1、頁巖油加工燃料油可行性分析報告 一、發展背景能源制約著國家經濟的發展，隨著國際石油的日益衰竭，發展中的國家經濟快速發展， 對能源的需求量越來越大，進口石油量有增無減，且增長的速度逐年加大。世界油頁巖儲量 豐富,干餾得到的頁巖油可作為石油的補充能源。除提取頁巖油外，油頁巖由于其特殊的組 成和結構還可用于發電、化工、醫藥、建筑、農業等方面。提取頁巖油后的灰渣還可以用來 制造陶粒、水泥等建筑材料，以及農用肥料等。因此油頁巖具有很大的綜合開發潛力在高油價時代，有關國家對油頁巖的開發利用活躍起來.美國國會于2005年通過了發展 非常規能源的法案，掀起了油頁巖干餾煉油的研發高潮。美國總統布什于2008年6

2、月18 日聲明，支持發展油頁巖，鼓勵國會放開對批準頁巖油試驗用地的限制。美國內政部己批準 了 6項給予石油公司的土地礦產租賃項目，支持開展油頁巖干餾煉油。美國科羅拉多礦業學 院在2006年、2007年、2008年連續召開了第26屆、27屆、28屆國際油頁巖會議，參與人 員眾多。當前，美國有29家公司正開展油頁巖加工利用的研究，其中14家公司開展地下干 餾，11家開展地上干餾的研發，2家公司開展頁巖油加氫制取輕質油品研究。上述這些公司 大多數正處于實驗室或數學模擬，或概念研究階段，只有殼牌公司正在進行現場地下干餾的 中試，還有一些公司正籌劃開展實地試驗，另有幾家公司則在致力于干餾新技術的開發。

3、中國油頁巖的開發利用起步較早，規模也比較大，但長期以來并沒有明顯進步。1959年頁 巖油的產量達到70多萬噸，占世界的50%以上.1959年遼寧撫順年產頁巖油72萬噸，1953 年樺甸年產頁巖油5萬噸，19621992年，廣東茂名共生產頁巖油300萬噸。20世紀60 年代以后，由于中國常規油氣田的大量發現，油頁巖提煉油氣成本相對較高，頁巖油生產規 模逐漸減小，并淡出油品市場，油頁巖開發利用技術也止步不前。近年來，由于上輪全球能源需求的增長和解決廢棄油頁巖環境問題的需要，油頁巖的勘探開 發面臨新的機遇。撫順、樺甸、羅子溝、黃縣等老油頁巖礦先后恢復了頁巖油生產。2008 年，國內年產頁巖油約40萬

4、噸，其中撫順礦業集團油頁巖煉油廠是目前中國正在運行的、 最大的油頁巖提煉廠，其產量達到35萬噸.在油頁巖利用技術方面，國內相關企業也開展了研究工作。針對現有撫順爐單臺裝置處理能 力小、油收率低、污染環境等缺點，撫礦集團于2006年成立了”遼寧省撫礦集團工程技術研 究中心”將油頁巖綜合利用作為重點，開發大型油頁巖干餾新工藝和相應的生產裝置，研發頁 巖油生產過程的廢水、廢渣的處理與循環利用技術。中煤集團支持其所屬的龍江哈爾濱煤化 工公司開展油頁巖流化干餾煉油的中試（日加工油頁巖50噸），已取得初步成功，日加工油 頁巖2000噸的工業試驗裝置的可行性研究報告已初步通過.中石油支持大慶油田采用大連理

5、工大學開發的顆粒頁巖固體熱載體干餾技術，擬建設日加工2000噸柳樹河油頁巖的工業試 驗裝置。中國油頁巖資源儲量豐富，在煤炭開采過程中也產生了大量油頁巖，開發利用油頁巖不僅可 以緩解石油供需矛盾，還可以解決因廢棄油頁巖造成的環境問題，提高資源利用率。因此中 國應該重視油頁巖方面的研究，推動開發利用技術進步，加快油頁巖行業發展。總的來說，影響我國乃至世界油頁巖發展的三個關鍵因素為經濟、資源、環保。經濟問題：油頁巖工業發展史表明，當在低油價生的時代，油頁巖的生產成本無法與石 油想競爭，同樣在那時，油頁巖燃燒發電的成本難與燃煤或燃油的發電站競爭。油頁巖的發 展一時處于低迷時期，更嚴重者處于停產。進入2

6、1世紀以來，各個國家對能源的需求量在不 斷上升，在加上人們過去利用的能源絕大部分為不可再生資源，其可采量在不斷下降，因而 石油等資源的低價格時代已一去不復返，油價高漲到160美元/桶.現在，全球又在面臨著 經濟危機的難題，能源的價格更是不斷上漲和下降，造成國際能源的不穩定性。由于經濟效 益以及對液體燃料的日益增長的需求，為今后油頁巖工業的發展提供了良好的前景。資源問題:影響油頁巖發展的基本條件是資源量的問題，其儲量的大小決定著開采利用是 否有經濟價值。當今世界油頁巖的儲量折算成頁巖油量接近4200億噸，大大超過當前世界 可原有可采儲量的1725億噸。2003年，國土資源部、國家發改委和財政部，

7、委托吉林大學開 展油頁巖資源的評價工作.2006年發表其成果:全國油頁巖資源為7199. 37億噸，頁巖油資源為476. 44億噸，壓 延有可回收資源為119. 94億噸：全國油頁巖形成的地質年代范圍很寬，且從西至北形成的 年代逐漸變新：中國油頁巖的含油率中等偏好：埋藏較淺，易于開采。環保問題：2010年，全球范圍召開的歌本哈根會議再次讓人們認識到環保問題的緊迫 性和重要性。過去油頁巖干餾煉油和燃燒發電不太注意環保，其他含碳資源的利用在很大程 度上污染了地球環境。現在，國家對環保的重視和技術的革新，采用了更多的環保技術措施， 使得“三廢”的排放量達到標準。廢水可在脫硫后焚燒汽化掉,可去鍋爐燒掉

8、，也可用于濕潤 頁巖灰。廢氣可脫去氧化硫后在排放：在產生的氣量大、蒸汽含量多的時候，可采取冷去水 循環使用，以減少用水量，多余的水可加入爐底水盆，可實現水的“零排放”頁巖灰還可用 于生產水泥等建材。以上表明，只要重視和妥善處理三廢”，都可達到環保標準.綜上所述，油頁巖可看作是石油的補充能源。我國油頁巖具有資源豐富，分布范圍廣， 部分在淺部，可露天開采、成本大大低于石油的有利條件.在加上我國有頁巖油生產和科研 的基地，有七十年的生產歷史，累積了較為豐富的生產經驗，且對油頁巖加工的副產物頁巖 灰、粉末油頁巖等的利用都取得了一定的成效。二、油頁巖的儲量與加工概況1油頁巖的物質組成油頁巖是一種沉積巖，

9、具有無機礦物質的骨架，固體有機質充填于無機礦物質的骨架內 油頁巖是一種固體化學燃料，其無機礦物質的含量占主導，而有機質的含量通常只占油頁巖 質量的10 一 25%，一般不超過35%.有機物質主要是油母質和少量可溶瀝青。油頁巖無機 礦物質的組成較復雜，通常包括黏土類礦物（高嶺石、蒙脫石、伊利石、碳酸鹽類礦物（白 云石、方解石）、石英、黃鐵礦等。此外還會有少量的銅、鉆、鉬、釩等金屬化臺物以及微 量的稀有金屬及放射性元素。2中國油頁巖的分布及儲量、油頁巖形成的地質年代自寒武紀（距今約500-600百萬年）至第三紀（距今280百萬年）的地層中均存在，包 括寒武紀、奧陶紀（距今4405O0百萬年）、泥盆

10、紀（距今350410）、石炭紀（距今280-350 百萬年）、二疊紀（距今230280百萬年）、三疊紀（距今195230）、侏羅紀（距今140195 百萬年）、白堊紀（距今80-140百萬年）以及第三紀等.因為在較安定的環境下才能生成油 頁巖.在上述一些年代里，地球的構造運動相對較穩定，有利于油頁巖的形成。中國的油頁 巖生成的地質年代主要為中生代和新生代。少量在石炭紀和二疊紀。、中國油頁巖的分布及儲量中國油頁巖資源豐富，分布范圍，達20個省和自治區，計47個盆地，共80個礦區。4 7個盆地中主要有撫順盆地、茂名盆地、樺甸盆地、黃縣盆地、鄂爾多斯盆地、松遼盆地農 安礦區、民和盆地、新疆博格達山北

11、麓礦區、黑龍江省達連河礦區。中國油頁巖主要分布與 東部和中部，其次為青藏、西部和南部。全國油頁巖預測資源約為7200億噸,這算成頁巖油 資源約為476億噸油頁巖查明資源500億噸，折算成頁巖油的查明資源約為27. 4億噸， 其中可開發利用的查明頁巖油資源約11億噸.這表明中國油頁巖資源豐富，但勘探程度低。 因進一步加強勘探。3中國油頁巖的加工利用油頁巖的主要加工方法為干餾，即在隔絕空氣或氧氣的情況下，被加熱至400500C, 油母質熱解，產生頁巖油、干餾氣、固體含碳殘渣及少量的熱解水。由此看出，油頁巖實際 上并不含油，而必須加熱至一定溫度時，油母質熱解后才產生頁巖油。然而，不同產地油頁巖 干餾

12、所得的頁巖油的組成會有相當的不同，同產地的油頁巖不同干餾工藝所得的頁巖油也有 所差異。這主要有千餾溫度和油母質烴類的含量有關。油頁巖加工中，充分利用其有機質制取頁巖油，回收干餾氣體中的氨、硫化氫、毗啶、 酚等作為化工原料，以及顆粒粉末油頁巖燃燒產氣發電外，還應盡可能的利用干餾后的頁巖 灰。中國早有頁巖油副產物的利用。如撫順礦務局有兩座煉油廠，每年約生產頁巖油15萬噸， 頁巖油廠利用干餾所產生的剩余氣體與內燃機燃燒發電。撫順礦務局建成的水泥廠，利用頁 巖灰做原料，每年消耗頁巖灰10余萬噸，生產30萬噸水泥，同時，頁巖油也大量用于礦井 充填。在茂名、吉林樺甸、山東龍口、廣東逐溪等處均得到充分的利用

13、。三、頁巖油的性質我國頁巖油基本都是將油母頁巖，在帶有氣化段的內熱式干餾爐中低溫干餾所得。其性 質近似，常溫下為褐色膏狀物，帶有刺激性臭味。頁巖油中輕餾分較少，汽油餾分僅為2.52。 7%，360 C以前餾分約占4050%，含蠟重油餾 分約占2530%，渣油約占2030%，頁 巖油中含有大量石蠟，凝點較高。我國各地頁巖油的性質如表一1。表一1我國各地頁巖油的性質理化性質撫順茂名樺甸窯街比重D0。 90330。 91220。 87890.9300溚酸，%（體）3。72。81。0溚堿，（體）2。51。45。7運動粘度，V50厘沱10。39.65。12.23凝固點，C33302626含蠟量，%20.

14、213。25.910。0瀝青質，0.851。540。94.98膠質（硫酸法）,424236殘炭，%2。201。12餾程：初餾點，C21621417321110%餾出溫度，C26425922125820%餾出溫度，。C29328325028430%餾出溫度，C31830627831140%餾出溫度，C34333030133450%餾出溫度，C362350331366(46%)元素組成：C，%85.3984。8285.1784。84H，%12。0911。4012.2311.09S,%0.540。480。420.70N，%1.271.100.750.97O,%0。712.201.432。40C/H7

15、。067。406。947.65特性因素11。5211.4011。65-我國頁巖油中約含有40%左右的輕柴油餾分，約含有45%左右的重柴油餾分，其十六烷值 較高，經過精制后可作高速柴油機燃料.我國頁巖重柴油餾分含有大量石蠟，也稱為含蠟油, 從中脫出的石蠟可作為商品出售。脫蠟油精制后可作為中速柴油機燃料，熱裂化或加氫裂化 的原料油。頁巖殘油在室溫下為黑色瀝青狀固體，直接作為燃料使用時，其凝固點過高.生產瀝青時， 瀝青質量較差。但經過焦化能生產優質石油焦。因此，頁巖殘油一般作為焦化原料油。頁巖油中有較多的含氮、含硫、含氧等非烴化合物。因而頁巖油產品的安定性極差，儲存時， 容易受空氣中氧的影響以及光和

16、金屬的催化作用而生成膠質，故必須進行深度精制才能得到 合格的產品。由于頁巖油中含氮、硫、氧非烴化合物較高，輕餾分少，重餾分多，所以必須采用深度加工 與精制相結合的流程，才能得到更多的優質發動機燃料。頁巖油中含有一些石蠟，要從頁巖油中提取石蠟，首先要將頁巖原油進行常減壓蒸餾,切取沸 程340420的含蠟餾分油，然后在套管結晶器中冷凍，使蠟從油中結晶析出。再在板框過 濾機中進行油蠟初步分離。從板框過濾機中得到的蠟膏，含油在15%左右，蠟膏為黑褐色， 其中含有較多的瀝青質和膠質，這些雜質導致蠟結晶時，形成細小的針狀結晶，而降低發汗 脫油效率（從蠟中以加熱方式分離出去少量油分及低熔點蠟的過程稱為發汗）

17、因而蠟膏在發 汗脫油前必須進行酸堿精制，然后再送發汗裝置進行脫油和脫掉低熔點蠟。發汗后所得的蠟 還須用白土或酸-白土。或加氫精制脫除蠟中殘存的雜質。綜上所述，從頁巖油中提取石蠟是件很麻煩的事。加工過程多，又都是間斷操作。對于年加 工2萬噸以下頁巖油的小廠來說，不宜從頁巖油中提蠟，最好是將頁巖油中的石蠟裂化成柴 油組分。四、頁巖油連續生產提煉汽柴油設備特點花都久金機械設備有限公司經多年研究，成功開發出的頁巖油提煉柴油領先技術，徹底 解決了傳統頁巖油煉柴油油品發黑，粘度大，密度高，易氧化，臭味大，主要指標相差甚遠 等弊端，其突出優勢有以下幾點：1、整套裝置體積小，產量高,易操作，可連續加油連續生產

18、。2、該工藝是在低溫常壓下進行，安全系數高，所得油品顏色淺淡黃，粘度小，含硫 量低.3、高效的廢氣回收系統.在煉油過程中，會產生少量的不能液化的氣體，這些氣體通過 兩道安全裝置水封和燃氣噴嘴充分燃燒，即消除了廢氣污染又節約了大量的燃料。4、燃燒器采用國內先進的反燒技術，生產過程是在無煙的環境中運行的，環保效果良好， 煙道出口達到國家級排放標準.5、獨特的防爆安全裝置，可讓您無后顧之憂.6、低能耗、高效率：多級催化裂化生產方案，提高了產品的品質。經過多級催化后即 分子經過有效定向切割后，就能基本達到汽油和柴油的要求。通過連續作業及多級換熱技術， 較間歇式一次用熱設備節能50%以上、工效提高200

19、%以上。7、蒸餾油收率高：較傳統方法比較，頁巖油的總體出油率可提升10%以上。獨有的 強力合成催化劑可使頁巖油提煉柴油的產生率達到93%以上。8、通過油性渣料蒸發器，可將蒸餾尾渣內的油份全部蒸發干凈，由此與含油尾渣排放 相比，頁巖油的總體出油率可提升5%以上。9、通過超低溫氣相冷凝裝置，可將輕組份不凝氣體中的部分輕組份進行液化收集，與 常溫水冷方式相比，頁巖油的總體出油率可提升2%以上。10、安全：通過PLC觸摸屏自動化控制系統，可將安全隱患提前排除。通過多路安全泄 壓裝置，可將安全隱患進行釋放處理。為了確保安全生產，特別設計了中央控制室，并分別 在生產的有關部位設置了各種儀表進行跟蹤監控，及

20、時將生產各個部位的數據反映到中央控 制室，及時了解或調整生產工藝的狀態，及時發現或處理生產中可能出現的不正常現象，能 夠迅速對非安全現象做出處置措施，即準確及時排除可能出現的安全隱患確保生產安全。11、環保：整個生產過程基本上是處于全密封操作，沒有直接排放三廢”的現象。通過 油性廢氣燃燒裝置，可使油性廢氣在鍋爐內得到充分燃燒放熱，鍋爐尾氣經過環保三級過濾， 堿液噴淋裝置達到無味、無色排放環保標準。冷凝用水采用循環再冷卻模式，實現無廢水排 放。殘渣燃燒通過燃燒放熱，最終的爐渣售往制磚廠，實現無廢渣排放12、加工周期短：通過恒量重復蒸發及氣相凈化裝置，可省去加酸、土洗精制過程可將 原料當天加工成商

21、品，當天出售。13、全方位自動化智能控制:通過PLC觸摸屏自動化控制系統，可將該裝備全方位智能控 制，各項數據可顯、可控。反應溫度的均衡關系到物料反應的準確順利的進行，如果溫度忽高忽低，裂解程度就會出現波動，太高的溫度會出現大量干氣即不凝氣體，從而降低油料的 收率;而太低的溫度就會導致裂化速度和程度低，即裂解的不完全性，同樣造成油料的質量 和產量偏低。14、采取封閉生產，壓力電接點控制，連續生產，安全無氣味，產品通過液相催化，氣 相催化，出來的成品不用酸堿精制，顏色淡黃，密度降低，碳鏈打斷在160-180之間,完全符 合柴油燃燒標準。本設備工藝多變性強，可以在氣相，液相內加入催化劑所得油品即刻

22、可以 出售，也可只在液相加入催化劑，裂解出輕質油品后再進行精制，以降低成本。15、加熱方式獨特：采用遠紅外線加熱和煤炭加熱綜合方式，既環保又節能。本設備除 原始開車即第一次對設備進行預熱后就基本可以不必另外使用煤炭或者電源等對物料進行 加熱，基本上可依靠生產中自身產生的熱量和干氣等自行加溫。與間歇式生產技術對比，每 加工一噸燃料油可節約燃料費用40%左右。16、獨特的高溫進料方式：迄今為止，一般中小型煉油企業通常使用的是立式反應釜或 臥式反應釜，生產時將原料一次性全部進入反應釜，采取逐步加溫的方式將原料汽化后逐步 蒸發，然后再逐步降溫后排渣我們采取了高溫條件下進原料、高溫條件下排出殘渣的工藝。

23、 本設備從進料到出油、排渣均為流水線，在第一次原始開車溫度達到要求后就可以在任何時 間連續的進料、汽化、催化裂化、出油、排渣，只要設備正常運轉，就完全實現不間斷連續 生產，大大的提高了生產效率.17、設計了多種形式的出渣方式。煉油中總是會分離出少量的殘渣，這些殘渣既可以將 其轉變為焦炭型的干渣，也可以將油渣中的油料不蒸發干凈，以便作為瀝青或其它用途。這 種選擇性可以更加適應市場的需求，獲得最佳的經濟效益和社會效益。五、頁巖油制取汽柴油的加工工藝關于頁巖油的加工有許多方案，諸如：熱加工-加氫精制流程；全餾分焦化輕油中壓 加氫精制流程;全餾分高壓固定床加氫精制流程等。各有獨到之處，也各有不足。但總

24、的說， 頁巖油用加氫裂化,加氫精制技術。能得到品質優良的產品.由于加氫裂化，加氫精制都需要氫氣，因而必須先建制氫裝置，特別是加氫裂化，加氫精制都 是在高溫高壓下進行，它不僅要求設備好材質好（不銹鋼），而且厚度大.因而設備投資也大， 且還要求有較高的操作技術。經大量試驗認為：年加工2萬噸頁巖原油，最好采用全餾分焦化一非臨氫降凝；輕質油催 化反應；再催化蒸餾工藝。所說的全餾分焦化一非臨氫降凝，如附圖所示：年產2萬噸頁巖油，采用全餾分頁巖油焦化-非臨氫降凝，輕質油精制后，再催化蒸餾工藝， 所用的焦化釜20個，催化蒸餾釜4個.用焦化釜并在釜頂設有固定床催化裂化反應塔。將頁巖原油送焦化釜中，在加熱下，頁

25、巖油 中的含蠟油和重油被熱裂化，有些膠質和瀝青質相繼變成焦炭，頁巖油中氮化合物經縮聚作 用,而留在重油和油焦中，使輕餾分油中的氮含量變小,重油中的氮化合物再進一步縮聚，又有 相當數量的氮進入焦炭中。頁巖油中的輕餾分和頁巖重油及蠟油蒸氣,從焦化釜出來，進入 焦化釜頂的催化裂化塔中，當其通過塔內，有催化裂化作用的催化劑床層時，大分子的油和 石蠟便被裂化成較小分子。不僅降低了油的凝點，而且，油更加輕質化.在催化裂化塔中裝 的催化劑，是專門為加工高含氮、高含蠟頁巖油而開發的含亞鐵的烴類裂化催化劑。它不是 當今世界廣泛應用的浮石分子篩型催化劑.浮石分子篩型催化劑易被頁巖油中的堿性氮化合 物中毒，壽命短。

26、撫順頁巖原油和樺甸頁巖原油，采用全餾分焦化-非臨氫降凝加工方法，所得輕質油收率占 頁巖原油93%。焦炭4%，氣體3%。六、頁巖油制取汽柴油的主要技術特點1、本設備采用常壓催化裂解工藝和產品化學萃取技術.2、配備的環保設備比較完善.（如廢氣回收利用系統和先進的反燒技術）3、獨特的高效脫色去味設計，低成本解決了產品的顏色和異味4、產量高，純凈的粗油出油率85 90%左右。5、改傳統物料單純蒸餾為多級催化裂解；6、改高溫熱裂解常規反應為非臨氫轉換反應；7、改高溫裂化為常壓低溫催化；8、改單效蒸發為雙效蒸餾；9、改出混合油為出好柴油，配以改性催化劑和綜合改質添加劑等技術新配方。10、設備設計合理，制造

27、工藝先進，自動化程度高，安全設施完備。11、用途廣泛，一機多用.如廢機油、變壓器油、車用齒輪油、車用廢機油、廢塑料油、 廢輪胎油、煤焦油等工業中廢棄的大部分廢油。七、設備適用的產品1、廢機油，廢塑料、廢輪胎煉制的粗油。2、廢油.比如：齒輪油，變壓器油、廢柴油機油、廢油渣、廢機油等。3、廢洗件油。4、煤焦油。5、生物瀝青油。八、頁巖油煉油配套主體設備及投資1、中溫常壓催化裂解爐5-10噸/20臺2、催化塔10個3、廢氣回收系統10套4、一級冷凝器系統10套5、過濾精制罐10個6、油水分離器（10臺套）7、汽油收集罐（10臺套）8、柴油收集罐（10臺套）9、煙道除塵系統（10臺套）10、中央電控制系統11、一級預熱管式系統（10臺套）12、二級預熱管式系統（10臺套）13、回流管路系統（10臺套）14、二級冷卻裝置系統（10臺套）以上主體設備全套投資約為160萬元左右（日產100噸）。九、配套設施及投資1、場地 500- 2000 E2、磚墻、鋼架、石棉瓦棚500 E3、化驗室、辦公室、配電室、門衛室、4、大門、二門、院墻5、水泥池500 E6、100噸水/日水井、水塔供水及排水8、消防配套設備9、男女廁所以上設