一、油页岩产业综合开发利用的前景与途径

　　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。按其矿物质组成不同，油页岩分为粘土质油页岩、硅质油页岩和石灰质油页岩3种；按有机质组成不同，分为腐泥型、腐泥腐植型和腐植腐泥型油页岩3种。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。在国际上油页岩被列为非常规油气资源。

　　（一）油页岩开发的意义

　　我国能源结构为富煤、贫油、少气。油页岩作为非常规油气资源，储量仅次于煤炭，其热解可得到类似原油的页岩油和可替代天然气的煤气，作为常规能源的补充，对改变我国能源结构，具有非常重要的战略意义！

　　（二）油页岩开发炼油

　　开发利用油页岩，首先要进行资源评价，包括油页岩岩质和油页岩灰的化学组成及特性。油页岩开发的主要目的是生产页岩油，所以干馏炉炉型选择和干馏工艺确定尤为重要。在保证多出油，出好油的前提下，煤气和干馏废渣的利用也是非常重要的环节，尤其是废渣绝不能乎视，否则会制约项目发展。同时，由于油页岩是其他经济附加值较高的资源，在不影响炼油前提下，也要考虑如油页岩蜡、腐植酸、油页岩灰当中锗、镓、铀等有用矿物的提取。

　　1.油页岩蜡的开发利用

　　若油页岩当中苯抽提产率（干基）大于1. 3%，可考虑生产油页岩蜡。提完蜡的油页岩再用于干馏炼油或燃烧发电，无任何影响，反而能起到积极地促进作用，同时可获得较高的经济附加值。

　　2.腐植酸的开发利用

　　腐植酸是动植物的残骸，主要是植物遗骸经过一系列物理、化学过程形成和积累起来的一类结构复杂的脂肪—芳香族羟基酸有机物。产品主要分为腐植酸、硝基腐植酸及腐植酸盐等三大类上百个品种。腐植酸及其衍生物在农业、工业、医药、畜牧、环保方面作为抗旱剂、生长剂、饲料添加剂、石油钻井液处理剂、陶瓷增强剂、锅炉防垢剂、工业循环水质稳定剂、铅蓄电池阴极板膨胀剂、混凝土减水剂、重金属废水处理剂等，应用领域十分广阔。

　　油页岩当中腐植酸含量虽然不高，但是生产成本低。因该生产为干馏炼油或燃烧发电当中的一个环节，公用工程、辅助工程、管理设施等完全可依托主业，再加上干馏无法利用的小颗粒和细油页岩，油页岩可视为零成本。从油页岩成煤原始物质可知，油页岩当中的腐植酸分子较小，大部分为黄腐植酸，其活性远好于褐煤、泥炭、风化煤等所含的腐植酸，此外，采用氧化法（如硝酸氧化）还可以提高腐植酸含量。

　　若能从事腐植酸生产，或者与其他腐植酸原料一起生产，不但可以免去干馏过程中细油页岩麻烦，而且为油页岩综合利用开发开辟了一条新路，也填补国内外油页岩综合开发当中一项空白。同时，也能提高油页岩的经济附加值。

　　3.干馏炼油

　　（1）干馏工艺。根据油页岩硬度大、破碎耗能大的特点，按粒度等级选择不同干馏炉和干馏工艺进行干馏热解。

　　（2）干馏炉选型和设计原则。首先根据自家油页岩特性来选择干馏炉炉型，然后再与之配套回收系统。同时要考虑干馏煤气和残渣利用，尤其是油页岩半焦中固定碳的回收和利用。

　　（3）油页岩预热干燥。油页岩干馏之前，预热也是一个十分重要的环节。油页岩中的水分不但耗热，而且也影响传热和干馏效率。油页岩水分蒸发需要一定时间，水分蒸发后，热才能传给油页岩进行热分解；另外，水分的脱出可减轻回收系统负荷，减少废水排放量。

　　（三） 油页岩灰渣综合利用

　　油页岩含有大量的矿物质，因而燃烧或干馏产生的页岩灰渣量大，几乎占到油页岩处理量的60%一80%。在开发利用过程中，若对灰渣不加以利用，必将成为该行业发展障碍。若灰渣实现资源化，不仅可增加企业经济效益，而且还可以减少环境污染，实现经济和环境效益双盈。

　　油页岩废渣的开发利用方案应根据其化学组成和性质来确定。我国油页岩大部分属于粘土型，而国外很多油页岩属于石灰质型。针对我国油页岩废渣特点，建议开发方案如下：

　　1.用于建筑材料

　　（1）生产蒸压砖。

　　（2）烧结多孔砖

　　（3）生产空心砌块

　　（4）生产商品混凝土。

　　（5）生产砌筑及抹面干混保温专用砂浆。

　　（6）油页岩废渣可做多种水泥生产原料。

　　（7）生产陶粒。

　　综上所述，油页岩废渣可以作为建筑材料的原料，在解决环保问题的同时，也会产生较好的经济效益。但由于建材制品销售存在一个经济上合理运输问题，使得在当地生产建材的规模受到限制，因而通常只有部分油页岩灰渣用于制取建材。

　　2.油页岩灰渣提取化学制品

　　根据油页岩灰渣来源和化学组成及有效成分含量不同，可提取不同的化学制品，如二氧化硅和三氧化二铝含量高者，可以提取二氧化硅（白炭黑）和氧化铝等经济附加值较高的化学制品。

　　3.其他方面的应用

　　根据油页岩灰渣性质，如酸性、碱性，可用于土壤改良，但制约因素较多，要求必须是赤页岩灰渣，而且灰渣中的有害金属含量要符合标准。灰渣用作筑路材料，虽然可以解决大量固体废料堆放问题，但受地理区域限制，应用较少；若用于采后回填，同样可以解决大量废渣堆放问题，但对地下水质也会有污染，尤其是干馏后经水封出来的废渣。

　　（四）油页岩其他利用

　　1.油页岩干馏煤气利用

　　为便于煤气利用，油页岩干馏气体热载体最好采用热煤气，或固体热载体。这样煤气热值高，可用于燃气蒸汽循环发电，或者用作化学合成气，也可作为城市煤气和优质工业燃气输出；低热值煤气（如基维特炉、抚顺炉、气燃炉等）可用于燃气蒸汽锅炉产汽，为干馏厂供热，富余煤气用于内燃机发电，这样有利于提高油页岩开发经济性。

　　2.油页岩干馏废水处理

　　油页岩干馏产生的废水含油类物质、水溶性有机物和无机物，目前工业技术上很难处理，即使处理也很难达到国家排放标准，并且占地面积大、成本较高，只能回用于干馏装置。这就要求干馏工艺尽量减少废水的产出，可采取油页岩干燥、减少水直冷等措施。由于废水杂质多，并含有一定的热值，可与系统中的油泥、重油，甚至添加高热值煤，形成水煤油浆（液体燃料），一举多得，用于燃烧产汽发电或作为商品出售。

　　（五）结论和建议

　　油页岩开发主要是获取石油代替品—页岩油。所以一定要根据油页岩特性来设计和选择炉型，然后再与之配套回收系统，不能千篇一律。

　　油页岩开发过程中，在确保干馏炼油前提下，对煤气和灰渣也要进行回收利用，否则会制约项目的发展；油页岩干馏热源最好利用灰渣中的固定碳化学潜热，不足部分用煤气补充，必须做到能量自给自足；在不影响干馏炼油或燃烧发电同时，也要考虑油页岩其他高附加值物质如油页岩蜡、腐植酸，油页岩灰中的铀、锗、镶等的提取；在保证产油率前提下，系统当中的热效率也是不可忽视的，如可将油页岩干馏与循环流化床锅炉联合利用，干馏热源利用循环热灰，干馏后的半焦又返回炉膛燃烧，热效率高。

　　总之，油页岩开发首先要进行资源详细评价，包括油页岩灰和页岩油评价，然后再进行项目整体技术策划，在策划中要统筹兼顾，突出重点，同时考虑环保问题。

　　二、我国油页岩资源的潜力与开发现状

　　（一）我国油页岩分布现状

　　我国是世界上油页岩储量十分丰富的国家之一。我国的油页岩是一种蕴藏量十分丰富却几乎未被很好利用的矿产资源，全国油页岩资源储量为7199亿t，折合成页岩油约为476亿t，仅次于美国、巴西和爱沙尼亚，居世界第四位；我国油页岩主要分布在东部、中部、青藏及西部等四个大区，松辽、鄂尔多斯、伦坡拉、准噶尔、羌塘、柴达木、茂名、大杨树、抚顺九个盆地页岩油资源储量大于2×108t；松辽盆地农安、登娄库、长岭含矿区，建昌盆地碱厂、凌源含矿区，鄂尔多斯盆地铜川、华亭含矿区为首选目标区；松南、松北、博格达山北麓、江加错等含矿区为有利勘查目标；辽宁抚顺、吉林桦甸两个油页岩含矿区可作为开发示范区目广东茂名、山东黄县（龙口）两个含矿区可作为油页岩重点开发区。近年来，我国油页岩产量仅有580多万吨主要产区为辽宁抚顺、吉林桦甸和广东茂名，其次为甘肃、山东等省。

　　我国所产油页岩基本上用于干馏制取页岩油，近年来页岩油产量为18～2万吨。我国油页岩干馏产品页岩油属于含氮较高的石蜡基油，采用天然石油加工一般方法的同时，尚须采用深度加工与精制相结合的工艺流程，才能得到更多的优质发动机燃料。

　　总之，近年来，由于石油资源的日渐短缺，各种替代能源的研究和开发呈明显上升趋势，同时由于和其他替代能源相比，页岩油具有原料丰富、工艺成熟、利用率高等优势，油页岩的深加工利用已逐渐受到了国家和各级政府的高度重视。

　　我国油页岩资源较丰富，石炭系—第三纪都有产出，但主要产于第三系。我国油页岩资源未进行全面调查，还没有能反映资源全貌、较为准确的数据。各种数据差别悬殊。从表2的数据看，地质部1980年公布的截至1979年底含油率大于5%的表内油页岩储量311.7亿吨是可信的，抚顺石油研究所的预测油页岩储量4520亿吨的依据较充分，两项合计为4831.7亿吨，居世界第4位。

　　我国油页岩矿的含油率一般大于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289.9亿吨。已探明的储量折算成页岩油，至少有18.7亿吨。若按抚顺石油一厂、二厂的经验数据，每33～35吨油页岩生产1吨页岩油折算，探明的油页岩储量311.7亿吨，可生产9.17亿吨油；预测储量4520亿吨可生产132.9亿吨油，两项合计为142亿吨。我国油页岩的分布比较广泛，但分布不均匀，主要分布于内蒙古、山东、山西、吉林、黑龙江、陕西、辽宁、广东、新疆等9省。由于勘探程度较低，目前仅在14个省（区）计算了探明储量，其中吉林、辽宁和广东的储量较多，合计约占全国探明储量的90%以上。有21个省（区）做了储量预测，内蒙古、山东、山西、吉林和黑龙江等省的预测储量大。

　　（二）我国油页岩开发利用现状

　　我国油页岩综合开发利用时间比较早，主要省份有吉林省、辽宁省和广东省。早在上个世纪50年代初，我国就在广东茂名建造了油页岩制油厂，我国石油主要以人造页岩油为主。由于石油短缺，当时还出现了“是发展人造油还是发展石油”的争论，后来“发展石油”，发现了大庆油田，“人造油”才渐渐退出主要地位。

　　广东省茂名市石油公司油页岩矿业公司经历了半个世纪后，目前已经具备750立方米／年的采掘能力，有着丰富的干馏技术，并在油页岩综合利用方面取得可喜成果。例如，利用页岩灰渣制砖和生产水泥；从排弃沙土中回收生产优质高岭土，形成了年产高岭土精粉3万吨能力；利用页岩灰渣作陶粒、陶织、塑胶制品掺和料、填充料。1996年，广东省进行了油页岩开发利用科技攻关，对油页岩发电燃烧技术进行了应用研究，对茂名地区的油页岩开发利用做了总体规划。2001年，广东省开始重视茂名地区油页岩开发与环境保护，由环保局资助了项目《油页岩废渣场退化生态系统的生态恢复研究》。

　　吉林省油页岩开发利用始于1958年，在国家支持下，由延边州石油公司筹建了汪清县罗子沟炼油厂，总投资约300万元，生产页岩油40吨，由于当时设备落后及其他原因，于1960年停产。1993年，辽宁省葫芦岛龙腾投资咨询有限公司计划投资8亿元人民币，在罗子沟建设油页岩综合开发利用工程。该项工程分三期建设完成，时间跨度为2004—2007年，工程完成后可形成年产300万吨矿石、20万吨页岩油、5000公斤稀贵金属的生产规模，并建成一个5000KWH余热发电厂、油页岩综合开发利用研究所、水泥厂、砖厂和稀贵金属提炼厂等相关工程。

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