抚顺中石油加油站网点查询-抚顺中石油油价92号油价
1.国外油页岩研究历史与现状
2.航空煤油的详细介绍
3.我想知道油页岩的发展前景如何。
4.发展页岩油产业的必要性
国外油页岩研究历史与现状
一、国外油页岩勘查
世界上大多数油页岩区地质勘探程度不够,研究程度很低,也没有统一估算资源量的标准,不同国家对油页岩资源量估算所用的工业指标不同,因此不同学者估算的资源量难以对比,故也很难对全球油页岩资源量进行正确估算。目前只有美国、澳洲、瑞典、爱沙尼亚、约旦、法国、德国、巴西和俄罗斯等国的部分油页岩矿床做了详细勘探和评价工作,其他许多矿床的资源潜力有待进一步探明。
油页岩资源在世界许多地区都有分布,但分布并不均匀,主要分布于美国、俄罗斯、加拿大、中国、扎伊尔、巴西、爱沙尼亚、澳大利亚等国家(表2-4),其中,美国、俄罗斯和巴西三个国家的油页岩资源量就占了整个世界页岩油资源的86%。据美国能源部能源信息署最新统计,根据目前全球33个国家油页岩资源统计,若将它折算成页岩油,可以达到4110亿t,超过了常规石油资源量(2710亿t)。但从世界石油资源的评价现状来看,这只是一个很保守的数据,探明的油页岩储量还只占整个资源量的一小部分。
(一)美国
2002~2003年美国政府对油页岩的资源评价进行了专项基金研究,其油页岩资源量占世界的69%,资源量约33400亿t,折算成页岩油3035.66亿t。美国的油页岩主要形成于古近纪和新近纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。美国主要有两个油页岩矿床:位于科罗拉多州、怀俄明州、犹他州的始新世绿河矿床和美国东部的泥盆纪密西西比纪黑色页岩矿。此外,美国东部分布有宾夕法尼亚纪煤矿床伴生的油页岩矿床,内华达州、蒙大纳州、阿拉斯加州、堪萨斯州等地方也陆续发现了一些油页岩矿床。但目前人们研究的重点仍是绿河油页岩矿床和晚泥盆纪—早密西西比纪的黑色页岩。
美国绿河油页岩矿是世界上最大的油页岩矿,沉积时代为早始新世—中始新世。主要沉积在皮申斯、尤英塔、绿河、瓦沙基4个盆地内,前两个盆地分别位于科罗拉多州和犹他州,后两个则位于怀俄明州。绿河油页岩矿为湖相沉积,其分布面积大约有65000km2,但最厚和最富的油页岩集中在南部盆地的中央,页岩最深可达1200m。油页岩层一般较厚,含油量平均约11.44%,局部高达38.12%。除绿河油页岩矿外,分布在美国东部的晚泥盆纪—早密西西比纪之间的黑色油页岩的资源储量也相当丰富,仅次于绿河油页岩矿。美国东部的油页岩为内陆海沉积环境,内陆海覆盖了密西西比河以东的美国的中部和东部的大部分地区。泥盆纪—密西西比纪油页岩分布范围为650000km2,从纽约州至得克萨斯州,它们的埋深可达到3000m以上,含油量为9.53%。页岩油地质储量估计高达1500亿t,其中5%的油页岩可以通过露天矿开采(Doncan和Swanson,1968)。
表2-4 世界主要国家油页岩换算成页岩油的储量表
(二)澳大利亚
澳大利亚油页岩沉积跨越时代很广,从寒武纪—第三纪都有分布。根据澳大利亚国家能源咨询委员会的资料(Smith等,1959;Lishmund,1971;Cane,1976),澳大利亚油页岩总资源储量为580亿t,折算为页岩油45.31亿t。推断的次经济价值的页岩油地质储量为4500亿t。澳大利亚油页岩主要分布在东部,东部三分之一的领土(昆士兰州、新南威尔士、南澳大利亚、维多利亚以及塔斯马尼亚州)油页岩都较发育,其中昆士兰州油页岩最有经济开发价值。昆士兰州第三纪油页岩主要包括湖相朗德勒(Rundle)、tuart和康多尔(Condor)油页岩,以及JuliaCreek海相油页岩。JuliaCreek海相油页岩分布很广,而且埋藏很浅,但是品位较低,平均只有 3. 53% (Ozimic andSaxby,1983)。昆士兰东部主要产出二叠纪油页岩,分布在罗克汉普顿附近的朗德勒(Bundle),在沿海地区有油页岩资源 4 亿 t,其中 2 /3 的含油量都大于 3. 81% 。
(三)巴西
巴西页岩油资源量约 117. 34 亿 t。油页岩主要形成于二叠纪和早古近纪。早古近纪油页岩位于圣保罗东北沿帕拉伊巴河的特列门贝—陶巴特盆地。帕拉伊巴河流域主要有两个油页岩矿区,面积约 86km2,页岩油总资源量约 3 亿 t。油页岩为湖相成因,含页岩油3 亿 t,其中50%位于25m 厚的覆盖层下面,可用露天方法开采。二叠纪伊拉蒂组油页岩品级高,是巴西经济效益最好的油页岩矿。
(四)加拿大
加拿大油页岩主要形成于奥陶纪—白垩纪,油页岩类型分为湖相和海相。现已发现 19 个沉积矿床 (Macauley,1981; Davies and Nassichuk,1988)。其中,最有开采价值的是位于 Fundy 盆地的 Moncton 次级盆地,介于 St. Johns 和 Moncton 之间的新不伦瑞克南部的石炭纪 Albert 组的湖相层状油页岩,厚度介于 15 ~360m。下石炭统湖相油页岩主要发育于 Grinnell 半岛的德文郡岛—加拿大北极圈群岛的一个岛屿,油页岩厚度最厚可达 100m。目前,加拿大油页岩资源的探明储量还比较少。发育在加拿大西北部上白垩统的油页岩,主要为安德森平原及 Mackenzie 三角洲沉积。现已部分开采,具有一定的经济价值。
此外,法国、德国、英国、意大利、俄罗斯的油页岩资源也较丰富,约旦、土耳其等国家也有一定的油页岩储量。
因此,从世界石油资源来看,很多国家的油页岩资源并未做过详细的普查,探明的油页岩储量还只占整个资源量的一小部分。随着全球能源消耗的快速增长,开展全球油页岩资源量的评估已迫在眉睫。油页岩巨大的储量将对全球的能源战略起到重要的作用。从所统计的油页岩资源量分布看,低含油率的油页岩占了绝大多数。目前,油页岩的综合开发技术普遍较低,根本不能对低含油率的油页岩进行开发,如果不断研制开发先进的科学技术手段及设备,将极大得提高油页岩的综合开发能力,对全球能源资源走可持续发展道路具有举足轻重的地位。
二、国外油页岩开发利用
(一)油页岩开发利用技术
油页岩用途广泛,油页岩开发利用涉及的关键技术比较多,主要体现在油页岩的开采技术、油页岩燃烧发电工艺、页岩油提取技术、油页岩生产过程中的废物利用技术以及油页岩综合开发利用等技术。
1. 油页岩开采技术
油页岩开采方法有采矿法和地下干馏法二类。目前世界上采用的多为采矿法,地下干馏技术还处于试验阶段,尚存在具体技术难题。采矿法又分为露天开采和矿井开采两种方法,世界上适合露天开采的油页岩比例很小。开采出来的油页岩在地面干馏釜中干馏,油收率很高,但在采矿、运输、矿石粉碎、废页岩处理、恢复植被、控制污染和水等的方面投资大,经营费用高。实际上,许多油页岩都是通过地下开采回收的。但各种地下开采法的油回收率低于地面干馏法。运用较成功的是由西方油页岩有限公司 Ralph M. Parsons 公司共同研制的垂向型就地干馏,并由西方公司在科罗拉多州实现了工业和商业规模的生产。目前,荷兰壳牌公司正在研究油页岩地下裂解技术,使油页岩直接在地下液化、气化。这不但提高了油页岩资源开发利用效率,而且减少了开采过程中对环境和生态的破坏。但壳牌公司提供的 ICP 技术也有自身的条件,必须满足油页岩有效厚度与含油率两者乘积满足 274,含油率最低应≥3. 04%。依据目前我国油页岩的分布特征,很难有满足 ICP 技术开发的地区。并且,此技术也有自身的一些弊端。例如,在美国,针对在美国科罗拉多州西部高原上建立的 ICP 实验基地进行了可行性分析,报告证实了科罗拉多州丰富的油页岩储量,但表示 “初期商业运作有可能要等到 10 多年以后”,并且 “有很大的技术、经济以及环保方面的不确定性”。美国丹佛荒野协会的史蒂夫·史密斯认为,壳牌石油公司开采行为是一种 “错误的愿望、夸张的需要和无法实现的承诺”。有数据表明,每生产一桶石油,需要消耗三桶水。史密斯表示,新技术有可能消耗大量的地下水资源,从而影响数十万居民的生活用水。壳牌石油公司前项目经理罗伯特·卢克斯认为,水将是限制油页岩开发的重要因素。20 世纪 80 年代他所负责的项目以失败告终,已退休 28 年的他目前是一名顾问,并撰写了一本关于油页岩的书。虽然他对于油页岩开采的前景表示乐观,但他认为目前该行业面临的形势紧迫,可靠的科学信息也不够充分,而且现有的技术不够经济,如果不适当放缓开发的步伐,势必重蹈当年的覆辙。
2. 油页岩循环流化床技术
油页岩的第二大使用潜力是燃烧发热发电。世界上工业应用的有三种燃烧工艺,粉末页岩悬浮燃烧 (爱沙尼亚)、颗粒页岩流化燃烧 (德国)及颗粒页岩循环流化燃烧 (以色列及中国)。循环流化床技术是近年来研制的一种新型洁净煤燃烧技术。它显示了其燃料适应性广、负荷调节灵活等明显优点,特别是在燃用低质煤种和煤质多变的场合,和相同容量的链条炉、煤粉炉相比,不仅热效率可有相当大的提高,在燃料制备方面,不需要煤粉炉所要求的庞大而复杂的制粉系统。这种特点比较适合于油页岩的燃烧。德国鲁奇公司和芬兰奥斯龙公司是研究开发循环流化床燃烧技术较早的公司。进入 90 年代,循环流化床燃烧技术得到更大的发展,至今已经形成了鲁奇炉型 (最大容量锅炉为 700t/h 级亚临界压力循环流化床锅炉,1996 年投入商业运行)、奥斯龙炉型、福斯特—惠勒炉型 (最大容量锅炉为 783t/h 级亚临界压力循环流化床锅炉,1997 年投入商业运行)、巴特利炉型 (最大容量为日本三井 300t/h 多固体循环流化床锅炉)、德国巴高克炉型 (最大容量为 350t/h 高压电站锅炉)和美国巴威的内循环炉型 (最大容量为 210t/h 高压循环流化床锅炉)等几个各具特色的主要炉型。与此同时,传统燃烧技术的锅炉设计制造公司纷纷投入大量的资金及人力进行循环流化床燃烧技术的研究开发,其中的代表包括法国通用电气阿尔斯通 Stein 公司采用 Lurgi CFB 技术、美国ABB - CE 公司采用 LuriCFB 技术、德国 LLB 公司采用的 Luri 和 Circofluid CFB 技术、美国 Foster wheeler 公司采用的 F - W 和 Pyroflow CFB 技术。
3. 油页岩干馏技术
油页岩的最大使用潜力是干馏制取页岩油。油页岩干馏技术比较先进的国家有爱沙尼亚、巴西、澳大利亚、中国和俄罗斯等国。迄今世界上较成熟且经长期生产的有:爱沙尼亚的 Kivioli 块页岩干馏炉和 Galoter 颗粒页岩干馏炉; 巴西的 Petrosix 块页岩干馏炉; 中国抚顺式块页岩干馏炉; 澳大利亚的 Taciuk 颗粒页岩干馏炉。
爱沙尼亚的 Galoter 颗粒页岩干馏炉处理量大,油收率高,产高热值气,可处理颗粒页岩,适合有条件的大中型油页岩炼油厂; 巴西的 Petrosix 块页岩干馏炉处理量很大,油收率高,产高热值气,处理块页岩,投资高,适合大中型油页岩炼油厂; 澳大利亚的 Taciuk 颗粒页岩干馏炉处理量很大,油收率高,产高热值气,处理颗粒页岩,油页岩经加氢改质,质量好,投资高,适合于大中型油页岩炼油厂。中国抚顺式块页岩干馏炉处理量较小,目前,桦甸采用的是巴西的干馏炉型。
(二)油页岩综合利用
油页岩由于其自身的特点,开发利用已经渗透到提炼页岩油、发电、取暖、制造水泥、生产化学药品、合成建筑材料以及研制土壤增肥剂等各个领域。目前,全球油页岩主要用于发电和供暖。据统计,2000 年全球开采的油页岩中有 69% 用于发电和供暖,25%用于提炼高收益的页岩油及相关产品,6% 用于生产水泥、化工以及其他用途(图 2 -1)。
图 2 -1 2000 年世界油页岩利用百分率 (据 Dr. K. Brendow,2003)
世界油页岩工业约始于 1830 年,页岩油作为照明用而发展起来。目前,世界上油页岩工业主要分布在爱沙尼亚、巴西、美国、德国、澳大利亚、俄罗斯和以色列等国。爱沙尼亚的油页岩主要用于发电和提炼页岩油,2002 年油页岩开采量达到3 000 多万 t,用油页岩生产出来的电力除了可以满足本国的需要,还可以向邻国出口; 巴西从 1935年就开始生产页岩油用于运输燃料,并在油页岩中可提取硫和放射性铀; 美国主要是利用露天开采和蒸馏方法提取页岩油,2000年美国和爱沙尼亚签署了两国在油页岩开发利用技术及工艺方面进行了合作的协议;德国的油页岩主要用于水泥和建筑材料,每年利用50万t油页岩作为燃料,其灰分用于生产水泥;澳大利亚除了发电和提取页岩油外,还提取镍化学添加剂;俄罗斯、匈牙利、乌克兰、奥地利、保加利亚和南斯拉夫等国将大量油页岩加工成肥料,或加工成土壤稳定剂,用于酸性土壤的中性化。另外,以色列、约旦、泰国和加拿大等也非常重视油页岩的开发和利用。但是,还有一些国家,如加拿大、瑞士、约旦、摩洛哥、南非等国在油价市场的竞争下被迫停止了油页岩工业生产。
三、实例分析———爱沙尼亚
(一)油页岩资源现状
爱沙尼亚油页岩主要为库克油页岩,从爱沙尼亚北部向东至俄罗斯圣彼得堡,油页岩分布面积约50000km2,页岩油探明储量24.94亿t。爱沙尼亚有21个油页岩矿,主要分布在库克油页岩矿区,一个是爱沙尼亚矿区,另一个是较新的Tapa油页岩矿区。
(二)油页岩开发历史
爱沙尼亚是目前世界上利用油页岩比较多的国家之一。爱沙尼亚81%的油页岩都用来发电供应全国92%的电力,16%用于石油化工,剩余的部分用于水泥制造以及其他一些产品的加工利用(图2-2)。
爱沙尼亚油页岩工业开始于1916年,在J?rve和Pervade两个城镇进行露天开采。每年共开采56万t油页岩。后来因独立战争的爆发而被迫停产。
1918~1945年,爱沙尼亚油页岩工业持续稳定发展。1918年独立战争后,油页岩开采量为1.7万t,并且建设了第一个国有油页岩工厂。同时,私有油页岩工厂也不断出现,有本国人投资的,也有德国、英国、瑞典、丹麦等国外私人投资。随着人们对油页岩的兴趣不断增加,到1933年20项油页岩开发优惠政策出台,鼓励油页岩勘探开发。总勘探开发面积达1250km2。
到1940年,爱沙尼亚共计开采油页岩1100万t,平均年产量达170万t。刚开始油页岩开采是顺着露天油页岩地层开采,后来油页岩的露天开采上覆地层厚度为8m,继而开始油页岩地下开采。
第二次世界大战后,爱沙尼亚在1945~1946年对14个小型露天矿开展了详细的研究,并在一些矿田中实施钻井开采。1947~1965年,逐步在东部开发了50个油页岩矿。1950年,油页岩产量为350万t,到1955年,油页岩产量达到700万t。油页岩主要用于Tallinn、Kohtla-J?rve和Ahtme的发电厂,Kohtla-J?rve和Kivi?li的化工厂,以及Kunda水泥厂。1946年和1960年先后两次进行了油页岩储量评价,分别为10亿t和33亿t(图2-2)。
图2-2 爱沙尼亚油页岩产产量变化图(据V.Kattai,U.Lokk,1998)
1965年,爱沙尼亚建立了新的发电所(波罗的海热发电所),年输出电1400MW,而后又建立了爱沙尼亚热发电所,年输出电2000MW,因此对油页岩的需求巨增。为了满足对油页岩的不断需求,Viru(1965年);Estonia,三个露天矿(1973年),Sirgala(1963年),Narva(1970年),Oktoobri(现今改名为Aidu)(1974年)等油页岩矿先后建立。油页岩产量从1960年的920万t上升到1970年的1750万t。1976~1987年,爱沙尼亚开始在西部和西北部进行油页岩开采。1981年,由于列宁格勒地区建立了Sosnov?iBor核电站,相应的对油页岩发电的需求减少。1985年开采量为2570万t,1990年开采量为2120万t,1995年开采量为1210万t,其中一半以上都为露天开采(图2-2)。
近年来,由于社会对电的需求量有所增大,政府决定启动“重建油页岩地区计划”,加大对油页岩的利用。在2006年,爱沙尼亚发电厂和炼油厂将分别需要994万t和644万t的油页岩;其他方面的用途可能持平,稳定在74万t左右。因此,爱沙尼亚的油页岩产量将从1230万t增加到1700万t。到2020年,规划新建一座400万t规模的油页岩工厂。倘若爱沙尼亚发电能采用沸腾炉技术,这些项目将能够实施。届时,油页岩产量将达到 2 100 万 t 以上。
航空煤油的详细介绍
闪点:38℃
自燃温度:超过 425℃
凝固点:-47℃(-40℃for JET A)
露天燃烧温度:260-315 ℃
最大燃烧温度:980 ℃
航空煤油是喷气发动机飞机专用的航空燃油。 又称喷气燃料,主要用作喷气式飞机发动机的燃料。在上世纪50年代,中国空军飞机和大型民航客机已开始使用航空煤油,但来源一直靠从前苏联进口,1959年进口量近50万吨。为解决航空煤油的国产化问题,1956年和1957年石油部曾组织玉门炼油厂按苏联喷气燃料规格,以玉门原油试生产两批航空煤油,但在地面台架试车和空中试飞时发现存在火焰筒烧蚀问题,因而未能正式生产。1958年,又把该厂试产的航空煤油油样送苏联进行研究,经一年多试验研究仍未解决问题。
1960年,中国航空煤油的进口量锐减,已进口的油品质量也无保障。为保证空军和民航的用油需要,同年8月10日,石油部发出《关于采取多种方法试制航空煤油的通知》,要求科研、生产单位就航空煤油的烧蚀问题进行研究攻关。8月18日,航空油料鉴定委员会召开会议,讨论航空煤油的试制问题。会议决定分别由兰州炼油厂、玉门炼油厂、独山子炼油厂和石油三厂各试产一批航空煤油进行地面试车。随后,根据领导同志指示,石油科学研究院、抚顺石油研究所、大连和兰州化学物理研究所、沈阳金属研究所。三机部一些科研所和飞机制造厂、解放军总后勤部、空军有关单位,以及各炼油厂共20多个单位进行联合攻关。经过大量实验室研究和地面台架试验,终于找到了产生烧蚀的原因,采用石油科学研究院推荐的添加剂,使问题得到解决。1961年独山子炼油厂用新疆原油的煤油馏分并加人抗烧蚀添加剂,生产出1号航空煤油,顺利地通过了长期台架试车和试飞。1962年,石油七厂采用大庆原油,在工业装置上生产出了合格的2号航空煤油。为了证实国产航空煤油的使用安全性能,石油部还派机关干部和各炼油厂的总工程师共20多人乘坐使用国产航空煤油的飞机,进行了近万公里的飞行,表明国产航空煤油质量优良,安全可靠。
从此,国产航空煤油很快在国内军用和民航飞机上推广使用。为了扩大产量,满足需要,石油部又安排各炼油厂生产航空煤油,并采用严格管理措施,保证了产品质量。1965年,国内消费的近70万吨航空煤油全系国内生产,从而实现了航空煤油的自给,停止从国外进口。 两种航空煤油都具有一些添加剂:
四乙基铅(TEL, Tetra-ethyl lead),以提高燃油的闪点;
抗氧化剂,用来防止起胶,通常为碱性酚,如 AO-30、AO-31或AO-37;
防静电剂,以消减静电并防止发生火花;
新一代的航煤防静电剂为无灰型防静电剂,主要有Stadis 450, Antis JF3等抗静电剂。其中一个例子是Stadis 450,含有 dinonylnaphthylsulfonic acid(DINNSA)作为有效成分;
腐蚀抑制剂,例如用于民用与军用燃料的DCI-4A,以及军用燃料专用的DCI-6A;
燃料系统结冰抑制剂(FSII),例如 二乙烯甘油单甲基醚,一般在使用前才混合,这样,具有燃料加热管道的飞机,就不需要额外支付此类添加剂的费用;
杀灭生物的添加剂。
世界各地的军队,使用的航空煤油具有另外一套称为JP系列的编号。部分类型与民用燃油几乎相同,只是部分的添加剂含量稍有不同:JET A-1与JP-8类同,而JET B与JP-4相似。其他的军用燃料属于高度专门化的制品,为特定的用途而设。JP-5燃油颇为常见,最初用于航空母舰,以减少船上火警的危机。其他的燃油就针对某一种飞机而开发:JP-6专为XB-70战神侍婢式轰炸机而制,而JP-7就是SR-71黑鸟式侦察机的特定燃油。两者都经过特别调配,具有很高的闪点以应付高超音速飞机遇上的高热与应力。另外一种为美国空军所使用的单一型号飞机专用燃油是JPTS;此燃油于1956年开发,专为洛克希德U-2间谍飞机而设。 Jet A航空煤油自上世纪50年代就成为美国的标准航空煤油类型。目前,只有美国才有供应Jet A航空煤油。Jet A与Jet A-1相似,但凝固点为-40 °C,比Jet A-1的-47 °C为高。与Jet A-1一样,Jet A的闪点也在最少38°C,而自燃温度则为超过425°C. Jet A的标准燃油编码为1863,在运油车与储存设施也会注明。Jet A专用的运油车、油库与管道,均会以黑底贴纸写上白色“JET A”字样,以及下面的另一条黑线作为识别。由于水比Jet A燃油重,水会在油箱的下面沉积,故此,储存Jet A的油箱,需要定期排空,以检查燃油是否混了水分。水份子可能会悬浮在Jet A燃油之中,这可以透过“明净测试”检出。若燃油呈混浊状态,即表示含水量超出30ppm(百万分之三十)的可接受水平。
美国法规并不要求商用燃料需要加上防静电添加剂,故此Jet A燃油一般不含防静电添加剂。
喷气发动机燃料
活塞发动机飞机所使用的燃料(通常为高辛烷值汽油,美国一般称为AvGas)具有较低的闪点以改进其发火特性。涡轮发动机可以使用不同种类的燃料,而喷气发动机一般使用高闪点的燃料,可燃性较低,运输与处理时较安全。最初的喷气发动机燃料是以煤油为基础,或是使用煤油与汽油的混合配方;现代大多数喷气发动机燃料,都是属于煤油燃料。
2013年,国家发展改革委发出通知,按照现行成品油价格形成机制,决定将汽、柴油价格每吨分别提高90元和85元,测算到零售价格90号汽油和0号柴油(全国平均)每升均提高0.07元,调价执行时间为2013年9月13日24时。
此次成品油价格调整幅度,是按照现行成品油价格形成机制,根据2013年9月13日前10个工作日国际市场原油平均价格变化情况计算确定的。9月上旬以来,受中东局势动荡因素影响,国际市场油价大幅攀升,9月6日,WTI原油期货价格升至每桶110.53美元,创2年多来的新高;布伦特原油期货价格升至每桶116.61美元,创6个月以来的新高。后来国际市场油价虽然有所回落,但10个工作日平均价格仍比当时的上一周期小幅上涨。
通知要求,中石油、中石化、中海油三大公司要组织好成品油生产和调运,保障成品油市场稳定供应。各级价格主管部门要加大市场监督检查力度,严厉查处不执行国家价格政策的行为,维护正常市场秩序。
我想知道油页岩的发展前景如何。
中国石化新闻网2010年2月25日讯(郑言)
油页岩又称油母页岩,是一种含有机质的沉积岩,为低热值固体化石燃料,可以用来炼油。油页岩是一种干馏后可获得页岩油的高灰分致密薄层状可燃有机岩。由于其内部含有固体有机质,可以采用加热干馏技术炼制出页岩油,从页岩油可获得燃料油,可作为石油制品的代替品,因此被称为“人造石油”,可作为燃杆油或进一步加工制成汽油、柒油和下游石化产品,也可以直接作为锅炉燃杆进行发电。
在能源紧缺、油价高企的时代,页岩油的开发与利用再次成为国内外关注的焦点。2008年8月,中国石油天然气集团公司投资4亿元,在黑龙江省牡丹江市启动了我国第一个颗粒油页岩干馏炼油“先导基地”项目。“该项目较之传统工艺技术先进,油页岩利用率高,油收率高,处理量大,它将是我国页油岩工业自主创新发展的一个转折点。”有关专家对此高度评价。
油页岩是一种潜在的、储量巨大的能源,油页岩的开发和利用是世界石油资源的有益补充和替代。目前对油页岩采取综合开发利用的方式,即将储存于地下的油页岩开采出来,在干馏炉中将油页岩加热至约5000℃,使其分解产生页岩油,所剩余的残渣可以用于燃烧发电、制造水泥、砖等建筑材料。世界油页岩资源极其巨大,但油页岩分布区地质勘探程度低,所以很难对全球的油页岩资源量准确预刚。据美国《油气》公布的统计数字,全世界页岩油储量约11万亿-13万亿吨,远远超过石油储量。
我国油页岩资源储量很丰富。2004-2006年新一轮全国油气资源评价结果显示,全国油页岩资源为7199.4亿吨,可采资源2432.4亿吨;页岩油资源476.4亿吨,可采资源159.7亿吨;页岩油可回收资源119.8亿吨。2006年国土资源部、国家发改委委托吉林大学开展的全国油页岩资源调查认为,中国油页岩资源估计有7,000亿吨,若换算成页岩油,至少有300亿吨,是中国原油可采储量的20几倍。未来油价高涨、资源趋紧的状况很难改变,相对于高油价,开发油页岩资源等非常规能源日益变得有利可图。油页岩遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区,主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。与常规石油资源相比,页岩油可回收资源量相当于全国石油可采资源量的56.5%,未来开发利用具有广阔的前景,将成为常规油气资源的重要补充。
根据能源局公布的数据,中国2009年生产原油1.89亿吨,净进口原油达到1.99亿吨,这也就是说,中国使用的石油有一多半需要从国外进口。原油对外依存度高达51.3%,自从1993年首度成为石油净进口国以来,中国的原油对外依存度由当年的6%一路攀升,到2006年突破45%,其后每年都以2个百分点左右的速度向上攀升,2007年为47%,2008年为49%,到2009年突破50%警戒线。今后还有增长的趋势。因此发展页岩油等非常规能源以代替部分原油,有明显的重要战略意义。
我国油页岩资源品质较好、矿层产状平缓、储量分布集中、沉积环境稳定,使得页岩油具有作为替代能源的巨大潜力。以吉林省为例,目前该省已探明油页岩储量为174亿吨,含油率超过7%,即便以含油率5%计算,也可开采8.7亿吨页岩油。我国每年在煤炭开采过程中产生的油页岩近千万吨,仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃量就已达800万吨。可见沉睡的油页岩一旦被唤醒,喷发出来的能量是难以估量的。我国油页岩的开发利用已有80年的历史,规模也比较大,在页岩油的提炼方面积累了较丰富的技术经验,曾经对国民经济建设发挥了十分重要的作用。但是20世纪60年代以后,大庆、胜利等油田相继发现,并投入大规模开发。生产成本较高的页岩油开发规模逐渐萎缩,勘察工作基本停滞,油页岩开发利用技术也止步不前。
近年来,随着国际原油价格走高和油页岩开发利用技术的进步,中国油页岩行业的发展又迎来转机。 20世纪五六十年代发展起来的抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿,又纷纷加大投资力度,大力开发油页岩资源。同时,一些新兴的油页岩项目也像雨后春笋一样发展起来。2008年国内年产页岩油约40万吨,其中抚顺矿业集团油页岩炼油厂是目前我国正在运行的最大的油页岩提炼厂,产量达到35万吨。据中国石油大学钱家麟教授等专家预刚,至2015年中国页岩油年产量达到80万吨,爱沙尼亚页岩油产量达到200万吨,巴西30万吨,世界页岩油年产量增至约350万吨。
近年来,我国加大了在油页岩利用技术方面的投入,开展了大量的研究和试验工作。页岩油是一种替代能源,由于页岩油中的烯烃等不饱和烃含量很高,所以它的不稳定性远远高于其他从原油炼成的油品。也就是说,由于其自身的性质决定,页岩油只能直接用作燃料油的组分。如果要用于生产轻质油品如汽油、柴油等,则必须将页岩油进一步加工(如加氢等),这就另需加工的设备,增加投资,费时费力,因而当前在中国,生产出来的页岩油,不再加工而直接出售了。
目前我国已经掌握油页岩综合开发与利用的关健技术与集成技术,油页岩炼制、低热值煤发电技术也日趋成熟,技术上的障碍越来越少。针对现有抚顺炉单台装置处理能力小、油收率低、污染环境等缺点,抚矿集团于2006年成立了“辽宁省抚矿集团工程技术研究中心”,将油页岩综合利用作为重点,开发大型油页岩干馏新工艺和相应的生产装置,研发页岩油生产过程的废水、废渣的处理与循环利用技术。中煤集团支持所属的龙江哈尔滨煤化工公司开展油页岩流化干馏炼油的中试(日加工油页岩50吨),已取得初步成功,日加工油页岩2000吨的工业试验装置的可行性研究报告已初步通过。
我国石油供需缺口逐年加大,石油供不应求的矛盾将长期存在。好在我国还有丰富的油页岩资源。因此,我国及早做好准备,迎接世界油页岩大开发的到来。通过油页岩大开发,接替部分常规油气,缓解我国能源压力。
根据我国具体情况,业内建议开展全国新一轮油页岩资源调查和评你制定油页岩勘探、开发技术标准及规范;政府牵头组织有实力的科研院所进行联合攻关,尽快形成适合我国实际的干馏、燃烧新技术新工艺;政府制定类似煤层气的油页岩勘探开发产业扶植政策;积极发展油页岩综合开发利用技术,最大限度地保护环境;适度引进国外技术和资金,坚持“以我为主”的勘探开发原则。
油页岩开采和干馏的各个环节都有可能对环境造成威胁,正是为了解决环保问题,所以提出了综合利用的思路。
在开采环节,由于油页岩埋藏在地下,需要不断抽出地下水,这与开采煤炭等矿产对环境造成的危害一致。由于煤矿行业对于这个环保问题有许多自己的解决办法,钱家麟认为不是油页岩开采利用的主要环保问题,主要问题仍然在干馏环节。由于在页岩油气的冷却环节必须直接使用大量的水,所以会使水被污染。国外对于污水的解决办法一般是采用生物处理,培养细菌分解水中的污染杂质,但成本较高。目前解决办法是,改进工艺,尽量少用冷却水,并采取循环供水的办法,少量水的排放,可用于种树,或者焚烧掉。
环保问题是油页岩开发利用中最重要的问题。如果解决得不好,不仅会污染土壤、水源、空气,还会对周围的环境造成破坏。所以在油页岩开发利用项目的前期规划中,需将总投资的20%投入到环保设施中
发展页岩油产业的必要性
1.发展页岩油产业可以形成对我国石油资源的重要补充
1993年我国再次成为石油净进口国,此后我国石油消费快速增长,而同期国内原油产量增长缓慢,供需缺口逐年加大。2007年我国石油对外依存度已经达到50%,2008年达到51%。根据国家能源局有关材料,在2020年之前,我国石油消费量每年仍将以3.5%的速度增长,预测到2015年左右达到5.2×108t,到2020年左右达到6.2×108t;之后,石油消费年增长速度将放慢到1.8%左右,预测到2030年左右达到7.4×108t。而同期我国原油产量每年大约增长300×104t,到2015年左右产量达到2.05×108t,到2020年左右产量达到峰值2.2×108t,并稳定到2030年左右。由此推测,到2015年、2020年、2030年,我国石油供需缺口将分别为3.15×108t、4.00×108t和5.20×108t,如果没有其他替代资源补充,届时我国石油对外依存度将分别达到61%、65%和70%。国际上公认,如果一个大国的石油对外依存度达到70%临界点,那么这个国家的能源将不安全。因此,到2030年我国的能源安全形势将非常严峻。
庆幸的是我国有非常丰富的油页岩资源尚待开发。如果今后能加强全国油页岩资源勘查,我国大规模发展页岩油产业将有资源基础。按第四章预测,在高速发展情景下,到2020年全国页岩油产能可以达到800×104t,相当于再造两个华北油田(2008年油产量434×104t);到2030年全国页岩油产能可以达到2000×104t,相当于再造半个大庆油田(2008年原油产量4020×104t)。因此,2020年、2030年预测页岩油产能是相当可观的,如替代石油,可以降低我国石油对外依存度分别为1.29%和2.71%,当年可以节约外汇(按原油价格80美元/桶计算)分别为44.80亿美元、112.00亿美元(表6-1)。因此,发展页岩油产业,可以对我国紧缺的石油资源形成重要补充。
表6-1 未来20余年全国页岩炼油效益预测
2.发展页岩油产业有明显的经济和社会效益
发展页岩油产业,对发展地方经济、增加就业机会具有重要意义。按目前我国页岩油产业情况,从业人均产能为181.82×104t,税前利润为1500~2000元/t页岩油。据此推测,到2020年和2030年全国页岩油产业当年可以实现税前利润分别为120~160亿元和300~400亿元人民币,累计税前利润分别为600~800亿元和2700~3600亿元人民币;实现就业人数分别为4.4万和11万(表6-1),很显然,经济和社会效益十分明显。
发展页岩油产业,是煤矿综合利用的重要方向,符合国家“综合利用、变废为宝”的产业鼓励政策。我国少部分油页岩矿是煤炭资源的伴生矿产资源,在煤炭开采过程中,这些油页岩资源以副产品形式也被开采出来,如不利用就堆放在矿山附近,不仅浪费资源,而且影响当地生态环境,甚至自燃带来安全隐患。除抚顺矿业集团很好地利用了煤炭的副产品油页岩资源外,甘肃窑街煤矿、山东龙口煤矿、兖州煤矿、黑龙江达连河煤矿在生产过程中都开采出来大量的油页岩资源,没能很好地利用。这些矿山近年来都作出了综合利用油页岩资源的发展规划,有的矿山已经着手建设页岩炼油厂。
3.发展页岩油产业是解决大量石油替代资源的最佳出路
石油不仅是能源,而且是重要的化工原材料。我国石油消费主要用于交通运输、化纤、化工行业,没有石油的支持,整个经济社会的发展是不可想象的,特别是国防离不开石油。然而,自1993年我国石油出现短缺以来,石油对外依存度越来越高,近两年达到50%,预测到2030年达到70%左右。国际原油价格大幅波动,严重影响石油进口国家的社会经济平稳发展。例如,美国纽约原油期货价格从2005年底的35美元/桶攀升至2007年3月底的70美元/桶,用了1年3个月时间实现翻一番;从2007年8月底的70美元/桶上升到2008年7月11日的147美元/桶,用了不到1年时间又实现翻一番;此后原油价格一路下滑,到2008年12月19日降到33.87美元/桶,在短短5个月内就已被打回原形。2008年我国进口石油因价格上升多付出了3600亿元人民币。长期大量进口石油,不但耗用高昂外汇,增加了企业成本,而且也大大增加了外交成本和国防开支,国际油价波动将严重影响国内经济的正常运行,更关系到国家安全。
为了保障国家能源安全,我国大力组织发展各种新能源、可再生能源,以解决能源短缺的“瓶颈”,并取得了可喜的成绩。但可再生能源如太阳能、风能、水能都不能直接变成液体燃料,更不能成为化工原材料。有些可以代替汽油、柴油的生物燃料,却因我国人多地少的客观条件而暂时无法大量推广。2008年我国100×104t燃料酒精的生产能力已造成全国玉米涨价,引发猪肉供应风波,政府不得不叫停以粮食为原料的在建燃料酒精项目。事实说明,由于我国人均耕地少,所以不能学美国、巴西用大片土地来种植生物燃料。
要解决大量石油替代能源,路在何方?应走多元化道路。我们认为,在众多可替代能源中,页岩油是一种可选用的、现实的石油替代能源。与其他替代能源相比,页岩油有它自己的优点:油页岩加热就可出油,页岩油改质后其性质和天然原油相近,可以利用现有的炼油厂加工,不必另外建炼油厂;油页岩资源丰富,矿产集中,可以大规模机械化、自动化开发生产,即使有些小矿,也可以将页岩油运在一起集中加工,可以替代大量石油产品;页岩油改质后的产品和现有石油产品相似,不需要另行制定新的产品标准,不需要改造现有使用石油产品的机械设备;可以使用现有的使有储运设施和销售分配系统。
我国油页岩资源极其丰富,制约油页岩产业发展的资源、技术、环境、经济等几方面的因素,经过几十年的研发,各方面都有了新的突破。目前,我国油页岩查明资源储量增长了一倍,页岩炼油工艺成熟,环境保护问题通过加大科技投入、政策调控是可以解决的,页岩炼油成本已低于国际原油价格之下许多,发展油页岩产业是解决大量石油替代能源的最佳出路之一。
页岩油是一种比较现实的石油替代能源,我国可以吸取世界先进技术,进一步研究开发出更适合我国国情、更适合我国油页岩特性的加工技术和成套综合利用工艺,建设有中国特色的油页岩产业。
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