陳 松，周 揚(yáng)，丁會(huì)敏，王曉棟

（黑龍江省能源環(huán)境研究院，黑龍江哈爾濱150090）

國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展思路

陳 松，周 揚(yáng)，丁會(huì)敏，王曉棟

（黑龍江省能源環(huán)境研究院，黑龍江哈爾濱150090）

本文闡述了國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，并對(duì)當(dāng)前油頁(yè)巖加工的工藝路線(xiàn)進(jìn)行了比較和分析；在此基礎(chǔ)上，提出了油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思路。

油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)；工藝路線(xiàn)；頁(yè)巖油深加工；干餾

油頁(yè)巖作為一種非常規(guī)能源，屬于低熱值固態(tài)化石燃料，油頁(yè)巖綜合利用的第一大潛力是煉油，主要是利用油頁(yè)巖所含的有機(jī)質(zhì)——“油母”，通過(guò)低溫?zé)峤夤に囍迫∫簯B(tài)烴，再經(jīng)過(guò)常規(guī)煉油工藝來(lái)生產(chǎn)柴油和化工輕油，副產(chǎn)的燃料氣和半焦經(jīng)過(guò)處理后可用于發(fā)電和建材。由于各區(qū)域油頁(yè)巖的性質(zhì)不同，根據(jù)油頁(yè)巖所含的S、O、N元素的比例，還可進(jìn)一步加工生產(chǎn)酚、吡啶、防蝕劑和增塑劑等精細(xì)化工產(chǎn)品，此外通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)還可提取油頁(yè)巖中的稀土金屬。油頁(yè)巖綜合利用的第二大潛力是直接燃燒產(chǎn)氣/汽發(fā)電。

1 油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)工藝技術(shù)路線(xiàn)

從深度和廣度上來(lái)看，油頁(yè)巖的產(chǎn)品鏈?zhǔn)强考夹g(shù)鏈條的拓展和延伸得以豐富和發(fā)展的。當(dāng)前國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線(xiàn)主要分為上下游兩段，即：上游的“干餾制油階段”和下游的“精深加工階段”，這兩個(gè)階段再加上油頁(yè)巖直接燃燒產(chǎn)汽/氣發(fā)電的技術(shù)路線(xiàn)就構(gòu)成了油頁(yè)巖綜合利用的整體框架。在這兩個(gè)階段中，由于企業(yè)采用的原料、工藝路線(xiàn)不同，其產(chǎn)品收率、質(zhì)量、收益、競(jìng)爭(zhēng)力等等都存在較大的差異。

1.1 “干餾制油階段”工藝技術(shù)

該階段是油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)的“龍頭”，其目的是將固體的油頁(yè)巖通過(guò)干餾制取液態(tài)烴——頁(yè)巖油。干餾是該階段的關(guān)鍵技術(shù)，其技術(shù)的成熟、先進(jìn)性和干餾爐的可靠性是檢驗(yàn)油頁(yè)巖資源能否實(shí)現(xiàn)高效利用的標(biāo)志。目前，國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖干餾技術(shù)主要包括：移動(dòng)床干餾、回轉(zhuǎn)干餾和流化干餾三大技術(shù)。移動(dòng)床干餾作為傳統(tǒng)技術(shù)已非常成熟，但其轉(zhuǎn)化率和資源利用率相對(duì)較低，環(huán)保問(wèn)題嚴(yán)重；回轉(zhuǎn)干餾技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的主流技術(shù)，其能效和環(huán)保問(wèn)題都已基本解決，工業(yè)應(yīng)用的潛力很大；流化干餾技術(shù)作為石油煉制工藝催化裂化的復(fù)刻具有世界先進(jìn)水平，但該工藝存在一些技術(shù)問(wèn)題有待解決，因而還未涉足工業(yè)應(yīng)用。就目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)有近10座油頁(yè)巖干餾廠(chǎng)尚在運(yùn)行，不同地區(qū)油頁(yè)巖干餾煉油情況見(jiàn)表1。

表1 國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖干餾煉油運(yùn)行情況Tab.1 Operation situation of domestic oil shale refinery

1.2 “精深加工階段”工藝技術(shù)

頁(yè)巖油精深加工技術(shù)是油頁(yè)巖綜合利用技術(shù)的重要組成部分，頁(yè)巖油深加工的優(yōu)勢(shì)在于：（1）碳?xì)浔阮?lèi)似天然石油，可作為石油替代品并采用常規(guī)石油煉制手段加工；（2）富含脂肪烴，而芳烴含量較少，這是生產(chǎn)高十六烷值柴油要件之一；（3）瀝青質(zhì)含量低，可少出重油多出輕餾分，提高原料利用率。頁(yè)巖油深加工的難點(diǎn)在于：（1）蠟含量高，存在原料儲(chǔ)運(yùn)問(wèn)題，存在脫蠟或進(jìn)行蠟的轉(zhuǎn)化問(wèn)題；（2）氮含量高，存在原料和產(chǎn)品安定性問(wèn)題；（3）氫源和催化劑問(wèn)題。

頁(yè)巖油精深加工技術(shù)主要由加氫和脫碳工藝組成。國(guó)內(nèi)煉廠(chǎng)處理頁(yè)巖油由于受反應(yīng)機(jī)理和工藝條件的限制，靠單一的工藝無(wú)法全面完成改質(zhì)和轉(zhuǎn)化過(guò)程。簡(jiǎn)單來(lái)講要么技術(shù)上無(wú)法操作，要么經(jīng)濟(jì)上不可行。例如：依靠傳統(tǒng)的加氫精制工藝只能加工約占36%（＜350℃餾分）的輕質(zhì)頁(yè)巖油，約占64%（＞350℃）的含蠟重油餾分無(wú)法處理。剩余重油靠回?zé)捠苌嫌胃绅s技術(shù)的限制，外甩則造成資源和能耗的浪費(fèi)。因此要想真正下好精深加工這步棋，在工藝技術(shù)方面必須得打出“組合拳”。目前，國(guó)內(nèi)深加工工藝的開(kāi)發(fā)主要集中于：全加氫型、加氫脫碳型和脫碳加氫型3種組合工藝方案，3種工藝特點(diǎn)比較見(jiàn)表2。

表2 頁(yè)巖油深加工工藝操作模式Tab.2 Level of technology and operating method

國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖精深加工的產(chǎn)業(yè)鏈一直無(wú)法順利延伸的原因主要有幾方面：雖然我國(guó)油頁(yè)巖工業(yè)起步較早，干餾工藝水平與世界同步，但自上世紀(jì)60年代至本世紀(jì)初，油頁(yè)巖下游的深加工技術(shù)沒(méi)有長(zhǎng)足進(jìn)步。從根本上講，（1）近40年來(lái)基本上沒(méi)搞下游深加工，起步晚、底子??；（2）多數(shù)已開(kāi)發(fā)的工藝沒(méi)有達(dá)到工業(yè)示范階段，缺少工程放大經(jīng)驗(yàn)，使產(chǎn)業(yè)上下游無(wú)法銜接；（3）老的工藝方案明顯帶有時(shí)代特點(diǎn)，即“高耗能”、“高污染”、“低產(chǎn)出”，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前行業(yè)推行的“節(jié)能降耗、減排增效”的要求；（4）由于行業(yè)的差異性和頁(yè)巖油“三高”的特性，石油煉制企業(yè)存在普遍排斥頁(yè)巖油深加工的現(xiàn)象，而煤化工企業(yè)受煤化工板塊“五大”示范工程的影響，也不愿意搞頁(yè)巖油深加工。（5）受?chē)?guó)內(nèi)油價(jià)的影響，企業(yè)盲目追求經(jīng)濟(jì)利益，油頁(yè)巖煉油項(xiàng)目競(jìng)相立項(xiàng)，頁(yè)巖粗油未經(jīng)深加工而作為最終產(chǎn)品直接銷(xiāo)售。

雖然國(guó)內(nèi)有30多家企業(yè)從事油頁(yè)巖綜合利用項(xiàng)目，但由于部分企業(yè)采取項(xiàng)目分期建設(shè)，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)；部分企業(yè)等待國(guó)家出臺(tái)優(yōu)惠政策，深加工的配套設(shè)施緩建等做法，使國(guó)內(nèi)油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)“大頭小尾”的現(xiàn)象，造成上下游無(wú)法銜接，深加工的技術(shù)鏈和產(chǎn)品鏈無(wú)法延伸。

2 油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)深加工的思路

以油頁(yè)巖產(chǎn)業(yè)上游的“干餾制油階段”的產(chǎn)品頁(yè)巖油為依托，其下游的“精深加工階段”，可分為3個(gè)利用途徑：

2.1 燃料油路線(xiàn)

該途徑采用常規(guī)石油煉制工藝——加氫精制加工生產(chǎn)低硫低凝柴油，滿(mǎn)足北方冬季市場(chǎng)的柴油需求，拉伸燃料油這條產(chǎn)業(yè)鏈。

2.2 LPG深加工路線(xiàn)

該途徑以副產(chǎn)品LPG作為原料進(jìn)行深加工，建設(shè)LPG深加工項(xiàng)目。具體做法：（1）以丙烷為原料通過(guò)丙烷脫氫生產(chǎn)丙烯——丙烯直接氧化生產(chǎn)環(huán)氧丙烷，下游配套建設(shè)聚醚多元醇，可延長(zhǎng)C3鏈條；（2）以異丁烷為原料脫氫生產(chǎn)異丁烯，經(jīng)MTBE生產(chǎn)高純異丁烯，然后向下游延伸生產(chǎn)丁基橡膠，并以鹵化丁基為主；（3）以正丁烷為原料生產(chǎn)順酐，下游配套建設(shè)順酐，不飽和聚酯和1，4-丁二醇，1，4-丁二醇再深度加工為PTMEG和PBT，可延長(zhǎng)C4鏈條。

2.3 CPP深加工路線(xiàn)

該途徑是建設(shè)CPP項(xiàng)目及下游深加工項(xiàng)目。CPP工藝是將含蠟重油在專(zhuān)用催化劑上經(jīng)催化熱裂解反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)最大量生產(chǎn)乙烯和丙烯的技術(shù)。根據(jù)頁(yè)巖油的輕油餾分約占36%（≤350℃餾分），含蠟重油餾分約占64%（＞350℃）的餾分分布特點(diǎn)，其含蠟重油餾分的平均氫含量接近12（w）%的特性，將含蠟重油餾分從全餾分頁(yè)巖油中切分并通過(guò)精制作為優(yōu)質(zhì)的CPP原料，可拓寬CPP裝置的原料來(lái)源，提高裝置生產(chǎn)低碳烯烴的轉(zhuǎn)化率，彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)缺口，滿(mǎn)足下游消費(fèi)需求。具體做法如下：

（1）CPP工藝主產(chǎn)品為乙烯和丙烯，副產(chǎn)H2、混合C4和部分油品。一部分乙烯向下延伸發(fā)展環(huán)氧乙烷和乙二醇；乙二醇向下游發(fā)展聚羧酸環(huán)保減水劑、聚乙二醇、乙醇胺碳酸二甲酯；碳酸二甲酯進(jìn)一步延伸發(fā)展聚碳酸酯，另有少量環(huán)氧乙烷用于生產(chǎn)二氧化碳生物降解塑料；一部分乙烯用于生產(chǎn)EVA項(xiàng)目、VAE項(xiàng)目；另有部分乙烯與丙烯一起生產(chǎn)乙丙橡膠，乙丙橡膠進(jìn)一步向下游發(fā)展聚烯烴彈性體。另有少量乙烯用于生產(chǎn)超高分子量聚乙烯，作為下游超高分子量聚乙烯纖維等材料的原料供應(yīng)。

（2）丙烯除與乙烯一起作為乙丙橡膠的原料外，主要發(fā)展丙酚/苯酮、異丙醇、環(huán)氧丙烷等項(xiàng)目；苯酚丙酮下游規(guī)劃雙酚A和MIBK。

（3）CPP副產(chǎn)的H2一部分用于H2O2的原料，生產(chǎn)出的H2O2產(chǎn)品作為雙氧水法環(huán)氧乙烷的原料，一部分用于燃料油的加氫提質(zhì)。副產(chǎn)的裂解汽油通過(guò)加氫裝置后，加氫C5回裂解裝置繼續(xù)裂解增產(chǎn)烯烴，其余物料進(jìn)入芳烴抽提裝置分離“三苯”。

（4）副產(chǎn)的混合C4資源作為丁二烯抽提裝置的原料，生產(chǎn)丁二烯用于下游橡膠生產(chǎn)，抽余C4與LPG利用后的副產(chǎn)品一起考慮綜合利用或作為燃料外售。此外，CPP還副產(chǎn)部分柴油和其他燃料油品，經(jīng)過(guò)提質(zhì)后外售。

Present situation and development of domestic oil shale industry

CHEN Song，ZHOU Yang，DING Hui-min，WANG Xiao-dong
（Energy and Environmental Research Institute of Heilongjiang Province,Harbin 150090,China）

This paper describes the current situation of domestic oil shale industry,the problems of oil shale industry wsa analysed.The processing route of oil shale processing wsa analysed.On the basis of this,the development of oil shale industry was put forward.

oil shale industry；process route;deep-processing；shale oil deep processing；dry distillation

P618.12

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20161261

2016-06-16

陳松，男，碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事石油化工及煤化工能源研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。