油页岩油是什么?

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什么是页岩油~


一、油页岩油的基本特征

(一)油页岩油的定义

油页岩油,顾名思义,就是从油页岩中提炼出来的油,因此,了解油页岩油,首先需要了解油页岩。油页岩属于非常规油气资源,它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源,油页岩资源储量仅次于煤炭,其热解可得到油页岩油和煤气,因资源丰富和开发利用的可行性高而被列为21世纪重要的接替能源。

油页岩,又称油母页岩,是一种固体可燃有机质沉积岩。含油率和发热量是评价油页岩工业用途的重要工业指标,因此,一般将灰分产率超过40%,含油率大于3.5%,发热量不少于4.18kJ/g的沉积岩称为油页岩(郑伟,1997;刘招君,2006)。从油页岩中提炼出来的油呈黑褐色,略带绿色荧光,成分与石油相似,常称为人造石油,类似原油,经炼制可获汽油、煤油、柴油、润滑油和石蜡等。除了提炼油页岩油,油页岩也可以作为燃料用来发电、取暖和运输。炼油和发电后剩下的废渣生产建筑材料、水泥和化肥或进行化工产品的提炼、金属提取等。

广义上页岩油的概念涵盖了由油页岩炼制得到的油页岩油,因此,为了区别广义上的页岩油概念,将油页岩油定义为从油页岩干馏提炼出来的油,即对开采出的油页岩或原位地下油页岩进行加工处理(如低温干馏)所获得的原油(伊然,2015)。由于现在油页岩油概念的特殊性,对油页岩油的评价主要集中在油页岩矿上。

(二)油页岩的性质

1.颜色

油页岩的颜色与其中有机和无机物质组成有关。美国绿河盆地油页岩呈灰绿色,吉林桦甸油页岩呈褐色,准噶尔盆地南缘油页岩(博格达山前油页岩带)呈灰褐色—深灰色。通常油页岩颜色越浅,含油率越高。

2.密度

油页岩的密度主要取决于其中无机矿物质的含量和密度。一般情况下,油页岩密度越大,含油率越低。

3.硬度与强度

油页岩的硬度与强度与所含矿物质的性质和形成年代有关。时代老的油页岩硬度较大。强度和硬度对干馏过程也有影响。

4.灰熔点

油页岩的灰熔点也称熔融性,是油页岩受热时由固态向液态逐渐转化的特性,与油页岩的成分及加工过程有关。在工业上多用软化温度作为熔融性指标,称为灰熔点。低灰熔点的油页岩在热加工时在炉内易结渣,影响生产的进行。我国油页岩灰分中氧化钙较少,因此灰熔点一般较高,软化温度多在1200~1450℃以上。

二、油页岩资源、利用及发展趋势

全球油页岩资源比较丰富,世界油页岩油的已知可采储量折算成原油的总量要超过世界石油的总可采储量。油页岩已有200多年的开发历史,从1839年法国Autun油页岩矿床开采开始,到20世纪30年代,世界油页岩油年产量达到了5×106t;20世纪40年代由于第二次世界大战的影响,油页岩油年产量明显下降。1945-1980年,油页岩利用率有快速增长的趋势。但自1980年以后,由于石油的大量发现和开发,世界性大规模开采廉价石油,直接影响了油页岩开发利用的进程。但在80年代后期,世界能源消费量猛增,油页岩工业也再次兴起。随着国际油价的波动以及全球能源需求的不断增长,以及石油的世界性大量消耗,开发石油及替代品是各国能源开发研究的主要课题,因此人造石油——油页岩油的地位越来越显得重要,重新引起世界各国的重视。

(一)油页岩资源分布

全球油页岩资源十分丰富,据不完全统计其蕴藏资源量约有10×1012t,比煤炭资源量多40%,且分布非常广泛。根据2006年对世界范围内33个国家和地区的油页岩资源综合统计结果(图2-3),折算成油页岩油,总储量超过4000×108t,远远超过了世界石油资源储量1500×108t、总资源量3000×108t的数据。世界油页岩油储量超过10×108t的国家有美国、俄罗斯、刚果(金)、巴西、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚和中国等。美国的油页岩储量为3035.66×108t,约占世界总储量的66%。美国大约75%的油页岩集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州。

中国的油页岩资源也较丰富,其中最负盛名的为抚顺矿区,与煤共生,探明油页岩储量36×108t,平均产油率约5.5%;茂名油页岩矿,可采储量40×108t,平均产油率6.0%。据国土资源部新一轮油气资源评价(2005)结果,我国油页岩资源主要分布在22个省和自治区、47个盆地,共有80个含矿区。全国油页岩资源为7199.37×108t,油页岩油资源为476.44×108t,油页岩油可回收资源为119.79×108t(表2-4)。

图2-3 世界主要国家油页岩油估量份额(据刘招君,2009)

表2-4 全国油页岩/油页岩油资源评价结果(据刘招君,2009) 单位:104t

我国油页岩资源主要分布在东部区和中部区,东部区(主要包括松辽盆地和渤海湾盆地)为3442.48×108t,中部区(主要包括鄂尔多斯盆地和四川盆地)为1609.64×108t,青藏区(主要是羌塘盆地)为1203.20×108t,西部区(主要包括柴达木盆地、塔里木盆地和准噶尔盆地)为749.43×108t,南方区(前面四区以外的中国南方大部分地区)为194.61×108t,这5个地区分别占我国油页岩资源的48%、22%、17%、10%和3%。其中含油率为5%~10%的油页岩油资源量为182×108t,含油率大于10%的页岩油资源量为140×108t,远比国内已经发现的天然石油储量要多。与美国的油页岩地质特征相比,我国油页岩资源埋藏较深,油页岩平均厚度约为20~30m,多夹有砂岩、泥岩等,且相当一部分为含油率小于5%的贫矿,含油率大于10%的富矿较少,主要是5%~10%含油率的油页岩资源。

按盆地划分,我国油页岩主要分布在松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、羌塘盆地、柴达木盆地、抚顺盆地、茂名盆地、民和盆地、敦密盆地等,其中以松辽盆地油页岩资源量最大,达3000多亿吨;按成矿年代划分,我国油页岩分布年代广,包括了石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪和新近纪;按成矿环境划分,主要油页岩成矿环境包括湖相、湖沼相、海陆交互相、浅湖相、半深湖—深湖相、浅海—潟湖相。

(二)油页岩资源的开发利用

1.油页岩的开采方式

由于油页岩中的有机质呈固态,不能像石油一样在岩石孔隙中流动。油页岩的开采分为露天开采和地下开采,与煤的开采非常类似。当地下油页岩层倾角较缓,埋藏较浅,通常小于500m,且油页岩层厚度达几十米时,则可以采用露天开采方法,即剥离覆盖于油页岩层上面的岩土,使油页岩敞露于地表进行开采。露天开采除了考虑油页岩的地下埋深外,还须考虑剥采比,即覆盖于油页岩层上应剥离的岩土量与油页岩采出量之比,这是油页岩露天开采经济性的重要因素。如果油页岩层较薄,而覆盖于其上的岩土又较厚,即剥离比很大,那么即使油页岩层埋藏较浅,也会使得开采费用很高,从而增加油页岩的利用成本。当油页岩层埋深大于500m时,通常采用地下开采方法,地下开采的方法主要有壁式开采和房柱式开采。

2.油页岩的利用途径

油页岩的沉积环境范围很广,因此具有多种有机质和矿物质。油页岩不但可提炼出各种燃料油类,而且还可炼制出各种合成燃料气体及化工原料,副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。归纳起来,油页岩有三种主要用途:干馏制取油页岩油及相关产品;作为燃料用来发电、取暖和运输;生产建筑材料、水泥和化肥。

1)干馏制取油页岩油及相关产品

油页岩经过加热和裂解可产生类似于天然石油的油页岩油,常称为人造石油。一般来说,1t页岩可提炼出38~378L(相当于0.3~3.2bbl)油页岩油。油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。

当前世界上油页岩干馏生产油页岩油的国家只有中国、爱沙尼亚和巴西。2000年世界油页岩油油产量为50×104t,到2011年世界油页岩油产量已达到146×104t(表2-5)。近年来,由于油价下跌,在一定程度上影响了油页岩油产量,但2015年全球油页岩干馏炼油量达到151×104t,其中中国83×104t,爱沙尼亚50×104t,巴西18×104t(马跃等,2016)。

表2-5 2011年世界页岩油产量(据李术元等,2012)

2)作为燃料用来发电、取暖和运输

首先是用来发电,利用油页岩发电的形式有两种。一是直接把油页岩用作锅炉燃料,产生蒸汽发电;另一种是把油页岩低温干馏,产生气体燃料,然后输送到内燃机燃烧发电。目前普遍采用前一种形式。其次,可以利用油页岩燃烧供暖。另外,可以利用油页岩燃烧带动发动机,用于长途运输。

爱沙尼亚拥有世界上装机容量最大的油页岩发电厂,是利用油页岩发电方面最好的国家,该国94%的电力依托于油页岩发电。中国目前有3座小型油页岩电站,分别为吉林桦甸热电厂,能力15MW;吉林汪清页岩油厂热电站,能力9MW;广东遂溪热电厂,能力6MW(表2-6)。

表2-6 2011年世界油页岩发电厂(据李术元等,2012)

3)生产建筑材料、水泥和化肥

油页岩渣是油页岩在干馏提炼页岩油时产生的废渣,累积堆积占用大量的土地。与此同时,因为油页岩渣中含有大量的重金属元素,雨水淋溶以及扩散后会破坏农业生产,严重污染周围的水源、生物及土地,使土地毒化、酸化,破坏土壤生产能力,从而危害居民的健康。油页岩渣的应用主要是制备陶粒支撑剂、覆膜支撑剂、轻质砖和水泥等建筑材料,以及吸附剂和泡沫玻璃等(周红霞等,2013)。

(三)油页岩油开发面临的问题

虽然油页岩资源丰富,对于缓解能源危机具有十分重要的意义,但油页岩油的勘探开发仍存在一系列的问题,包括资源评价、开采技术、后期环境破坏等,这一系列的问题都严重制约了油页岩油的开采。

资源方面,油页岩资源丰富但资源探明程度低。以吉林省为例,该省的油页岩资源丰富,总资源量达2800×108t以上,但查明资源仅占总资源量的四分之一,且除桦甸、汪清外,全省99%以上的油页岩资源还没有进行可行性研究和经济评价,严重制约了资源的大规模开发和利用。此外,该省油页岩的开发利用率低。目前,全省仅桦甸、汪清两地油页岩资源正在开发利用,且集中于中、小富矿,采富弃贫资源浪费问题严重。

环境方面,首先对生态及水质破坏严重。数据表明,开采1m3油页岩,一般需抽出25m3的地下水,采矿水排放导致地表水和地下水中硫酸盐含量大量增加,长期开采将破坏生态平衡和水位水质的稳定。二是灰渣污染问题突出。油页岩干馏或直接燃烧后产生大量灰渣,1t原矿干馏后约产生0.7~0.9t半焦,燃烧发电后约产生0.6~0.7t灰渣,需占用大量土地露天堆放,形成粉尘,造成水体等二次污染。三是生产环节产生粉尘、废气、废水、废物等污染环境。主要是破碎筛分工序产生粉尘,干燥单元、加热炉、干馏炉及储存运输过程中产生SO2、NO2、H2S等烟气,干馏、脱硫工艺生成废水,干馏、燃烧等过程产生半焦、页岩灰、炉渣等。四是采空区沉陷隐患较大。目前,油页岩开采方式为传统的井工开采,形成的采空区在岩移作用下将使地表产生不同程度的沉陷,对周边居民生产生活、城市建设及用地规划产生较大影响。

(四)油页岩油的发展趋势

2007年世界油页岩年会作出测算,当石油达到每桶25美元时,油页岩地下冷却干馏就可盈利;当油价达到每桶35美元时,将油页岩采出加温干馏也可达到盈利点。2012年国际油价在80~110美元/bbl之间波动,虽较2011年有所回落,但油页岩油的价格不断攀升。油页岩油的市场价格从2005年的平均2600元/t上升到2012年的5500元/t。但近年来随着国际原油价格的降低,世界页岩油产量预计将会减少。

对油页岩的利用是综合性的,其经济效益也要综合考虑。以生产页岩水泥为例:1×104t的页岩油厂,可以生产25×104t的水泥,投资25×104t的水泥厂为2000万元,页岩水泥的利润为50~100元/t,纯利润达到每年1250万~2500万元。可见如果投资页岩水泥厂,投资成本当年基本就可收回。如果对油页岩废料加以合理充分利用,其利润甚至不低于从中提炼油页岩油。油页岩油和页岩水泥的综合利润,折合成国际市场的综合油价为10~15美元/bbl,即原油价格在10~15美元/bbl为此项目盈亏平衡区间。当然,提取油页岩油后的副产品还有许多其他用途,牵涉到具体开发利用时,经济效益的计算要统筹考虑。

国家在宏观政策上大力支持油页岩资源的开发和综合利用,中国政府在“十一五”发展规划中,就已明确提出将大力开展油页岩的勘探开发,增加科技投入,降低开采成本,增加中国油气资源的保障程度。2011年国家发改委发布的国家产业结构调整指导目录中将油页岩、油砂、页岩气、天然气水合物等非常规资源勘探开发列为鼓励类产业。因此,应当抓住有利时机,对油页岩资源进行合理开发。在充分利用油页岩资源的同时,更要重视环境和经济的可持续发展。根据实际情况,可考虑在以下七个方面对油页岩进行综合利用:(1)引进先进的油页岩干馏工艺生产油页岩油;(2)以炼油焦和筛选后的油页岩为燃料,建设配套燃油页岩循环流化床机组的发电厂;(3)利用油页岩灰渣生产油页岩烧结砖和油页岩水泥等建筑材料;(4)利用油页岩燃烧供暖,为矿区和当地百姓解决冬季取暖问题;(5)借鉴抚顺矿业集团的经验和引进其工艺技术及设备,利用页岩油生产喷雾炭黑;(6)为农业发展生产所需的复合肥;(7)对酚、氨及吡啶等副产品予以综合利用。总之,在最大限度地实现其资源价值并且考虑环境因素的情况下,油页岩开发利用前景将十分光明,尤其是对于中国这种能源高度依赖国际市场的国家,油页岩市场会更加宽广。国际能源机构预言,2020年以后,非传统来源的石油供应量会有很大的增加,约占世界石油需求总量的8%,这部分增量很可能由部分油页岩油来满足。






页岩油是什么
1、页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术。在固体矿产领域页岩油是一种人造石油,是由页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气...

页岩油是什么
页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术。在固体矿产领域页岩油是一种人造石油,是由页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的...

什么是页岩油
页岩油,是指蕴藏于页岩层系中的石油资源,包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,以及致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油。其开发主要依赖水平井和分段压裂技术。不同于天然石油,页岩油是通过页岩干馏过程中有机质热分解生成的,呈现出粘稠的褐色液体,含有特殊气味。通过裂解化学反应,可将油页岩中的油母质...

页岩油是什么。
页岩油是油页岩热加工时其有机质受热分解后生成的产物,类似天然石油,但含有较多的不饱和烃类及含有氮、硫、氧等非烃有机化合物。由于油页岩有机质组成的不同,以及热加工条件的差异,因而各地所产的页岩油的组成和性质也不一样。比重约在0.9~1.0之间。比重随着温度的升高而下降。

页岩油是什么意思
页岩油是一种从页岩层中开采出来的石油。详细解释如下:页岩油是一种非常规的石油资源,与传统的石油不同,它不是从单一的油田或石油层中开采出来的,而是存在于页岩层中。页岩是一种沉积岩,由黏土、矿物质和有机物质等微小颗粒组成。在这些页岩层中,由于一系列复杂的物理和化学过程,石油得以形成并...

什么是页岩油,页岩油和原油有什么区别
页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。页岩油和原油的区别如下:1、页岩油和原油的成分不同:组成页岩油的化合物主要有烃类、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物;原油是烷烃、环烷烃...

什么是页岩油
页岩油是一种非常规石油资源,主要存在于页岩岩层中,通过先进的开采和提炼技术可以从中获取石油。页岩油与常规石油资源的主要区别在于其存储方式和开采难度。常规石油资源通常存储在地下的大型油田中,可以通过传统的钻井和泵取方式进行开采。而页岩油则存储在页岩岩层中的微小孔隙和裂缝中,这使得开采过程更...

页岩油和石油的区别是什么
页岩油是由页岩热加工使其有机质受热分解后生成的产物(类似天然石油),但含有较多的不饱和经类及含有氢、硫、氧等非经有机化合物;页岩油也是能源工业的一个重要组成部分,是天然石油的—种补充能源。页岩油主要分布在岩层系中,是以页岩为主的石油,通俗点来说页岩油就是岩石层里面的石油;另外除了...

页岩油和石油的区别 页岩油是什么东西
那页岩油是什么?页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。虽然页岩油的成功开采可以缓解石油的缺乏的,但是其仍是耗竭性的能源,对于人类石油的耗尽的年限,仅能往后推延数十年,并无法...

页岩油是什么油 页岩油的含义
1、页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。2、通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术。在固体矿产领域页岩油是一种人造石油,是由页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊...

宜宾市19882801878: 页岩油是什么油 -
宣阀卤米: 这里,以后多搜索一下:http://baike.baidu.com/item/页岩油

宜宾市19882801878: 页岩油与石油有没有什么区别?有没有石油能干的而页岩油不能的?详解 -
宣阀卤米: 页岩油,也称油母页岩油或油页岩油,是一种非常规石油.制备方法是加热分解油页岩,加氢或热溶解.这个过程把在岩石中的有机物质转变为合成石油和天然气合成原料.所得的油状物,可以立即作为燃料或用于提供炼油厂.

宜宾市19882801878: 油页岩能炼出什么油 -
宣阀卤米: 我们都称其页岩油,性质类似于石油,不过组分更为复杂,闪点略低.从外观上看,基本就是石油.

宜宾市19882801878: 什么叫油页岩 -
宣阀卤米: 有一种石头叫油页岩,它同石油一样,是由生物的残体混同泥沙变成的,所以可以用来炼油.又称油母页岩,一种高矿物质的腐泥煤,为低热值固态化石燃料.色浅灰至深褐,含有机质和矿物质;有机质的绝大部分不溶于溶剂,称油母.油页岩是人造石油的重要原料.经低温干馏可得页岩油、干馏气和页岩半焦.

宜宾市19882801878: 能否简单说明一下油页岩、页岩油和页岩气之间有什么区别? -
宣阀卤米: 油页岩,就是含有较多有机质正在形成油气的页岩 这种油页岩在很深的地下经过高温高压和很长的时间内部有机质形成石油和天然气,如果形成的石油还在页岩里就叫页岩油,天然气还在页岩里就叫页岩气. 美国好像环境法规不让开采油页岩,现在大量开采页岩气,页岩油的开采正在发展.

宜宾市19882801878: 中国油页岩 - 油页岩如何形成的?现有哪些开采方式?
宣阀卤米: 油页岩 oil shale 干馏后可获得页岩油的高灰分致密薄层状可燃有机岩.又称油母页岩.呈淡褐色到暗褐色,暗淡无光泽.能按层分裂成薄片.可直接点燃,燃烧时发出沥青...

宜宾市19882801878: 什么是叶岩油 -
宣阀卤米: 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”. 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.页岩油中约含有40%左右的轻柴油馏分,其十六烷值较高.

宜宾市19882801878: 油页岩是我们平时说的麻谷石吗? -
宣阀卤米: 麻谷石是一种混合岩,也称变质岩.油页岩是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩,它和煤的主要区别是灰分超过40%,与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%.油页岩经低温干馏可以得到页岩油,页岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油.油页岩与煤炭、石油、天然气一样属于化石燃料,是非可再生资源、一次能源.

宜宾市19882801878: 油母页岩是什么? -
宣阀卤米: 油页岩是一种蕴藏量十分丰富但几乎还未被很好利用的矿产资源.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,附产品还可用于制砖、水泥等建筑材料.全世界油页岩蕴藏的页岩油资源量大体有3662亿吨,比传统石油资...

宜宾市19882801878: 什么是液岩油 -
宣阀卤米: 应该是页岩油吧这是页岩油的百度百科页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源.其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源.通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术.在固体矿产领域页岩油是一种人造石油,是由页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物.从页岩油制取轻质油品,是目前人造石油制取合格液体燃料的方法中成本最低的一种.2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,页岩油在一类致癌物清单中.简而言之页岩油就是产生于页岩层系中的石油资源希望这些能帮助到你

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