頁岩油工業

頁岩油工業

以油頁岩為原料生產頁岩油作為主要產品的一個工業部門,是燃料化工中起步較早的門類(見頁岩油工業發展史)。

正文

 工業上通常是將油頁岩開採出來,經破碎篩分,在油頁岩乾餾爐中進行加工生產頁岩油。但油頁岩也可不經開採,就地進行乾餾,這種方法尚處於現場試驗階段。
頁岩油生產 中國撫順頁岩油的生產過程可以分為油頁岩處理、油頁岩乾餾和油氣冷凝回收三部分(見圖)。頁岩油工業油頁岩經破碎篩分,取8~75mm的塊度,進入撫順式乾餾爐。油頁岩在爐內進行乾燥、乾餾、氣化、燃燒,生成的頁岩灰自爐底排出,生成的油氣自爐頂排出,進入冷凝回收系統。該系統包括集氣管、洗滌塔、冷卻塔和氨吸收塔等,用冷水冷卻油氣,使頁岩油分別冷凝下來,並在氨吸收塔內用1.8%的稀硫酸溶液吸收氣體中的氨,生成的硫酸銨溶液在塔底分離出夾帶的部分頁岩油後,再去結晶裝置,生產硫酸銨。吸收後氣體由排送機排送,分成三部分:一部分為循環氣在蓄熱式加熱爐內被加熱至500~700°C後,送回乾餾爐中部,作為乾餾段補充熱量;另一部分作為蓄熱式加熱爐的燃料;多餘部分則作為工業燃料。
蘇聯愛沙尼亞頁岩油的生產流程與上述類似,但乾餾爐型有所不同(見油頁岩乾餾爐),且由於愛沙尼亞油頁岩含氮較少,乾餾生成的氣體中含氨很少,無須回收。
技術經濟 在撫順,生產每噸頁岩油,約耗用塊狀油頁岩24t,水、電、汽消耗折契約10GJ,同時副產硫酸銨150~200kg及低熱值燃料氣約4000m3,此外還有粉末油頁岩約6t,是破碎篩分時剩下的,不能用於撫順式爐,但可用作沸騰式鍋爐的燃料以產生髮電蒸汽,每噸油頁岩約可產生中壓蒸汽1t。頁岩油的生產成本主要是原料油頁岩的開採費,其次是能耗。中國撫順和茂名油頁岩系露天開採,成本較低,再加上煉油可副產硫酸銨,故中國頁岩油的生產成本較低,甚至低於天然石油的國際市場價格,但高於國內天然石油的生產成本。
現狀及展望 從20世紀60年代起,由於天然石油的大量開採,影響了世界頁岩油工業的發展。目前,世界上只有蘇聯及中國仍擁有較大規模的頁岩油工業,聯邦德國有小規模的油頁岩燃燒產生蒸汽發電的裝置。蘇聯愛沙尼亞油頁岩屬富礦,發熱值約12500kJ/kg,產油率約22%,有利於作為電站燃料和乾餾煉油。蘇聯在發展天然石油和煤炭生產的同時,在愛沙尼亞和列寧格勒地區不斷發展頁岩油的生產,成為一種重要的地區性燃料。目前,油頁岩年產量約35Mt,包括礦井開採和露天開採。其中75%以上直接用於電站,約有20%用於乾餾生產頁岩油,並進一步用於生產酚類、芳烴及液體燃料。
中國80年代油頁岩主要用於乾餾煉油。年產頁岩油共約300kt,此外還副產硫酸銨等,而頁岩灰則作為礦井充填料、水泥原料及其他用途。
近年來,美國、巴西等國在油頁岩方面也開展了大量科學研究和工業試驗,包括乾餾工藝的研究、頁岩油加氫製取油品試驗,以及頁岩油經濟可行性研究等。
70年代,世界天然石油的價格大幅度上漲。進入80年代,油價又復猛跌,不少原訂的發展合成燃料規劃的規模有所縮小,但油頁岩的加工仍然有發展的趨勢。
參考書目
 侯祥麟主編:《中國頁岩油工業》,石油工業出版社,北京,1984。

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