❶ 什么是页岩油,和石油到底有什么区别
页岩油就是储藏在页岩中的石油资源。页岩油就是石油,只不过与一般的石油储藏的地方不一样。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。原料的性质可以通过加入氢和除去杂质如硫和氮等来改变。其制成的产品可用于和原油相同的目的。
❷ 什么叫油页岩
油页岩(又称油母页岩)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。除单独成藏外,油页岩还经常与煤形成伴生矿藏,一起被开采出来。
油页岩属于非常规油气资源,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,它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源,在近200年的开发利用中,其资源状况、主要性质、开采技术以及应用研究方面都积累了不少经验。
❸ 油页岩油是什么
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)。
表2-62011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。