侯吉禮，馬躍，李術(shù)元，藤錦生

（1中國(guó)石油大學(xué)(北京)理學(xué)院，北京102249；2山東能源龍口礦業(yè)集團(tuán)有限公司，山東 龍口265700）

國(guó)際油價(jià)從2014年6月份持續(xù)下跌，目前已從110美元/桶跌至60美元/桶左右，降幅超過(guò)40%。油價(jià)下降會(huì)拉低運(yùn)輸成本，公共運(yùn)輸、機(jī)械、施工車輛等用油成本下降，會(huì)使整個(gè)工業(yè)、制造業(yè)都受益，但是如果成本的降幅低于產(chǎn)品的售價(jià)，利潤(rùn)空間就會(huì)被壓縮，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)力減弱。國(guó)際油價(jià)下跌使中國(guó)非常規(guī)能源的發(fā)展承擔(dān)了巨大的壓力。

非常規(guī)能源油頁(yè)巖是一種沉積巖，含固體有機(jī)物于其無(wú)機(jī)礦物質(zhì)的骨架內(nèi)。其有機(jī)物質(zhì)主要為油母質(zhì)（kerogen），不溶于石油溶劑，還含有少量的瀝青質(zhì)（bitumen）。油頁(yè)巖隔絕空氣加熱至500℃左右，其油母質(zhì)熱解（pyrolysis）生成頁(yè)巖油、水、半焦和干餾氣。熱解產(chǎn)物頁(yè)巖油類似天然石油，但不相同，頁(yè)巖油具有特殊的臭味，由于富含烯烴、二烯烴，較原油不穩(wěn)定。頁(yè)巖油經(jīng)過(guò)調(diào)和以后，可以作為船用燃料油使用，經(jīng)過(guò)加氫精制等工藝，可以得到汽油柴油等輕質(zhì)油品[1]。油頁(yè)巖作為一種燃料來(lái)使用，可以追溯到17世紀(jì)，瑞典最早于1637年使用油頁(yè)巖作為燃料，從法國(guó)1838年開(kāi)始發(fā)展油頁(yè)巖工業(yè)至今油頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)利用已有近200年的歷史[2]。油頁(yè)巖的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)重要時(shí)期[3-4]?！岸?zhàn)”的爆發(fā)掀起了油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)的序幕，“二戰(zhàn)”結(jié)束后20世紀(jì)70年代能源危機(jī)的出現(xiàn)，使油頁(yè)巖的利用又一次得到了重視，1980年以后石油工業(yè)的突飛猛進(jìn)，造成了油頁(yè)巖開(kāi)采與利用的衰落，時(shí)至今日，油價(jià)的漲跌也會(huì)直接或間接的對(duì)油頁(yè)巖資源的加工利用產(chǎn)生影響。

1 油頁(yè)巖資源量及分布特點(diǎn)

油頁(yè)巖作為一種重要的非常規(guī)能源，儲(chǔ)量巨大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)世界油頁(yè)巖資源量約有10萬(wàn)億噸，比煤炭資源量多40%。折算成頁(yè)巖油約5000億噸[5]，超過(guò)全球石油資源量（約2700億噸）的2倍。其中美國(guó)頁(yè)巖油儲(chǔ)量約3000億噸，占世界總資源量的60%，中國(guó)油頁(yè)巖資源儲(chǔ)量約7199億噸，折算成頁(yè)巖油約476億噸，但受含油率、埋深等因素限制，技術(shù)可采儲(chǔ)量?jī)H為30億噸。其他一些國(guó)家也藏有豐富的油頁(yè)巖資源，折算成頁(yè)巖油量依次約為：俄羅斯400億噸，巴西120億噸，加拿大65億噸，約旦55億噸，摩洛哥50億噸，澳大利亞45億噸，愛(ài)沙尼亞25億噸。

目前全球油頁(yè)巖干餾煉油工業(yè)化的國(guó)家有中國(guó)、愛(ài)沙尼亞和巴西。年產(chǎn)頁(yè)巖油總量約150萬(wàn)噸[6-8]，分別為：中國(guó)78萬(wàn)噸、愛(ài)沙尼亞50萬(wàn)噸、巴西18萬(wàn)噸。另外美國(guó)、約旦、摩洛哥、加拿大等國(guó)家已經(jīng)對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)期的研究，在未來(lái)幾年有可能實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油的工業(yè)化生產(chǎn)。

油頁(yè)巖除了用來(lái)干餾煉油之外，還可以用來(lái)燃燒發(fā)電，目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化利用的國(guó)家有愛(ài)沙尼亞、中國(guó)、以色列以及德國(guó)，其中愛(ài)沙尼亞規(guī)模最大，中國(guó)其次。

2 世界油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展

2.1 中國(guó)油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)利用進(jìn)展

中國(guó)油頁(yè)巖資源豐富，地質(zhì)年代主要集中在中生界、新生界，含油率中等偏好，主要分布在東部、中部的平原和黃土地區(qū)，覆蓋了20個(gè)省、自治區(qū)和47個(gè)盆地，但受多方面因素限制，可利用資源量較少，中國(guó)主要油頁(yè)巖礦區(qū)概況見(jiàn)表1[9]。

中國(guó)頁(yè)巖油產(chǎn)量逐年增加，2012年頁(yè)巖油產(chǎn)量約70萬(wàn)噸，2013年75萬(wàn)噸，2014年達(dá)到80萬(wàn)噸（約1.54萬(wàn)桶/天），產(chǎn)油量居世界第一位[10]。目前中國(guó)有近10座油頁(yè)巖干餾廠正在運(yùn)行，不同地區(qū)油頁(yè)巖干餾煉油情況如下表2。

撫順礦業(yè)集團(tuán)（原撫順礦務(wù)局）在2013年生產(chǎn)頁(yè)巖油35萬(wàn)噸（約6800桶/天），居全國(guó)首位，擁有220臺(tái)撫順爐，單爐油頁(yè)巖處理量為100t/d，每年加工利用油頁(yè)巖約1000萬(wàn)噸。撫順礦業(yè)集團(tuán)引進(jìn)的小顆粒油頁(yè)巖干餾裝置（ATP）[11-12]，油頁(yè)巖日處理量6000t，是由德國(guó)KruppPolysius制造、加拿大UMATAC公司開(kāi)發(fā)的工藝，經(jīng)過(guò)幾年的建造、冷運(yùn)轉(zhuǎn)、調(diào)試、改進(jìn)，裝置于2014年2月運(yùn)行7天，4月運(yùn)行15天，處理量為140～170t/h；5月運(yùn)行15天，處理量為160～180t/h；7～8月連續(xù)運(yùn)行40天，處理量160～180t/h；目前正投入運(yùn)行，處理量約為180t/h，計(jì)劃連續(xù)運(yùn)行30天以及在未來(lái)連續(xù)運(yùn)行90天并逐漸增加進(jìn)料量。

表1 中國(guó)主要油頁(yè)巖礦區(qū)概況

表2 不同地區(qū)油頁(yè)巖干餾煉油情況

山東能源龍口礦業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱龍礦集團(tuán)）擁有40臺(tái)撫順爐，分為兩部分且分別于2009年和2011年投入運(yùn)行，年產(chǎn)頁(yè)巖油12萬(wàn)噸。近日，在山東能源集團(tuán)與吉林樺甸市人民政府戰(zhàn)略合作協(xié)議簽約儀式上，龍礦集團(tuán)與樺甸市豐泰油頁(yè)巖綜合開(kāi)發(fā)有限公司（以下簡(jiǎn)稱豐泰公司）簽訂股權(quán)并購(gòu)協(xié)議，龍礦集團(tuán)以80%的股份控股經(jīng)營(yíng)。豐泰公司擁有4000萬(wàn)噸的油頁(yè)巖資源量，目前建有20臺(tái)撫順爐，已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行加工利用，為擴(kuò)大資源儲(chǔ)備，豐泰公司還將積極整合樺甸廟嶺和礦西南區(qū)域油頁(yè)巖資源，在摸清資源后，再在該區(qū)域內(nèi)新建頁(yè)巖礦井，進(jìn)一步擴(kuò)大公司生產(chǎn)規(guī)模。龍礦集團(tuán)計(jì)劃在未來(lái)引進(jìn)三江方爐，由于龍口油頁(yè)巖屬于炭質(zhì)頁(yè)巖，半焦熱值約800～900大卡，利用方爐處理后，半焦可以用于循環(huán)硫化床燃燒，減少污染和浪費(fèi)。還計(jì)劃引進(jìn)葛洛特技術(shù)，用來(lái)加工小顆粒（0～25mm）油頁(yè)巖，具有油收率高（達(dá)到鋁甑含油率的90%）、處理量大（UTT3000日處理量達(dá)3360t）、工藝成熟的優(yōu)點(diǎn)[13]。

吉林成大弘盛能源有限公司擁有30臺(tái)撫順爐年產(chǎn)頁(yè)巖油5萬(wàn)噸，并由兩家私企組成，分別為遼寧成大股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱遼寧成大）和阜新礦務(wù)局；遼寧成大采用自己設(shè)計(jì)的全循環(huán)干餾爐，于2010年7月建成24臺(tái)投入運(yùn)行，油頁(yè)巖處理量為240萬(wàn)噸/年，年產(chǎn)頁(yè)巖油約8萬(wàn)噸。新疆吉木薩爾采用遼寧成大設(shè)計(jì)的全循環(huán)干餾工藝，一期工程于2013年建成32臺(tái)干餾爐，每年加工油頁(yè)巖350萬(wàn)噸，目前已產(chǎn)頁(yè)巖油4萬(wàn)噸[14]；二期工程于2014年年底再建32臺(tái)干餾爐。兩期工程計(jì)劃未來(lái)總產(chǎn)油達(dá)35萬(wàn)噸。

吉林省汪清縣龍騰能源開(kāi)發(fā)有限公司于2003年7月落戶于汪清縣羅子溝油頁(yè)巖工業(yè)園區(qū)，主要從事對(duì)羅子溝油頁(yè)巖開(kāi)采、煉油、發(fā)電、殘?jiān)C合利用，是國(guó)內(nèi)第一家綜合開(kāi)發(fā)利用油頁(yè)巖資源的民營(yíng)股份制企業(yè)公司，享有國(guó)家相關(guān)東北老工業(yè)基地政策。龍騰能源開(kāi)發(fā)有限公司注冊(cè)資本2.46億元，目前已完成項(xiàng)目投資8億元。擁有年產(chǎn)油頁(yè)巖200余萬(wàn)噸的7對(duì)礦井，建有40臺(tái)撫順爐的煉油廠一座，用來(lái)加工羅子溝油頁(yè)巖，年產(chǎn)頁(yè)巖油5萬(wàn)噸；2009年建成油頁(yè)巖發(fā)電廠，2臺(tái)循環(huán)流化床燃燒鍋爐，蒸氣發(fā)電能力約6MW；年產(chǎn)燒結(jié)磚6000萬(wàn)塊的磚廠以及在建30萬(wàn)噸頁(yè)巖灰生產(chǎn)線一條，并計(jì)劃將來(lái)投產(chǎn)。羅子溝油頁(yè)巖平均含油率5.4%，其中10mm以下的油頁(yè)巖用來(lái)發(fā)電，10～75mm的塊狀油頁(yè)巖用來(lái)干餾煉油[15]。

由神木三江煤化工有限責(zé)任公司開(kāi)發(fā)的三江氣燃式方爐（以下簡(jiǎn)稱三江方爐），經(jīng)過(guò)改進(jìn)以后成功用于油頁(yè)巖的干餾加工。甘肅窯街煤電集團(tuán)有限公司于2010年建成8臺(tái)三江方爐[16]，用來(lái)加工窯街油頁(yè)巖，油頁(yè)巖（8～60mm）單爐處理量400t/d，年產(chǎn)頁(yè)巖油5萬(wàn)噸。窯街油頁(yè)巖平均含油率7.0%，油收率75%，但油頁(yè)巖資源儲(chǔ)量較少。

遼寧北票有3家公司投資152臺(tái)撫順爐進(jìn)行油頁(yè)巖的加工利用。北塔油頁(yè)巖綜合利用公司擁有88臺(tái)撫順爐，其中48臺(tái)單爐處理量是150t/d，40臺(tái)是100t/d；李克公司擁有40臺(tái)撫順爐，20臺(tái)處理量為200t/d，剩余20臺(tái)為100t/d；盤錦盛澤集團(tuán)建有24臺(tái)撫順爐，單爐處理量100t/d，并計(jì)劃于2015年再投建40臺(tái)撫順爐（處理量120t/d）。

在新疆巴里坤，太姆公司建有40臺(tái)撫順爐已投入運(yùn)行；陜西銅川在2014年年底計(jì)劃建成40臺(tái)撫順爐；大慶石油公司采用大連理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的固體熱載體干餾裝置，已建成日處理0～8mm的顆粒油頁(yè)巖2000t的示范性裝置，目前冷運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)完成，正在后期調(diào)試中，其中礦石利用率98%，油頁(yè)巖平均含油率10.8%。

目前中國(guó)有不少于10家科研院所和高等院校開(kāi)展了油頁(yè)巖的研究工作。中國(guó)石油大學(xué)（北京）繼續(xù)對(duì)國(guó)內(nèi)外的油頁(yè)巖進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，包括緬甸、蒙古、摩洛哥等國(guó)家以及國(guó)內(nèi)的遼寧朝陽(yáng)等地區(qū)，并對(duì)山東龍口油頁(yè)巖進(jìn)行了流化干餾的研究[17]，利用實(shí)驗(yàn)室微型反應(yīng)裝置，考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、氫油比、液時(shí)空速對(duì)龍口頁(yè)巖油加氫精制的影響，尋找出最優(yōu)化反應(yīng)工藝[18]。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)模擬和優(yōu)化了油頁(yè)巖地下干餾加熱器[19]，與中國(guó)石化勘探院合作對(duì)地下油頁(yè)巖中礦物質(zhì)的濃度進(jìn)行了檢測(cè)[20]，與美國(guó)威斯康辛大學(xué)合作進(jìn)行了油頁(yè)巖灰吸附水溶液中次甲基藍(lán)的研究[21]。吉林大學(xué)也開(kāi)展了較多研究，從頁(yè)巖灰中提取白炭黑用來(lái)制備紅、綠熒光粉，從頁(yè)巖灰中提取氧化鋁和二氧化硅技術(shù)[22-23]，Na-A沸石的制備和應(yīng)用[24]，油頁(yè)巖飛灰用于路堤的實(shí)驗(yàn)室研究[25]，油頁(yè)巖塊中干酪根的亞臨界水萃取的質(zhì)量傳遞特性的研究[26]，注入氮?dú)獾乃毫鸭夹g(shù)對(duì)油頁(yè)巖原位干餾技術(shù)的數(shù)字模擬的研究[27]，中生代斷層盆地群的油頁(yè)巖成礦特性的研究[28]，以及油頁(yè)巖中稀土元素和主要元素的研 究[29]，凍融狀態(tài)下油頁(yè)巖彈塑性變化的模擬[30]。東北電力大學(xué)研究了酸處理后油頁(yè)巖的熱解特性和產(chǎn)物的性質(zhì)，并對(duì)油頁(yè)巖干餾過(guò)程中生成的干餾氣和半焦中硫的釋放與分布進(jìn)行了研究[31]。

2.2 世界其他國(guó)家油頁(yè)巖資源與利用進(jìn)展

美國(guó)油頁(yè)巖儲(chǔ)量世界居首，科羅拉多州皮申思盆地油頁(yè)巖儲(chǔ)量最多，折算成頁(yè)巖油約250億噸，猶他州猶因他盆地約150億噸頁(yè)巖油[32]。盡管油頁(yè)巖儲(chǔ)量豐富，美國(guó)尚未建造油頁(yè)巖干餾煉油廠，頁(yè)巖油沒(méi)有進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，但由于在幾年前油價(jià)一直居高不下，也有一些公司、高?；蜓芯克鶎?duì)油頁(yè)巖進(jìn)行了研究?？屏_拉多礦業(yè)學(xué)院研究了綠河油頁(yè)巖中的礦物組成[33]；利用高溫固體氧化物燃料電池（SOFCs）對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行地下干餾實(shí)驗(yàn)[34]；麻省理工大學(xué)利用油頁(yè)巖制取液體燃料，對(duì)更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保的工藝進(jìn)行了研究[35]；斯坦福大學(xué)利用X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描觀察油頁(yè)巖的熱解過(guò)程[36]。另外?？松梨诠?、愛(ài)耐菲特美國(guó)油公司、雷德里弗公司也分別對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行了綠河油頁(yè)巖的導(dǎo)電度模擬、尋找可以進(jìn)行油頁(yè)巖開(kāi)采的盆地以及開(kāi)發(fā)Ecoshale工藝。除此以外，美國(guó)頁(yè)巖油公司、油頁(yè)巖工藝國(guó)際公司、雪弗龍魯姆斯公司、福斯特惠勒公司、猶他大學(xué)等也對(duì)油頁(yè)巖的地下干餾工藝、頁(yè)巖油加氫技術(shù)、油頁(yè)巖循環(huán)流化床燃燒等進(jìn)行了研究[37-41]。

愛(ài)沙尼亞油頁(yè)巖資源較為豐富，具有八十多年的開(kāi)采和使用歷史，開(kāi)采、提煉和環(huán)保技術(shù)世界一流。目前已累計(jì)開(kāi)采約10億噸，剩余可采儲(chǔ)量約16億噸[42]。愛(ài)沙尼亞油頁(yè)巖用途廣泛，主要用于燃燒發(fā)電，愛(ài)耐菲特公司（Enefit）是世界上最大的發(fā)電公司，總發(fā)電能力達(dá)2360MW，供應(yīng)愛(ài)沙尼亞國(guó)家90%的電力需求。愛(ài)沙尼亞電站還擁有兩臺(tái)Galoter固體熱載體干餾裝置，命名為Enefit140，顆粒油頁(yè)巖（0～25mm）日處理量3000t，年產(chǎn)頁(yè)巖油約20萬(wàn)噸。另外，該公司采用德國(guó)Outotec公司的循環(huán)硫化床燃燒方式，取代了之前的半焦提升管燃燒，Enefit280技術(shù)將改進(jìn)前的Enefit140日處理量提高至6000t[43]，裝置自2012年建成至今，陸續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，幾經(jīng)檢修、調(diào)試，目前已累計(jì)產(chǎn)油7000t，日處理量為設(shè)計(jì)量的80%，計(jì)劃于2015年實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。以愛(ài)耐菲特公司為代表的油頁(yè)巖企業(yè)具備較強(qiáng)的領(lǐng)域內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。愛(ài)沙尼亞VKG公司的Galoter工藝，油頁(yè)巖處理量為3000t/d，目前已建成兩套裝置，年產(chǎn)頁(yè)巖油25萬(wàn)噸，第三套裝置計(jì)劃于2015年建成運(yùn)行[44]。愛(ài)沙尼亞一些公司和大學(xué)也對(duì)油頁(yè)巖中的微量元素和頁(yè)巖灰的利用等進(jìn)行了檢測(cè)和研究[45-47]。

澳大利亞昆士蘭能源公司（Queenslandenergy resources）建成了派拉霍工藝（Paraho）干餾中試裝置，停運(yùn)了塔瑟克裝置（ATP），利用昆士蘭工藝示范裝置加工Staurt地區(qū)的塊狀油頁(yè)巖，日處理油頁(yè)巖60t，頁(yè)巖油產(chǎn)量為6t。該裝置包括塊狀頁(yè)巖的粉碎篩分、粉狀頁(yè)巖的成型處理、進(jìn)樣前的干燥系統(tǒng)以及干餾之后干餾油氣的冷凝回收、瓦斯氣脫硫去氨和冷凝半焦的廢水處理等，計(jì)劃進(jìn)一步放大該裝置[48]。

巴西頁(yè)巖油儲(chǔ)量約120億噸，巴西石油公司（Petrobras）在SaoMateaudoSuel建有兩臺(tái)Petrosix塊狀頁(yè)巖圓筒形干餾爐，一臺(tái)直徑5.5m，油頁(yè)巖處理量2500t/d；一臺(tái)直徑11m，油頁(yè)巖處理量6000t/d，日產(chǎn)頁(yè)巖油550t，干餾氣130t，LPG（液化石油氣）50t，硫磺32t。Petrosix爐是目前世界上日處理量最大的塊狀頁(yè)巖干餾爐，該爐上半段為干餾段，下半段為冷卻段，生產(chǎn)工藝成熟，油收率為90%，環(huán)境危害小，但是半焦沒(méi)有得到利用[49]，造成浪費(fèi)。兩臺(tái)干餾爐年產(chǎn)頁(yè)巖油約20萬(wàn)噸。

約旦油頁(yè)巖品位較高，平均含油率約10%，折算成頁(yè)巖油約60億噸[50]。約旦努力開(kāi)發(fā)利用國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖資源，由于國(guó)內(nèi)技術(shù)落后，已經(jīng)與多家公司簽訂了協(xié)議，以對(duì)其國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖資源開(kāi)展評(píng)價(jià)研究工作。委托殼牌公司對(duì)埋藏較深的油頁(yè)巖進(jìn)行地下干餾的中試實(shí)驗(yàn)研究，計(jì)劃與中國(guó)公司、愛(ài)沙尼亞Enefit公司合作，分別利用拉瓊油頁(yè)巖和阿特拉特油頁(yè)巖建設(shè)油頁(yè)巖燃燒產(chǎn)汽發(fā)電站。約旦的阿爾巴爾嘎大學(xué)和約旦科技大學(xué)也對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行了基礎(chǔ)研究工作，主要是油頁(yè)巖的干餾、干餾氣的組成分析，頁(yè)巖灰和半焦的利用等[51-52]。

另外，世界上其他一些國(guó)家也對(duì)油頁(yè)巖開(kāi)展了勘探和研究，加拿大HATCH公司與美國(guó)REDLEAF公司、法國(guó)達(dá)道爾公司合作，對(duì)Ecoshale工藝的傳質(zhì)模擬進(jìn)行了研究[53]；法國(guó)一些大學(xué)和石油公司研究了油頁(yè)巖的地上干餾的傳熱傳質(zhì)，地下干餾的傳熱動(dòng)力學(xué)模擬[54]；印度國(guó)家地球物理研究所未來(lái)將對(duì)卡姆貝、考弗萊等盆地的油頁(yè)巖進(jìn)行了詳細(xì)勘察，預(yù)計(jì)印度頁(yè)巖油總資源量將達(dá)6000萬(wàn)噸[55]。德國(guó)奧圖泰公司在法蘭克福建了一套Enefit280中試裝置，對(duì)不同種類的油頁(yè)巖進(jìn)行加工測(cè)試[56-57]。

3 國(guó)內(nèi)外油頁(yè)巖干餾工藝的對(duì)比

3.1 國(guó)內(nèi)外不同干餾爐型投產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀

目前全球工業(yè)化生產(chǎn)頁(yè)巖油的國(guó)家有中國(guó)、愛(ài)沙尼亞和巴西，年產(chǎn)頁(yè)巖油總量約150萬(wàn)噸。當(dāng)前世界上正在投產(chǎn)運(yùn)行的油頁(yè)巖干餾爐型見(jiàn)表3。

由表3可知，目前我國(guó)正在投產(chǎn)運(yùn)行的干餾爐型以撫順爐為主，其次為遼寧成大全循環(huán)干餾爐和三江氣燃式方爐，三者均為氣體熱載體塊狀頁(yè)巖干餾爐；愛(ài)沙尼亞主要運(yùn)行的有基維特爐和葛洛特爐，分別為氣體熱載體和固體熱載體干餾爐，用來(lái)干餾塊狀頁(yè)巖和顆粒頁(yè)巖；巴西主要投產(chǎn)運(yùn)行的為佩特洛瑟克斯塊狀頁(yè)巖氣體熱載體干餾爐。

表3 目前世界上正在投產(chǎn)運(yùn)行的油頁(yè)巖干餾爐

另外，目前世界上正在建造、試運(yùn)的油頁(yè)巖干餾爐以大型固體熱載體顆粒頁(yè)巖爐型為主，但是我國(guó)依然在建全循環(huán)爐、氣燃式爐等，這是因?yàn)闅怏w熱載體塊狀干餾爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，見(jiàn)效快，易于操作，適合小規(guī)模的頁(yè)巖油廠。

3.2 國(guó)內(nèi)外干餾爐型對(duì)比

世界油頁(yè)巖干餾工藝主要有3種，分別為塊狀頁(yè)巖氣體熱載體干餾爐、顆粒頁(yè)巖固體熱載體干餾爐和粉末頁(yè)巖流化干餾爐[58]。

3.2.1 塊狀頁(yè)巖氣體熱載體干餾爐

塊狀頁(yè)巖氣體熱載體干餾爐在中國(guó)廣泛使用，包括撫順爐、三江方爐，另外愛(ài)沙尼亞也有塊狀頁(yè)巖基維特干餾爐49臺(tái)，這些干餾爐型都具有投資少、建設(shè)快、工藝成熟的優(yōu)點(diǎn)，但是油收率較其他干餾工藝較低。巴西佩特洛瑟克斯干餾爐塊狀頁(yè)巖處理量世界最大，工藝較成熟，但是沒(méi)有利用半焦的潛熱，造成能量損失，排出的半焦污染物較多。遼寧成大開(kāi)發(fā)的全循環(huán)干餾爐與佩特洛瑟克斯工藝相似，油收率較高，但半焦?jié)摕嵋廊晃茨芾?，全循環(huán)工藝熱效率較低，且干餾熱源來(lái)自自身產(chǎn)生的干餾氣，不適用于熱解產(chǎn)生低干餾氣的油頁(yè)巖礦。

3.2.2 顆粒頁(yè)巖固體熱載體干餾爐

綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)保3個(gè)方面，3種爐型中，顆粒頁(yè)巖固體熱載體干餾爐屬于最佳爐型，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）油頁(yè)巖資源利用率高，開(kāi)采后得到的油頁(yè)巖經(jīng)粉碎篩分后，得到的顆粒頁(yè)巖幾乎可以全部用于干餾煉油，利用率接近100%；塊狀干餾爐不能處理小顆粒油頁(yè)巖，利用率較低，約為80%～85%；粉末頁(yè)巖干餾爐雖然利用率高，但是干餾得到的油氣中灰多，除塵困難。

（2）油收率高，約為鋁甑含油率的95%，高于塊狀頁(yè)巖干餾爐，雖然巴西佩特洛瑟克斯塊狀干餾爐油收率也較高，但是半焦?jié)摕岵荒艿玫嚼?，造成能量損失。

（3）冷凝回收系統(tǒng)簡(jiǎn)單，固體熱載體顆粒頁(yè)巖干餾爐出口油氣量少，所需冷凝回收裝置小，減少了油氣損失，而塊狀頁(yè)巖干餾爐需要大量氣體熱載體，粉末頁(yè)巖流化干餾爐也需要大量的流化劑，所以干餾爐出口所需冷凝設(shè)備復(fù)雜、能耗大。

（4）顆粒頁(yè)巖干餾爐是環(huán)境友好型工藝，產(chǎn)生的廢水較少，且半焦燃燒較完全，有害物質(zhì)排放少，對(duì)環(huán)境造成的危害小。

愛(ài)沙尼亞葛洛特爐（Enefit140）頁(yè)巖利用率高，油收率高，處理量大，干餾氣熱值高，工藝成熟，風(fēng)險(xiǎn)小，是最理想的顆粒頁(yè)巖干餾爐型，但是也有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修時(shí)間長(zhǎng)、投資高、建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

中國(guó)的大工新法固體熱載體干餾工藝也有上述很多優(yōu)點(diǎn)，且工藝比葛洛特爐簡(jiǎn)單，但由于是自主創(chuàng)新技術(shù)，風(fēng)險(xiǎn)較大，目前日處理量為150t/d擴(kuò)大至2000t/d的實(shí)驗(yàn)裝置尚處在不斷調(diào)試、試運(yùn)中。

撫順引進(jìn)的日處理顆粒油頁(yè)巖量6000t的ATP干餾工藝，目前已經(jīng)在調(diào)試中階段性運(yùn)轉(zhuǎn)，并逐漸延長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。

3.2.3 粉末頁(yè)巖流化干餾爐

中煤龍江煤化公司自主開(kāi)發(fā)的粉末頁(yè)巖流化干餾工藝，日處理量為50t/d的干餾爐已經(jīng)成功試運(yùn)，并與中國(guó)石化洛陽(yáng)工程院合作，以進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模至處理量為2000t/d的大型工業(yè)試驗(yàn)裝置。該工藝頁(yè)巖利用率高，油收率高，干餾時(shí)間短，粉末頁(yè)巖流化干餾以及半焦燃燒的體積強(qiáng)度大，并很好地解決了干餾爐出口油氣的除塵問(wèn)題，屬于世界領(lǐng)先技術(shù)。但是比較遺憾，由于某些原因該工業(yè)試驗(yàn)裝置工作已經(jīng)中止。

4 油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)的影響因素

影響油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)利用的因素主要有以下3個(gè)。

（1）世界原油的價(jià)格 低油價(jià)時(shí)代頁(yè)巖油的生產(chǎn)成本高于天然石油開(kāi)采，低能源價(jià)格時(shí)代油頁(yè)巖燃燒發(fā)電的成本高于煤炭等燃料，阻礙油頁(yè)巖的發(fā)展；前幾年石油需求的增長(zhǎng)使得油價(jià)長(zhǎng)期居高不下。根據(jù)相關(guān)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)完全成本為40～60美元/桶，國(guó)際油價(jià)若超出此價(jià)，頁(yè)巖油就有盈利空間，一般情況下十多噸油頁(yè)巖可以干餾出1t頁(yè)巖油，經(jīng)濟(jì)效益明顯，這就為近幾年油頁(yè)巖工業(yè)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境。然而由于近期油價(jià)驟跌，油頁(yè)巖的加工利用成本優(yōu)勢(shì)不再明顯，勢(shì)必會(huì)影響油頁(yè)巖的發(fā)展進(jìn)程。

（2）環(huán)保問(wèn)題 露天或鉆井采礦均需要把地下水位降低到巖層以下，每開(kāi)采1m3油頁(yè)巖，一般需抽出25m3的地下水，這將導(dǎo)致地表水和地下水中硫酸鹽含量增加，長(zhǎng)期開(kāi)采會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境及水質(zhì)。油頁(yè)巖干餾過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生干餾氣、半焦、灰渣、廢水等，一般產(chǎn)生干餾氣約7%，半焦70%～80%，干餾氣需要進(jìn)行脫硫處理再加以利用，半焦大量堆放會(huì)形成粉塵，污染環(huán)境；油頁(yè)巖直接燃燒后會(huì)產(chǎn)生固體顆粒物、二氧化硫和氮氧化物，排放到大氣中也會(huì)產(chǎn)生污染。由于環(huán)境問(wèn)題日益加劇，各國(guó)對(duì)環(huán)保更為重視，對(duì)排放規(guī)范更為嚴(yán)格，促使油頁(yè)巖企業(yè)加大投資力度，革新工藝，提高環(huán)保技術(shù)，達(dá)到國(guó)家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）資源問(wèn)題 要想實(shí)現(xiàn)油頁(yè)巖的加工利用，首先需要具有一定的可采儲(chǔ)量，一般情況下，在中國(guó)油頁(yè)巖如果是用于干餾生產(chǎn)頁(yè)巖油，必須滿足實(shí)驗(yàn)室鋁甑含油率大于6%～8%（露天開(kāi)采）或8%～10%（鉆井開(kāi)采）；如果用于燃燒發(fā)電，油頁(yè)巖的熱值應(yīng)高于3400kJ/kg[59]。

5 油頁(yè)巖工業(yè)的發(fā)展前景

2014年下半年國(guó)際原油價(jià)格持續(xù)下跌，對(duì)非常規(guī)能源的發(fā)展造成了不利沖擊。中國(guó)油頁(yè)巖工業(yè)正處于起步階段，油價(jià)走低會(huì)減緩油頁(yè)巖的研究開(kāi)發(fā)進(jìn)程。但據(jù)相關(guān)報(bào)道，若國(guó)際油價(jià)低于60美元/桶，只有沙特等10個(gè)左右產(chǎn)油國(guó)可以盈利，而且低油價(jià)將嚴(yán)重?fù)p害國(guó)際石油公司在深海油氣等高難度油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)積極性，從而抑制原油經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái)不久，國(guó)際油價(jià)將重回80美元/桶左右，屆時(shí)將促進(jìn)非常規(guī)能源的發(fā)展，油頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)利用前景仍然很誘人。

未來(lái)石油資源的短缺將制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，非常規(guī)能源的開(kāi)發(fā)和利用可以緩解能源需求壓力。油頁(yè)巖資源儲(chǔ)量豐富，可以替代部分原油，是各國(guó)能源開(kāi)發(fā)研究的重要方向。世界各國(guó)工業(yè)的發(fā)展和油價(jià)不斷的上漲，對(duì)頁(yè)巖油的需求量將日益增大，油頁(yè)巖作為石油的補(bǔ)充能源，已經(jīng)引起世界范圍的關(guān)注，擁有油頁(yè)巖資源的國(guó)家長(zhǎng)期開(kāi)展了油頁(yè)巖相關(guān)的研究工作，各國(guó)油頁(yè)巖的勘探、開(kāi)采和干餾煉油技術(shù)迅速提高，有些國(guó)家已經(jīng)掌握了先進(jìn)的技術(shù)，并制定了未來(lái)的開(kāi)發(fā)計(jì)劃。

我國(guó)石油供需缺口逐年增加，石油供不應(yīng)求的矛盾長(zhǎng)期存在。開(kāi)發(fā)利用油頁(yè)巖資源，替代部分常規(guī)能源，緩解我國(guó)能源壓力，是今后國(guó)家政策鼓勵(lì)的方向。但是當(dāng)前國(guó)內(nèi)新技術(shù)開(kāi)發(fā)不夠成熟，引進(jìn)國(guó)外技術(shù)投資較高，舊工藝雖較成熟但是存在處理量小、油收率低等問(wèn)題。因此，中國(guó)油頁(yè)巖工業(yè)需要進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)新型技術(shù)，降低開(kāi)采和加工成本，提高油頁(yè)巖的綜合利用水平，在提高產(chǎn)油量的同時(shí)不破壞生態(tài)環(huán)境，走新型工業(yè)化道路。

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