4.7% 油厂 抚顺炉工艺
废渣 页岩油
烧砖厂 水泥厂 燃料 油化工 炭黑
润滑油 柴油等
余热供暖
图 3 抚顺油母页岩综合利用现状
抚顺矿业集团公司现有 11 套干馏装置，年处理 油母页岩富矿 1 100 万 t，生产页岩油 30 ～ 35 万 t。 工业用水来至西露天矿坑沉积水，经过低能处理场、 高能处理场、综合处理场达到净化回用形成闭路循 环。现有装置小于 10 mm 的页岩每年达 180 万 t，供 给 ATP 炉，现试运行中，ATP 炉每年吃掉 175 万 t， 可增产 10 万 t 页岩油。另外，瓦斯发电厂现有设备 82 台，装机总容量 41 000 kW，回收利用剩余煤气 75 556 万 m3，年发电量 8580 万 kW h，相当于 57 516 t 标准 煤，每吨煤按 600 元计算，节约资金 3 450 万元，同 时减少污染物排放 302 t；冷凝回收装置余热利用已 实现，2010 年仅用 4 部炉实现冬季供暖面积 38 万 m2，其中 30 万 m2 为 7 km 以外供暖；页岩废渣烧结 砖厂，原料为干馏后的页岩废渣与煤矸石，生产多孔 砖、空心砖和承重砖，年生产能力折标准砖 6 亿块， 年用废渣 165 万 t，与粘土实心砖相比，每年减少毁 田 32 万 m2，节省标准煤 5 万 t，减少煤矸石自燃、冒 烟和燃煤对环境的污染；该集团 30 万 t 水泥厂以页 岩废渣为辅料生产水泥，效益可观；炭黑是页岩油在 严格的工艺条件下,经不完全燃烧、裂解而成的黑色 粉末状物质，该产品粒径大 （平均粒径为 100 ～130 mm）、结 构 好 、补 强 性 能 高 , 广 泛 应 用 于 航 空 、航 天 、 橡胶、化工等工业，现有两条 2 000 t/a 生产线；40 万 t 页岩油化工厂现建设中，页岩油经加氢裂解精制成 煤油、柴油、石脑油、燃料油、润滑油、石蜡、硫磺等产 品。抚矿集团拟建 500 万 t/a 页岩废渣凝石厂，凝石 可用于建筑、交通、水利、海洋等行业，还可作为采矿 充填材料。抚矿集团地下 30 628 万 t 的煤炭储量，作 为城市建筑物和工厂的保护煤柱，凝石与页岩废渣、 沙石混合组成似膏体，其强度相当于混凝土，充填质
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露天采矿技术 2011 年第 3 期
综合利用
油母页岩经过一破二破破碎筛分后，粒径在 10
mm 以下的小颗粒进入尾矿舍弃，现已进入 ATP 炉
炼制。粒径为 10 ～ 75 mm 的页岩进入干馏炉内，在
上部干馏段干燥、预热、干馏后，页岩油大部分被热
解释放出来，油蒸气在炉出口收集，经过冷凝回收系
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露天采矿技术 2011 年第 3 期
综合利用
抚顺油母页岩的综合利用开发与现状
崔洪涛
（抚顺矿业集团东露天矿，辽宁 抚顺 113003）
摘 要：以抚顺油母页岩综合利用开发产业链为实例，介绍贫矿、富矿、页岩油及其伴生产物废渣、煤气、
余热的综合利用、循环发展，提高了能源利用率，为油母页岩综合利用开发提供了实践经验。
/% /% /% /% /MJ·kg /% /% /% /%
指标平 3.08 75.98 18.77 0.46 4.99 12.34 1.89 0.58 6.52
均值
指标最 6.14 83.04 27.76 1.04 9.62 17.90 2.58 0.72 11.60
大值
指标最 1.24 65.50 12.08 0.14 1.31 5.82 1.00 0.30 2.38
4.1 平馏炉的结构 抚顺式干馏炉是干馏段和发生段连接在一起的
直立式圆筒形炉，内径约 3 m，高 10 m 以上。抚顺式 干馏炉由加料设备、炉体和排渣设备 3 部分组成，其 结构见图 1。
页岩给料机
拱台
发生段 风头
导出管 阵伞 干馏段 混合室 循环煤气入口
水盆
图 1 抚顺式干馏炉的结构
（1） 加料设备。加料设备也叫页岩给料机，位置 在炉顶部位，由放料溜槽和闸板组成。原矿成品仓的 油页岩经放料溜槽进入干馏炉，放料为间歇式气动 闸板操作。
装置
装入机 回收
10 ~ 75 mm
装置
燃气锅炉
干馏炉
燃烧 循环
砖厂 水泥厂
页岩油
煤气 煤气
加热炉
外排
页岩 废渣 饱和
主风
深加工
图 2 抚顺油母页岩干馏工艺及综合利用
抚顺式干馏装置由 3 台加热炉、20 台干馏炉及 洗涤饱和塔、冷却塔和凉水塔等组成。其工艺特点 为：
（1）能处理低品位油页岩含有率在 4.7％ ～ 6％， 充分利用固定碳，做到热量自给有余，并可再利用；
关键词：贫矿；富矿；干馏工艺；页岩油；废渣；煤气；余热；综合利用
中图分类号：TE 662
文献标识码：B
文章编号：1671 － 9816（2011）03 － 0076 － 04
1前言
页岩作为煤炭的伴生矿物，露天煤矿的剥离物， 曾经作为井工矿的充填材料，排土场的工业垃圾。由 于井工采矿技术的创新，只采不充填，使页岩的作用 仅限于制砖铺路或排弃。近年国家对新建、改扩建矿 山提出要求，提高了审批标准，鼓励发展循环经济、 多种经营、矿物再利用、开发废弃矿物、露天采矿开 发与复垦同时进行等[1]。页岩其物化特性注定成为工 业污染物（含有机质、硫在 1.04%），堆积的矸子山会 造 成 大 气 污 染 、地 下 水 污 染 [2]。 日 晒 、风 蚀 、温 差 、逐 层堆积覆盖，汽化、自燃、井喷同时给矿山防灭火带 来灾害，成为影响矿山安全的隐患。抚顺矿业集团公 司变废为宝，1989 年筹建 1991 年即开始对页岩干 馏炼油，为国家节约了资源并享有税收等优惠政策。 该公司在页岩的综合利用开发上进行了卓有成效的 技术探索，积累了丰富而宝贵的经验，由此 2001 年 被国家发展计划委员会命名为国家油母页岩综合利 用示范基地。1991 年至 2005 年国内唯一一家页岩 炼油企业。现就该公司在页岩综合利用开发上取得 的成果与大家分享，供借鉴与参考，在页岩综合利用 开发上少走弯路，早见经济效益，为国家能源利用， 清洁发展、绿色发展、循环经济发展探求新路。
氮、硫元素，致密、坚硬、呈褐色，层理发育。油母页 岩的物理力学指标见表 1，油母页岩富矿的化验分 析结果详见表 2、表 3、表 4。
表 1 油母页岩的物理力学指标
普氏系数 2.6 ～ 4.5
体积质量 /t·m3 2.17
内聚力 /kPa
3 ～ 50
内磨擦角 （/ °）
24 ～ 35
摩擦 系数
松散 系数
斯，被分成 4 部分：一部分回蓄热式加热炉加热，作
为干馏炉的循环煤气；一部分作为蓄热式加热炉的
燃料；一部分供给燃气锅炉使用；剩余部分 2004 年
供电厂发电。抚顺油母页岩干馏工艺及综合利用见
图 2。
油页岩
0 ~ 10 mm ATP 工艺
破碎
页岩油 灰渣
重油 轻油 煤气 发电厂 余热
筛分
冷凝 剩余煤气
小值
抚顺矿区油母页岩地质储量 35 亿 t，铝甄含油 率大于 4.7%的页岩称为富矿，作为炼油厂原料。富 矿含油率平均为 7.26%，最大为 15.23%。仅东露天
综合利用
露天采矿技术 2011 年第 3 期
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矿富矿的经济基础储量 121 b 为 77 370.4 万 t，预可 采储量 121 为 75 823.05 万 t。铝甄含油率小于 4.7% 为贫矿，即低品位页岩，开采储量为 36 320 万t。其中 东露天矿为 33 000 万 t，西露天矿为 3 320 万 t，贫矿 供发电厂。