油页岩综合利用研究

【摘 要】介绍了油页岩的特性、油页岩可用于发电、制矸石砖、油页岩火烧岩用生产水泥原料和修路等方面的综合利用，阐述应用流态化干馏炼油技术生产轻质页岩油的节能项目。

【关键词】油页岩；综合利用

1、概述

油页岩（又称油母页岩）是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%，含油率大于5%，发热量超过7.54MJ/kg。油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外，油页岩还经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来。利用油页岩发电一般是指利用热值在1200大卡以上的油页岩，辅以适量的煤用于发电的利用方式，目前已初具规模。随着全球经济的发展，环境被破坏、石油消耗量加大，于是，油页岩这种可替代能源受到各国重视，油页岩的开发和利用也成为各国专家研究的重点。[1]

2、油页岩特性

油页岩经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来，黑龙江矿区内煤层内含大量的油页岩，油页岩与煤共生一矿，富集层有两个：煤层间和煤层上部厚层油页岩段。煤层上部厚层油页岩段，一般厚度在90-150m，最厚为178.54m，最薄为28.13m。在矿区的煤层间的油页岩厚度变化与煤层变化一致，厚度愈大含油率愈高，具开采价值。

通过详查采样，进行了工业分析、视密度、低温干馏、稀有元素、全硫及发热量测定，测定结果为：油页岩为黑灰色、细腻且可燃，可用炉火烧。油页岩中含水分值为：0.23―1.66%，平均1.04%；含灰量为48.46―89.47%，平均为79.08%。挥发份为55.25%―100.00%，平均为82.69%。在油页岩中，在低温干馏试验中所得半焦型为A型，油页岩的结焦性较好。但油页岩中含有有害元素硫，在煤层上部的油页岩段为特低硫，中煤层及中至下层的油页岩为特低硫至低硫。[2]

煤层上部油页岩段由于灰分大，不着火，没有发热量指标。上2至中煤层间04-7号孔测定干燥基高位发热量（Qgr，d）为15.25JM/kg，中至下煤层间在04-5号孔测定干燥基高位发热量（Qgr，d）为12.62JM/kg。煤层上部油页岩段含油率一般在1.65-5.42%，平均为3.67%，属于贫油层；上2至中煤层间油页岩含油率2.64～12.70%，平均为6.94%，属于富油层，中至下煤层间油页岩含油率为4.30～14.60%，平均为6.60%，根据5个钻孔中采取的样品化验，其中含油率在4～5间的4个点，≥6%的1个点，属于贫油层。[3]

根据上述分析，现阶段煤层上部厚层油页岩尚无工业利用价值，而煤层间油页岩具有工业利用价值，应加以利用。

目前，大部分油页岩分布区地质勘探程度低，很难对全球的油页岩资源量正确预测，只有部分国家对本国油页岩矿床进行了详细的勘探和评价工作。就目前的勘探情况而言，美国是世界上油页岩资源最丰富的国家，查明地质资源量为33400亿吨，折合页岩油为3036亿吨。

油页岩的工业指标没有统一规定，从成因和工业标准定义，油页岩是高灰分的固体可燃有机岩，作为工业矿产要求含油率大于5%，发热量超过7.54MJ/kg。它和煤的主要区别是灰分超过40%，它和灰质岩的主要区别是含油率≥5%。上2-中煤层间通过勘查采样测试含油率≥5%的点占总采样点的44%，据露天矿的开采实际，上2中煤层间的油页岩含油率较高，具工业价值。

3、油页岩的开发利用

在油页岩的开发利用方面，我国利用油页岩进行发电已初具规模，现全国有油页岩发电厂500多处，这主要是利用油页岩的热值在1200大卡以上的。随着我国技术水平不断提高，现用油页岩发电大多采用循环流化床锅炉，发电机组运行参数、运行安全性和供电标准煤耗等指标等到不断优化，发电污染物排放符合国家环保要求。

利用油页岩流化干馏的全新工艺技术。中煤黑龙江煤炭化工有限公司2004年～2006年在原哈尔滨气化厂科技实业总公司进行油页岩流化干馏工艺技术的工业试验研究并取得成功。在取得大量实验数据的同时验证了该工艺的运行可靠性。2010年4月“油页岩流态化干馏炼油技术研究”成果通过了由国家能源局能源节约与科技装备司组织的技术成果鉴定。[4]

经实验测定油页岩自燃形成的火烧矸中含有以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质，是生产水泥很好原料。修建公路可替代水泥拌料用于硬化隔水层，哈同公路依兰段就是用油页岩火烧岩为原料修筑的硬化隔水，各项指标均达到设计要求，节剩了原料，降低了成本。[5]

4、结论

油页岩综合利用既缓解了其它有限资源的耗费、有效是保护环境，又是节约资源增资创收的很好途径。油页岩干馏炼油技术综合利用意义重大，前景广阔。沉寂多年的油页岩受到了各国的重视，油页岩的开发和利用成为各国专家研究的重点。

【参考文献】

[1]朱吉茂.加快实施煤矸石综合利用发电的建议[J].煤炭工程，2011（6）：103-104.

[2]丁玺华.黑龙江省依兰煤矿深部区详查报告[R].七台河：黑龙江省煤田地质二四队，2008.

[3]中煤黑龙江煤炭化工股份有限公司煤矿伴生废弃物综合利用项目60万吨/年油页岩流化干馏工业示范装置可行性研究报告[R].北京：北京石油化工设计院，2007.

[4]张连峰.中煤龙化公司矸石砖厂年产12000万块油页岩矸石烧结砖生产线[M].北京：中国建筑材料工业规划研究院设计所，2007.

[5]罗随月，刘清宝.哈尔滨依兰矿区总体规划[M].西安：中煤西安设计工程有限责任公司，2008.