世界油页岩干馏技术
油页岩开采技术的现状及分析
油页岩开采技术的现状及分析摘要：本文分别简要论述了传统油页岩资源开发工艺（干馏技术与燃烧发电技术）和壳牌公司的地下转换（ICP）技术，并进行对比，ICP技术在环保、成本及产物方面均有较大优势。
我国应该加快发展该项技术以应对能源紧缺局面。
关键词：油页岩页岩油干馏技术ICP技术一、引言随着国际油价的持续走高，能源紧缺矛盾日益突出。
能源问题已被提上各国议事日程。
开发新能源作为石油资源的替代品，降低石油单一主导地位势在必行。
油页岩以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源，开发油页岩作为替代能源，以应对世界能源紧张局面就显得尤为必要。
油页岩不但可提炼出燃料油类，而且还可炼制出合成煤气及化工原料，附产品还用于制砖、水泥等建筑材料。
二、油页岩开发工艺直接开采包括露天和井下两种方式。
露天开采适合较浅的矿床，成本低，安全系数高。
井下开采有竖井、水平坑道采矿两种方式，适合于较深的矿床。
直接开采有三个方面局限性：一是生态环境及水质破坏严重。
无论是露天采矿还是井下采矿，都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下，开采1立方米油页岩，一般需要抽出25立方米的地下水；采矿水极大地增加了地表水、地下水中硫酸盐的含量。
二是灰渣污染严重。
通过直接开采得到的油页岩用于提炼页岩油或直接燃烧，产生大量灰渣，污染空气，且占地面积大，其中金属元素和微量元素渗入地下水体，危害人们生产生活。
三是直接开采占地较多，一旦开垦就无法完全修复。
目前世界上绝大多数油页岩用于干馏提炼页岩油和直接作为燃料燃烧发电，只有少数用于其他方面。
1.油页岩的干馏工艺油页岩提炼页岩油是其最重要的用途。
干馏技术是指将开采出来的矿石进行破碎，一般页岩破碎小于8mm，并分选至所需的粒度和块度，投入干馏炉内，在隔绝空气的情况下，经过干燥、预热、加热至450～600℃，即可裂解出页岩油，残留部分经过气化、氧化-还原，生成页岩废渣排出炉外。
图1是页岩的干燥流程。
小颗粒油页岩干馏影响因素.
小颗粒油页岩干馏影响因素油页岩是一种可燃烧的有机岩石，是重要的油气替代资源化石燃料，也是不可再生的燃料资源。
世界油页岩储量大大超过世界天然石油的可采量，在当今能源日益紧张的情况下，开采油页岩并以其替代石油，对增强国家经济后劲意义重大。
目前，我国主要采用干馏技术对大块油页岩制取页岩油，对于干馏厂剩余的小颗粒油页岩作为尾料，还没有找到有效的方法提取其中的页岩油。
针对小颗粒油页岩，廊坊分院自主研发了小颗粒油页岩水平干馏炉，为了使小颗粒的油页岩资源也得到充分有效的利用，在对小颗粒油页岩进行干馏处理的影响因素研究是必不可少的。
本实验使用廊坊分院自主研发的小颗粒油页岩水平干馏炉，对大庆油页岩样品进行了干馏实验，考察了原料粒度、干馏温度、干馏时间对小颗粒油页岩干馏效果的影响。
油页岩的组成分析油页岩样品采自大庆油田矿区柳树河盆地中部，深度为79.35~79.85 m 。
油页岩的铝甑含油率分析和工业分析分析结果在表1、表2中列出。
从表中数据可以看出，大庆油页岩的含油率较高，干馏气含量、挥发分和热值也很高。
说明该油页岩即可用于干馏炼油，又能用来燃烧产气发电。
由于含水质量分数10%的油页岩加工时，消耗的能量相当于油页岩本身热量的4%~5%，所以该地区油页岩干馏或燃烧必须进行干燥脱水，否则将消耗大量的热能并影响干馏产物(页岩油与干馏气的产率。
表 1 铝甑分析表 2工业分析大庆油页岩元素分析结果见表3。
从表3可以看出大庆油页岩m(H∶m(C=0.09较低，说明该油页岩干酪根中多为芳烃官能团，具有良好的产气能力，这和铝甄分析结果中高干馏气含量相吻合。
表 3 元素分析原料的粒径分布原料粒径是油页岩热裂解过程中的一个重要影响因素，热裂解需要原料粒径一般为0~5mm，因此对原料进行了进一步加工粉碎，为了进行针对性的研究，我们对粉碎的油页岩进行粒度分级。
同时，了解粉碎后油页岩的粒径分布，对油页岩热裂解制取油页岩技术的工业化应用和推广也具有重要的参考价值。
油页岩干馏技术综述
油页岩干馏技术综述王宇; 龙帅【期刊名称】《《河南化工》》【年(卷),期】2019(036)011【总页数】5页(P6-10)【关键词】油页岩干馏技术; 地下干馏技术; 地上干馏技术【作者】王宇; 龙帅【作者单位】抚顺矿务局职工工学院辽宁抚顺 113008; 抚顺矿业集团有限责任公司西露天矿辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TE65油母页岩被定义为非常规油气资源，油母页岩与石油、天然气、煤一样都是不可再生资源。
油页岩以其资源丰富和开发利用的优势而被列为当今最为重要的接替能源。
很多专家和学者认为，油页岩将是替代石油的重要资源。
因为全世界的页岩油储量非常丰富，同时页岩油的性质又非常接近石油，许多以往的用油设备无须改造，就可以直接加工页岩油。
据有关材料介绍，全球油页岩储量比煤炭多40%，比石油多50%。
全球油页岩储量折合成页岩油为4 760亿吨，比石油可采储量1 500亿吨高3倍左右。
我国的油页岩储量也相当丰富，据2006年国土资源部的调查储量为7 299亿吨，折合页岩油486亿吨，仅次于美国，列世界第二位。
实际上，我国的油页岩储量由于地质工作落后，实际储量远远大于这一数字。
虽然我国的油页岩储量比较大，但品位较低，全国平均品位仅为6%左右，品位低于10%的油页岩占油页岩资源总量的80%。
所以开发利用在技术上存在一定困难，因此，突破油页岩开发利用的技术瓶颈，研究页岩油干馏工艺将是油页岩能否成为石油的替代能源的关键[1]。
1 油页岩干馏工艺分类油页岩干馏通常是指在隔绝空气的条件下，将油页岩加热到450～550 ℃，从而生成页岩油、页岩半焦和热解气的过程。
油页岩干馏也称为油页岩低温干馏。
油页岩干馏技术分为地下干馏技术(underground retorting)和地上干馏技术(aboveground retorting)[2-3]。
油页岩干馏方法分类见图1。
图1 油页岩干馏分类方法1.1 油页岩地下干馏技术地下干馏技术的优势是不需要将油页岩开采出来，而且不用建矿井，可以在较大规模上实现干馏作业，此法适用于埋藏较深、含油率较低的油页岩，但由于存在油收率较低、油气易泄漏、污染地下水质、能耗较高等缺点，目前真正投入生产的并不多。
小颗粒油页岩干馏技术探讨
当
代
化
工
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ４ ２ ，Ｎ ｏ ． １ ２ Ｄ ｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １ ３
小颗粒 油页岩 干馏技术探讨
宋 岩 ，王 莉
（ Ｉ ． 抚顺 矿业 集 团有 限责任 公 司页 岩油化 工 厂， 辽宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ４ ；
２ ．中 国寰球 工程 公 司辽 宁分公 司， 辽 宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ ６）
摘
要 ：主要介绍了国内 、外小颗粒 油页岩的处理 技术 ，针对 国内的三种加工工艺 和国外 的两种 加工 工艺
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｓ ｍａ ｌ ｌ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ； Ｏｉ ｌ ｓ ｈ ａ ｌ ｌ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ； Ｒｏ ｔ ａ ｒ ｙ ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ ； Ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ ｉ ｚ ｅ ｄ ｂ ｅ ｄ
随 着世 界经 济 的不 断 发展 ，人 们对石 油 的需 求 也 在与 日俱增 ，石油 资源 日趋 紧张 。
Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｒｅ ｔ ｏ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｍａ ｌ ｌ Ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｏｉ ｌ Ｓ ｈ ａ ｌ ｅ
Ｓ ＯＮＧ Ｙ ａ ｎ ， Ｗ ＡＮＧ Ｌｉ
因此 ， 寻找可替代能源已引起各 国的普遍关注。 地球上油页岩储量大大超过天然石油的储量 ，在石 油资源紧缺的背景下 ，沉寂多年的油页岩受到了各
国的重视 ，油页岩的开发和利用方兴未艾 ，特别是 热页岩灰一起混合 ，混合后物料温度达 ５ ５ ０ ｏ Ｃ 左 小 颗粒 页岩 的利 用 已成为 研究 的热 潮 。 右 ，进 入 到 回转 干馏 筒 内进行 干馏 ，干馏 形成 的油
ATP和FHQ干馏工艺研究
第49卷第11期2020年11月辽 宁化工Vol.49，No. 11 Liaoning Chemical Industry__________________________November，2020A T P和F H Q干馏工艺研究许辉\张霜\荣青山2(1.抚顺矿业集团有限责任公司工程技术研究中心，辽宁抚顺113009;2.中国石油抚顺石化洗化厂，辽宁抚顺113003)摘 要：页岩油是一种石油的可替代资源，油页岩经过热解得到页岩油，油页岩资源藏量非常丰富，具有广阔的开发价值和丰富的上下游产业链。
ATP (Alberta Taciuk Process )是加拿大的小颗粒油页岩干馏技术，被抚顺矿业集团引进并消化，是目前世界上唯一一套工业化生产装置。
FHQ (抚顺横流气体热载体干馏技术）是抚顺矿业集团自主研发的小颗粒油页岩干馏技术。
两者分别是最新的固体热载体和气体热载体干馏工艺的技术合集，从不同角度推进着油页岩产业的进步发展，总结归纳两种工艺的运行特点，提出适合我国小颗粒干馏技术的发展方向。
关键词：小颗粒油页岩；干馏；气体热载体;中图分类号：TE662.5 文献标识码：A1研究背景我国油页岩资源储量丰富，但不同于美国目前 大量开采的页岩油资源，我国的油页岩内页岩油是 以固态的形式赋存的，必须经过约500 t以上的高 温热解，才能将油品从页岩中释放出来。
而我国的 热解干馏技术是块页岩干馏技术，副产大量的小颗 粒油页岩尾矿还未得到有效利用。
本文通过分析国 内外小颗粒油页岩干馏工艺技术的特点，提出小颗 粒油页岩干馏技术发展方向：新型小颗粒油页岩干 馏工艺应具有高效、节能、环保、模块化等特点。
2国内外技术对比分析国际上的小颗粒页岩干馏技术除ATP工艺外，大多设备都已经拆除，不再运行，其核心设备干馏 器的形式都是回转类设备。
国内的小颗粒油页岩干固体热载体文章编号：1004-0935 ( 2020) 11-1375-05馏工艺展现了多样化的发展途径，其中大连理工大 学和廊坊设计院依然采用回转类干馏器，上海博申 和沈阳鑫博则采用流化床技术，进一步研磨页岩成 粉末，大大缩短了干馏所需时间。
油页岩炼油技术培训
技术培训
2015年3月15日
目录
一 二 三
油页岩基本情况 油页岩干馏技术 页岩油深加工技术
油页岩基本情况
一、 油页岩基本情况
油页岩是一种纹理细密的沉积岩,并 且含有大量的有机物(主要成分为油母), 这种有机物通过对油页岩的低温干馏可以 转化为页岩油。 油页岩属于固体可燃矿物,其发热量 比煤低,是天然原油和天然气较为理想的 补充或替代能源。
二、油页岩干馏技术
操作整体原则 操作调整时，首先要降低群炉系统出口压 力，根据实际情况，适当降低油页岩处理能 力，以维持主风压力不过大和相应延长油页 岩在炉内的停留时间，保证其余油页岩干馏 完全。但单位油页岩消耗风量仍应保持原有 标准。单位循环瓦斯气总量和强度可根据干 馏段火层情况适当加大。若发生段温度较低， 可略减主风饱和温度，但不应降得太低避免 炉内结焦现象发生。
二、油页岩干馏技术
群炉表现特点如下： （1）油页岩湿碎筛分不良，工艺油页岩表面粘 结粉尘多，入炉后主风压力较正常高10%，水盆 水封出现瓦斯气气泡现象，循环瓦斯气和风量 加不上，火层出现倾斜现象，炉内边壁效应大， 炉出口温度高，干馏炉热量不足，页岩干馏不 完全。 （2）油页岩含水量每增加1%，根据水蒸发热和 考虑热损失计算：每吨油页岩所需要增加2527MJ热量，但总热量供给不足的情况下，必须 降低页岩处理能力。
二、油页岩干馏技术
（3）操作方法 ①适当降低加热炉热循环瓦斯气高温点，增加 循环瓦斯气总量。 ②减少主风量，降低处理油页岩能力进行操作。
二、油页岩干馏技术
2、碎油页岩操作 （1）表现特点 小块油页岩在干馏炉内因粒 度小而使气流阻力增大、大小块分布不均匀， 容易造成热载体局部短路、火层倾斜和局部 过热现象，造成干馏过程中炉内中心温度较 低。 （2）操作方法 ① 降低炉出口压力，增加气体导出炉内速度； ② 控制油页岩处理能力，不宜过大，否则会加 剧火层倾斜程度。
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巴西石油公司于 20 世纪 50 年代开始致力于开发 块页岩干馏新炉型，佩特洛瑟克斯 (Petrosix) 炉。 系直立圆筒形炉、上段为页岩干馏、下段为半 焦 冷 却 。 历 经 实 验 室 模 拟 、 小 试 (1kg) 、 中 试 (20t), 于1972年投资3500万美元建成1600t/d油页 岩的生产装置。 于 1991 年投资 9300 万美元建成 6000t/d 油页岩的 装置。生产的页岩油分馏为轻重馏分、轻馏分 去一炼厂催化裂化制汽油、重馏分作燃料油; 液 化气作工业用; 干馏气中的硫化氢经克劳斯 (Claus) 法转化为硫磺; 高热值干气作燃料。干馏 半焦填埋植被。
油页岩的无机矿物质：主要有石英、高 岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁 矿等。油页岩中无机矿物质的含量通常 约占50%-85%, 高于其有机质的含量。 油页岩是“人造石油”、亦即“合成液 体燃料”(synfuel) 的一种重要原料, 经加 热干馏(约500oC) 后，油母分解生成页岩 油、干馏气和页岩半焦。
中国页岩油工业已有80年的历史。日本在侵 占中国期间，曾在抚顺经营页岩油厂。 1920-1930年间经多次试验，确定采用了干馏 与气化燃烧相联合的抚顺发生式干馏炉, 开始 了页岩油的生产。 1930-1945年抚顺建成了200台炉(单炉日处理 100t页岩), 最高页岩油年产量达25万吨。 中华人民共和国成立后、逐步恢复并新建了 抚顺式炉, 至1959年抚顺石油一厂二厂共有266 台。
地下干馏，是直接在地下进行油页岩干馏，
油气直接从地下导出（埋藏深、含油率底）。
普通的地下干馏技术
改良的地下干馏技术
电冷冻和电加热干馏技术 (Shell 公司)
地下干馏技术的优点是避免了油页岩的开采， 开采费用低。
缺点是页岩油收率较低，由于页岩油与干馏 水的逸出、渗漏，会污染地下水。
至90年代，抚顺石油一厂、二厂和茂名石油公司 的页岩油生产先后仃顿。 1989年，经国家计委批准在抚顺矿务局建立页岩 油厂(60台抚顺炉) 2000年产页岩油9万吨。 2002年扩建为80台抚顺炉，产油10万吨。现在扩 大到25万吨。 吉林桦甸也于近年来建有数台抚顺式炉，用桦甸 页岩炼油。
定义：油页岩 (oil shale) 又 称油母页岩, 是一种含有有 机质(通常约 15%-50%) 的 沉积岩 , 一般 属于高矿物质 的腐泥煤,为 低热值固体化 石燃料 , 其色 浅灰至深褐。。
油页岩含有两种有机质: 一为可溶沥 青、可溶于有机溶剂, 其相对含量很 少, 约占有机质的百分之几。另一种 为不溶于有机溶剂的高分子聚合物， 称为油母(kerogen)
澳大利亚南太平洋石油公司于 1999年利用加拿大塔瑟克 (Taciuk) 发 明 的 回 转 炉 固 体 热 载 体 干 馏 技 术 Taciuk Process，亦称ATP(Alberta Taciuk Process) 。 自 240t/d 放大设计用于干馏澳大利亚昆士兰油页岩，建 成一套日加工 6000t的塔瑟克炉装置，投资 17000万美元。 除炉子和冷凝回收系统外、还包括轻馏分加氢制取超低 硫石脑油等。 设计年加工2Mt油页岩、产页岩油 20万吨。但由于该装 置系从中试放大至六千吨的规模，放大倍数20多倍，在 工艺和设备等方面有问题。 自99年试车至2004年中仃运，每年有改进，最后季度的 开工率达50%。
后来改建了页岩油加工装置，包括石油三厂加 氢装置，生产汽油、煤油、柴油、石蜡和润滑 油。 在吉林桦甸曾建成内外并热式干馏炉。 在广东茂名建立了页岩油生产基地。 1959年抚顺页岩油产量达60万吨，是历史上最 高的。 1960年以后，由于大庆油田的开发，页岩油生 产成本较高, 生产逐年下降, 80年代抚顺和茂名 页岩油年产量仅约30万吨。
俄罗斯最早于 1932年于苏斯兰 (Syzran) 利 用萨马拉(Samara)地区的油页岩干馏制取 页岩油; 后于1952年始在列宁格勒区的页 岩城 (Slantsy) 建有干馏炉 36 台 ( 单炉日加 工 100t 油页岩 ) ，对该地区油页岩干馏制 取页岩油。 1981年开采加工500万吨油页岩, 1998年减 为 200 万吨。目前正兴建 3000 吨 / 天的炉 子。
爱沙尼亚于1924年即建成第一座油页岩干 馏厂，应用爱沙尼亚干馏炉，对波罗的海 沿岸的库克西特油页岩进行干馏。 库克西特油页岩含油率高达23%。1940年 页岩油年产达18万吨。 页岩油用于生产液体948-1970年间曾高温干馏 制页岩气提供列宁格勒和塔林市城市用气。 1980 年开发了处理颗粒页岩的 Galoter回转 炉两台(单炉3000t页岩/日)。1981-1987年开 发了处理块页岩的 Kiviter干馏炉两台(单炉 1000t页岩/日) 1995 年页岩油年产量达 40 万吨， 2002 年减 为生产25万吨。
页岩油可作为燃料油 , 亦可进一步加工 制取汽、柴油和化学品。 油页岩也可作为锅炉燃料，在炉内燃烧 产生蒸汽发电。 页岩灰可以用于生产建材。
世界油页岩资源很丰富, 其矿藏遍于各地, 但其分布并不均衡。 世界上探明油页岩储量总和换算成页岩 油约41亿吨, 高于世界石油探明可采储量 的16亿吨。 美国油页岩资源居世界首位, 换算成页岩 油高达 300Gt 。其次则为俄罗斯、扎伊 尔、巴西、加拿大、约旦、澳大利亚和 中国。
1835年法国建成世界上第一座页岩炼油厂，将页 岩干馏制取页岩油，再制煤油、石蜡等用于照明。 而后英国、德国、西班牙等也发展了页岩油的生 产。 20世纪初，由于汽车工业的发展及第一次世界大 战、对汽柴油的需求大增, 西欧页岩油生产得到 发展, 1937年产量达50万吨。 二次世界大战后，到了60年代，页岩油生产成本 无法与廉价的天然石油相竞争，西欧的页岩油工 业先后仃办。