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抚顺页岩油性质及其加工方案探讨

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抚顺 页岩 油性 及其 加工 方案 探讨
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抚 顺 页 岩 油 性 质 及 其 加 工 方 案 探 讨宋   岩(抚 顺 矿 业 集 团 有 限 责 任 公 司 页 岩 炼 油 厂 ,辽 宁 抚 顺   113115)摘   要 :分 析 了 抚 顺 页 岩 油 的 性 质 ,根 据 分 析 结 果 及 产 品 使 用 方 向 的 不 同 提 出 了 三 种 加 工 方案 ,并 对 三 种 方 案 进 行 了 简 单 比 较 ,为 以 后 页 岩 油 的 加 工 方 向 提 供 了 参 考 。关 键 词 :页 岩 油 ;性 质 ;加 工 ;方 案中 图 分 类 号 :   文 献 标 识 码 :A     文 章 编 号 :100528397 (2004) 0420049203收 稿 日 期 :2004206221作 者 简 介 :宋   岩 (1969 — ) ,女 ,满 族 ,辽 宁 本 溪人 ,抚 顺 矿 业 集 团 有 限 责 任 公 司 页 岩 油 厂 工 程 师 ,电话 :0413 - 2547723 转 6035。页 岩 油 是 油 页 岩 经 热 加 工 后 ,其 有 机 质 受 热分 解 生 成 的 产 物 ,类 似 天 然 石 油 ,但 含 有 较 多 的 不饱 和 烃 类 及 氮 、 硫 、 氧 等 非 烃 类 有 机 化 合 物 ,又 称“ 人 造 石 油 ” 。 上 世 纪 50 - 60 年 代 ,我 国 在 页 岩 油工 业 方 面 发 展 迅 速 ,60 年 代 以 后 ,由 于 大 庆 油 田的 开 发 ,页 岩 油 工 业 处 于 停 滞 状 态 ;90 年 代 以 后 ,随 着 矿 区 转 型 的 需 要 ,页 岩 油 工 业 有 所 发 展 ;进 入21 世 纪 以 后 ,能 源 问 题 日 趋 严 重 ,国 内 原 油 产 量不 能 满 足 需 求 ,国 际 原 油 价 格 不 断 上 涨 ,这 为 页 岩油 工 业 的 重 新 崛 起 提 供 了 很 好 的 契 机 。 笔 者 以 抚顺 页 岩 油 为 例 ,就 页 岩 油 的 性 质 及 加 工 方 向 进 行探 讨 。1   页 岩 油 的 性 质页 岩 油 常 温 下 为 褐 色 膏 状 物 ,带 有 刺 激 性 臭味 。 页 岩 油 中 的 轻 馏 分 较 少 ,汽 油 馏 分 一 般 仅 为215 %~ 217 % ;360 ℃ 以 下 馏 分 约 占 40 %~ 50 % ;含 蜡 重 油 馏 分 约 占 25 %~ 30 % ;渣 油 约 占 20 %~30 %。 页 岩 油 中 含 有 大 量 石 蜡 ,凝 固 点 较 高 ,含 沥青 质 较 低 ,含 氮 量 高 ,属 于 含 氮 较 高 的 石 蜡 基 油 。页 岩 油 的 性 质 如 表 1。为 了 进 一 步 了 解 页 岩 油 中 轻 柴 油 馏 分 和 重 柴油 馏 分 的 产 率 及 性 质 ,将 实 际 沸 点 切 割 所 得 各 窄馏 分 ,按 比 例 适 当 混 合 成 轻 柴 油 馏 分 及 重 柴 油 馏分 ,并 分 析 其 性 质 。 从 表 2 页 岩 轻 柴 油 馏 分 及 重柴 油 馏 分 的 性 质 可 看 出 ,页 岩 油 中 约 含 有 40 %左右 的 轻 柴 油 馏 分 ,其 十 六 烷 值 较 高 ,经 过 精 制 后 可用 作 高 速 柴 油 机 燃 料 ,页 岩 油 中 重 柴 油 馏 分 含 有大 量 石 蜡 ,也 称 为 含 蜡 油 ,从 中 脱 出 的 石 蜡 经 硫 酸— 白 土 精 制 或 加 氢 精 制 后 ,可 作 为 商 品 石 蜡 出 售 。脱 蜡 油 精 制 后 ,可 作 为 中 速 柴 油 机 燃 料 、 热 裂 化 或加 氢 裂 化 原 料 ,页 岩 残 油 在 室 温 下 为 黑 色 沥 青 状固 体 ,直 接 作 为 燃 料 油 使 用 时 ,其 凝 固 点 过 高 ;生产 沥 青 时 ,沥 青 质 量 较 差 ,但 经 过 焦 化 能 生 产 优 质石 油 焦 。表 1   页 岩 油 性 质分 析 项 目 分 析 结 果 分 析 项 目 分 析 结 果11 密 度 / g· 3 018903 101 灰 分 / % 010821 酸 / %(体 ) 316 111 闪 点 / ℃ 13331 碱 / %(体 ) 214     燃 点 / ℃ 14641 运 动 粘 度 V 50/ 1122 121 热 值 (4519851 凝 固 点 / ℃ 36 131 机 械 杂 质 / % 014461 含 蜡 量 / % 2012 141 水 分 / % 012471 沥 青 质 / % 0185 151 元 素 分 析 / %81 胶 质 (硫 酸 法 ) / % 42         C 8512991 馏 程         H 12109初 馏 点 / ℃ 216         S 015410 %馏 出 温 度 / ℃ 274         N 112720 %馏 出 温 度 / ℃ 298         O 017130 %馏 出 温 度 / ℃ 320         C/ H 710640 %馏 出 温 度 / ℃ 36050 %馏 出 温 度 / ℃ 383中 国 科 学 院 大 连 石 油 研 究 所 曾 对 抚 顺 页 岩 油全 馏 分 的 轻 、 重 、 残 油 馏 分 进 行 了 族 组 成 分 析 。 结果 表 明 : 页 岩 油 全 馏 分 含 有 主 烃 6315 % ,非 烃3615 % ;烃 类 中 饱 和 烃 的 含 量 随 着 馏 分 沸 点 的 上升 而 增 加 ,在 350 ℃ 以 下 的 轻 油 中 ,饱 和 烃 占 有 烃2004 年 第 4 期                煤 炭 加 工 与 综 合 利 用 &                       2004类 总 量 的 38 % ,而 在 350~ 450 ℃ 重 油 中 ,饱 和 烃占 其 烃 类 总 量 的 50 % ;烯 烃 的 含 量 随 着 沸 点 的 升高 而 减 少 ,含 量 在 22 %~ 37 % ;芳 香 烃 的 含 量 随着 沸 点 的 升 高 而 略 有 增 加 , 占 轻 油 中 烃 类 的25 % ,占 残 油 中 烃 类 的 32 % ;此 外 硫 化 物 、 含 氧 化合 物 、 含 氮 化 合 物 各 约 占 10 %、 10 %、 30 %。表 2   页 岩 轻 柴 油 馏 分 及 重 柴 油 馏 分 的 性 质馏 分 切 取 的温 度 范 围 / ℃密 度 g· 3馏     程10 %馏 出 20 %馏 出 30 %馏 出温 度 / ℃ 温 度 / ℃ 温 度 / ℃凝 固 点/ ℃50 ℃ 运 动粘 度 / ,320 018584 224 259 290 - 15 2135 1175 2910初 馏 点 ,330 018612 225 264 297 - 7 2150 1178 3312初 馏 点 ,340 018613 226 269 305 - 4 2160 1181 3610340~ 420 018930 34 1211 3317了 解 了 页 岩 油 的 组 成 及 所 占 比 例 ,为 确 定 合理 的 加 工 方 案 进 一 步 提 供 了 理 论 上 的 依 据 。2   页 岩 油 加 工 方 案我 国 的 页 岩 油 目 前 一 般 作 锅 炉 燃 料 或 船 用 燃油 ,这 对 页 岩 油 的 资 源 利 用 非 常 不 合 理 。 从 上 面对 页 岩 油 的 性 质 及 馏 分 分 析 可 以 看 出 ,页 岩 油 的加 工 方 案 可 以 有 多 种 ,但 就 主 要 产 品 使 用 方 向 而言 ,主 要 有 以 下 三 种 加 工 方 案 。(1)以 生 产 “ 轻 质 燃 料 ” 为 目 的 的 加 工 方 案 ,工艺 流 程 如 图 1。将 加 氢 生 成 的 油 经 碱 洗 后 切 割 ,小 于 120 ℃图 1   以 页 岩 油 生 产 “ 轻 质 燃 料 ” 的 工 艺 流 程的 馏 分 作 为 车 用 汽 油 ,120~ 220 ℃ 时 的 馏 分 为 航空 煤 油 ,220~ 330 ℃ 时 的 馏 分 作 为 0 号 轻 柴 油 或经 冷 榨 脱 蜡 生 产 10 号 轻 柴 油 ,大 于 330 ℃ 的 馏 分作 为 热 裂 化 原 料 。 此 外 ,还 从 生 成 气 中 回 收 氨 及硫 化 氢 等 副 产 品 。 加 工 过 程 生 成 的 气 体 烃 ,作 为制 氢 或 叠 合 与 烃 化 的 原 料 。(2)以 生 产 “ 化 工 原 料 ” 为 目 的 的 加 工 方 案 ,工艺 流 程 如 图 2。将 焦 化 石 脑 油 和 轻 瓦 斯 油 混 合 ,单 独 中 压 加氢 精 制 后 ,其 生 成 油 作 为 蒸 汽 裂 解 制 乙 烯 原 料 ,并05         煤 炭 加 工 与 综 合 利 用 2004 年 第 4 期能 生 产 一 定 量 的 丙 烯 、 丁 烯 、 丁 二 烯 等 化 工 原 料 。此 方 案 的 产 品 都 是 化 工 原 料 。图 2   以 页 岩 油 生 产 “ 化 工 原 料 ” 的 工 艺 流 程(3)以 生 产 “ 燃 料 和 化 工 原 料 ” 为 目 的 的 加 工方 案 ,工 艺 流 程 如 图 3。将 页 岩 焦 化 石 脑 油 和 轻 瓦 斯 油 分 别 加 氢 精制 ,两 者 在 深 加 工 之 前 均 分 别 以 稀 碱 及 稀 酸 溶 液抽 出 其 中 的 酸 性 组 分 及 碱 性 组 分 ,并 用 于 制 取 酚类 、 环 烷 酸 及 吡 啶 、 喹 啉 类 化 工 产 品 。 抽 后 余 油 的氮 含 量 已 大 大 降 低 ,这 样 可 降 低 加 氢 技 术 的 难 度 ,并 容 易 在 工 业 上 实 现 增 产 汽 油 、 喷 气 燃 料 及 轻 柴油 等 发 动 机 燃 料 的 目 的 。图 3   以 生 产 “ 燃 料 和 化 工 原 料 ” 为 目 的 的 工 艺 流 程3   结   论(1)抚 顺 页 岩 油 是 属 于 含 氮 较 高 的 石 蜡 基 油 。(2)抚 顺 页 岩 油 中 含 有 有 价 值 的 化 工 原 料 ,不应 将 其 作 为 锅 炉 燃 料 。 应 对 其 进 行 合 理 的 加 工 利用 ,以 取 得 较 好 的 经 济 效 益 。(3)页 岩 油 加 工 方 案 有 很 多 种 ,应 根 据 实 际 需求 来 选 择 其 加 工 方 向 。(4) 在 今 后 一 段 时 期 内 ,开 发 、 利 用 页 岩 油 将是 解 决 我 国 能 源 安 全 的 途 径 之 一 。参 考 文 献 :[1 ]   侯 祥 麟 . 中 国 页 岩 油 工 业 [ M ] . 北 京 : 石 油 工 业 出 版 社 ,1984.[ 2 ]   钱 鸿 业 ,等 页 岩 油 新 加 工 方 案 [J ] 学 报 ,1989 ,5(1) 技 术 治 理 矿 井 瓦 斯用 生 物 技 术 治 理 矿 井 瓦 斯 始 于 上 世 纪 30 年 代 末 。 上 世 纪 70 年 代 初 ,俄 罗 斯 科 学 院 的 微 生 物 专 家 和 莫 斯 科 采 矿 研 究 院 的 科 学 家 们 共同 开 发 了 一 种 能 比 较 有 效 地 控 制 煤 矿 中 煤 层 和 采 空 区 甲 烷 含 量 的 生 物 细 菌 技 术 。 该 技 术 基 于 在 有 氧 的 条 件 下 ,噬 甲 烷 菌 将 甲 烷 氧 化 为 二氧 化 碳 的 原 理 。 该 技 术 已 在 顿 涅 茨 克 和 库 兹 涅 茨 克 煤 田 的 矿 井 中 ,在 工 业 试 验 条 件 下 进 行 了 试 验 。 煤 矿 的 煤 层 和 采 空 区 中 的 甲 烷 含 量 可比 初 始 降 低 30 %~ 60 %。俄 罗 斯 科 学 家 应 用 生 物 技 术 治 理 煤 矿 瓦 斯 进 行 了 两 方 面 的 试 验 :一 是 降 低 采 空 区 中 排 出 的 甲 烷 量 。 在 采 空 区 喷 射 活 性 噬 瓦 斯 生 物 菌 ,形 成 一 个 具 有 吞 噬 瓦 斯 作 用 的 氧 化 菌 生 物 过 滤 层 ,达 到 将 从 采 空区 排 放 出 的 瓦 斯 进 行 分 解 与 氧 化 的 目 的 ,使 排 放 到 工 作 区 的 瓦 斯 浓 度 降 低 。 其 原 理 是 噬 甲 烷 菌 能 够 在 30~ 40 ℃ 的 条 件 下 实 现 捕 获 甲 烷 等气 体 氧 化 物 ,并 消 化 其 氧 化 的 产 品 甲 醛 和 二 氧 化 碳 。二 是 在 煤 层 开 采 前 降 低 煤 层 中 的 甲 烷 浓 度 。 通 过 特 殊 的 钻 井 系 统 将 活 性 噬 瓦 斯 生 物 菌 培 养 物 注 入 到 煤 层 中 。 (中 梅 )152004 年 第 4 期 宋   岩 :抚 顺 页 岩 油 性 质 及 其 加 工 方 案 探 讨    
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