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摘 要： 描述油页岩综合利用，油页岩发电、油页岩制矸石砖、油页岩火烧岩用生产水泥原料和修路等方面的利用，重点阐述油页岩流态化干馏炼油技术，达到国际领先水平，应用此技术在中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司拟建设60万吨/年油页岩流化干馏炼油项目，生产轻质页岩油节能项目。
关键词： 油页岩；综合利用；项目
中图分类号：TD421.8 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1020156－02
1 概述
油页岩也称作油母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%（4）。油页岩综合利用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，目前以初具规模。随着世界经济的发展，石油的消耗量迅速增加，寻找可替代能源已引起全球各国的普遍关注。地球上油页岩储量大大超过天然石油的储量，在石油危机的背景下，沉寂多年的油页岩受到了各国的重视，油页岩流化干馏炼油等的开发和利用成为研究的热潮（3）。
2 油页岩
2.1 储量与构造
依兰矿区范围内井田煤层内含有大量的油页岩，油页岩与煤共生，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70-140m，最厚为165.96m，最薄为30.22m，一般中部较厚，东西南变薄。煤层间油页岩厚度薄，其厚度变化与煤层变化相一致，且厚度愈大其含油率相对增高，厚度不稳定。根据详查报告，上2至中煤层间油页岩、中煤层至下煤层间油页岩含油率高，具开采价值。
2.2 工艺性能
详查报告采取油页样86个，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，测定结果如下：
2.2.1 物理性质
物理性质为黑灰色，细腻，具页理，用炉火烧可燃。
2.2.2 化学性质
水分：最小值为0.23%，最大值为1.66%，平均1.04%。
灰分：最低为48.46%，最高值为89.47%，平均为79.08%。
挥发份：最小值为55.25%，最大值为100.00%，平均为82.69%。
2.2.3 有害元素
有害元素为硫，煤层上部油页岩段为特低硫，上2至中煤层间及中至下煤层间的油页岩为特低硫至低硫。
2.2.4 结焦性
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。
2.2.5 发热量
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。
2.2.6 含油率
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；根据19个钻孔中采取的样品，其中含油率在1～2%间的1个点，2～3%间的3个点，3～4%间的10个点，4～5%间的3个点，5～6%的2个点。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，9个钻孔中采取的样品，其中含油率在2～3%间的1个点，3～4%间的2个点，4～5%间的2个点，≥6%的4个点。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（2）。
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。
各段油页岩工业分析结果统计表
2.3 工业评价
目前油页岩没有具体的勘查规范，其工业指标没有统一的规定，从成因和工业标准上来定义，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%，根据露天矿目前的开采实际，上2中煤层间的油页岩含油率较高，具工业价值（4）。
3 开发利用
3.1 发电项目
油页岩综合利用发电初具规模，发电一般是指利用热值在1200大卡以上的油页岩。截至2010年底，全国现有油页岩发电厂400多处，总装机规模2600万kM。油页岩发电技术水平不断提高，目前广泛采用循环流化床锅炉，发电机组运行参数、运行安全性、技术管理水平和供电标准煤耗等指标等到不断优化，油页岩发电的污染物排放符合国家环保要求﹝3﹞。目前中煤龙化黑龙江煤炭化工有限公司于2011年7月份开工建设220万吨/a油页岩循环流化床锅炉，2012年4月份建成投产。目前是国内最大的油页岩发电项目。
3.2 油页岩流化干馏炼油
1）上海博申工程技术有限公司依托其石油炼制方面的雄厚技术实力，与中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司合作，开发出了油页岩流化干馏的全新工艺技术。2004年～2006年在原哈尔滨气化厂科技实业总公司进行了油页岩流化干馏工艺技术的工业试验研究并取得了成功。该试验的成功验证了油页岩流化干馏炼油工艺的运行可靠性，并且取得了大量的实验数据。2010年4月“油页岩流态化干馏炼油技术研究”成果顺利通过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，该技术已取得的中试研究成果处于国际领先水平。在此基础上中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司拟建设60万吨/年油页岩流化干馏炼油项目，项目场址选在露天矿三采区北面﹝1﹞。该项目估算投资50988万元，设计在藉人数182人，设计年消耗油页岩60t，产轻质页岩油5.24万t/a，干气2.12万t/a，3.82MPa、450℃蒸汽67.28万t/a。
2）该项目的实施将会给当地带来显著的经济效益和社会效益，具体体现在以下方面：
① 与现有传统干馏工艺相比，该流化干馏技术页岩油产率多20%左右。在石油需求量与日俱增和石油资源日益枯竭的背景下，该技术所产生的页岩油可作为石油的补充产品，同时还可为国家的石油战略储备提供技术储备和技术支持。
② 该流化干馏过程中烧炭产生的大量热量可以用来提供发电。
③ 该流化干馏技术在煤矿的应用，将使煤层中伴生的油页岩变废为宝，减少黑色污染，减少煤矿废弃物的占地，减少油页岩的自燃对环境的危害。
④ 油页岩炼油厂的建设将促进当地的经济建设，解决当地劳动力就业等问题。
⑤ 实现节能减排，油页岩废弃物资源化、再利用，提取页岩油，增加了企业经济效益。
⑥ 油页岩干馏产生的页岩灰可以作为廉价的建筑、化工等材料，有着广泛的应用。
3.3 油页岩矸石砖项目
根据国内市场需求及国家墙体材料革新和建筑节能政策要求，中煤黑龙江煤炭化工有限公司拟建油页岩矸石砖厂年产12000万块（折普通砖）页岩矸石烧结砖生产线，已设计完成。本项目设计承重型多孔砖作为主导产品。将多孔砖与实心砖作比较，有关参数性能如下：孔洞率≥25%，导热系数λ=0.452w/m.k，墙体热阻：240厚多孔砖墙体总热阻为0.783m2.k/w，而370厚实心砖墙体总热阻为0.642m2.k/w。因此240厚多孔砖墙体热工性能优于370厚实心砖墙体。力学性能：多孔砖的力学性能完全可以满足结构要求。多孔砖墙体的轴心抗压和水平抗剪强度都好于实心砖。能耗：北方地区多孔砖墙体比实心砖墙体能减少37%。烧结多孔砖抗压强度不低于MU15；烧结空心砖抗压强度不低于MU3.5。多孔砖具有很好的热工性能，是具有承重保温双重功能的优质墙体材料﹝5﹞。可广泛用做节能建筑的墙体材料。
3.4 其它方面
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层，各项指标均达到设计要求，节剩了原料，降低了成本。
4 结论
油页岩综合利用既是煤炭工业实现清洁生产、节能减排和保护环境的最佳治理，又是节约资源增资创收的很好途径。据现在探明的石油储量来看，全球石油资源能维持约40年左右的开采，因此，寻找可替代能源已引起全球各国的普遍关注。特别是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研究的热潮。
参考文献：
[1]《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》[M].北京：北京石油化工设计院，2007.5.
[2]丁玺华，《黑龙江省依兰煤矿深部区详查报告》[M].七台河：黑龙江省煤田地质二○四队，2008.
[3]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.
[4]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.
[5]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.
关键词： 油页岩；综合利用；项目
中图分类号：TD421.8 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1020156－02
1 概述
油页岩也称作油母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%（4）。油页岩综合利用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，目前以初具规模。随着世界经济的发展，石油的消耗量迅速增加，寻找可替代能源已引起全球各国的普遍关注。地球上油页岩储量大大超过天然石油的储量，在石油危机的背景下，沉寂多年的油页岩受到了各国的重视，油页岩流化干馏炼油等的开发和利用成为研究的热潮（3）。
2 油页岩
2.1 储量与构造
依兰矿区范围内井田煤层内含有大量的油页岩，油页岩与煤共生，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70-140m，最厚为165.96m，最薄为30.22m，一般中部较厚，东西南变薄。煤层间油页岩厚度薄，其厚度变化与煤层变化相一致，且厚度愈大其含油率相对增高，厚度不稳定。根据详查报告，上2至中煤层间油页岩、中煤层至下煤层间油页岩含油率高，具开采价值。
2.2 工艺性能
详查报告采取油页样86个，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，测定结果如下：
2.2.1 物理性质
物理性质为黑灰色，细腻，具页理，用炉火烧可燃。
2.2.2 化学性质
水分：最小值为0.23%，最大值为1.66%，平均1.04%。
灰分：最低为48.46%，最高值为89.47%，平均为79.08%。
挥发份：最小值为55.25%，最大值为100.00%，平均为82.69%。
2.2.3 有害元素
有害元素为硫，煤层上部油页岩段为特低硫，上2至中煤层间及中至下煤层间的油页岩为特低硫至低硫。
2.2.4 结焦性
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。
2.2.5 发热量
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。
2.2.6 含油率
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；根据19个钻孔中采取的样品，其中含油率在1～2%间的1个点，2～3%间的3个点，3～4%间的10个点，4～5%间的3个点，5～6%的2个点。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，9个钻孔中采取的样品，其中含油率在2～3%间的1个点，3～4%间的2个点，4～5%间的2个点，≥6%的4个点。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（2）。
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。
各段油页岩工业分析结果统计表
2.3 工业评价
目前油页岩没有具体的勘查规范，其工业指标没有统一的规定，从成因和工业标准上来定义，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%，根据露天矿目前的开采实际，上2中煤层间的油页岩含油率较高，具工业价值（4）。
3 开发利用
3.1 发电项目
油页岩综合利用发电初具规模，发电一般是指利用热值在1200大卡以上的油页岩。截至2010年底，全国现有油页岩发电厂400多处，总装机规模2600万kM。油页岩发电技术水平不断提高，目前广泛采用循环流化床锅炉，发电机组运行参数、运行安全性、技术管理水平和供电标准煤耗等指标等到不断优化，油页岩发电的污染物排放符合国家环保要求﹝3﹞。目前中煤龙化黑龙江煤炭化工有限公司于2011年7月份开工建设220万吨/a油页岩循环流化床锅炉，2012年4月份建成投产。目前是国内最大的油页岩发电项目。
3.2 油页岩流化干馏炼油
1）上海博申工程技术有限公司依托其石油炼制方面的雄厚技术实力，与中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司合作，开发出了油页岩流化干馏的全新工艺技术。2004年～2006年在原哈尔滨气化厂科技实业总公司进行了油页岩流化干馏工艺技术的工业试验研究并取得了成功。该试验的成功验证了油页岩流化干馏炼油工艺的运行可靠性，并且取得了大量的实验数据。2010年4月“油页岩流态化干馏炼油技术研究”成果顺利通过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，该技术已取得的中试研究成果处于国际领先水平。在此基础上中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司拟建设60万吨/年油页岩流化干馏炼油项目，项目场址选在露天矿三采区北面﹝1﹞。该项目估算投资50988万元，设计在藉人数182人，设计年消耗油页岩60t，产轻质页岩油5.24万t/a，干气2.12万t/a，3.82MPa、450℃蒸汽67.28万t/a。
2）该项目的实施将会给当地带来显著的经济效益和社会效益，具体体现在以下方面：
① 与现有传统干馏工艺相比，该流化干馏技术页岩油产率多20%左右。在石油需求量与日俱增和石油资源日益枯竭的背景下，该技术所产生的页岩油可作为石油的补充产品，同时还可为国家的石油战略储备提供技术储备和技术支持。
② 该流化干馏过程中烧炭产生的大量热量可以用来提供发电。
③ 该流化干馏技术在煤矿的应用，将使煤层中伴生的油页岩变废为宝，减少黑色污染，减少煤矿废弃物的占地，减少油页岩的自燃对环境的危害。
④ 油页岩炼油厂的建设将促进当地的经济建设，解决当地劳动力就业等问题。
⑤ 实现节能减排，油页岩废弃物资源化、再利用，提取页岩油，增加了企业经济效益。
⑥ 油页岩干馏产生的页岩灰可以作为廉价的建筑、化工等材料，有着广泛的应用。
3.3 油页岩矸石砖项目
根据国内市场需求及国家墙体材料革新和建筑节能政策要求，中煤黑龙江煤炭化工有限公司拟建油页岩矸石砖厂年产12000万块（折普通砖）页岩矸石烧结砖生产线，已设计完成。本项目设计承重型多孔砖作为主导产品。将多孔砖与实心砖作比较，有关参数性能如下：孔洞率≥25%，导热系数λ=0.452w/m.k，墙体热阻：240厚多孔砖墙体总热阻为0.783m2.k/w，而370厚实心砖墙体总热阻为0.642m2.k/w。因此240厚多孔砖墙体热工性能优于370厚实心砖墙体。力学性能：多孔砖的力学性能完全可以满足结构要求。多孔砖墙体的轴心抗压和水平抗剪强度都好于实心砖。能耗：北方地区多孔砖墙体比实心砖墙体能减少37%。烧结多孔砖抗压强度不低于MU15；烧结空心砖抗压强度不低于MU3.5。多孔砖具有很好的热工性能，是具有承重保温双重功能的优质墙体材料﹝5﹞。可广泛用做节能建筑的墙体材料。
3.4 其它方面
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层，各项指标均达到设计要求，节剩了原料，降低了成本。
4 结论
油页岩综合利用既是煤炭工业实现清洁生产、节能减排和保护环境的最佳治理，又是节约资源增资创收的很好途径。据现在探明的石油储量来看，全球石油资源能维持约40年左右的开采，因此，寻找可替代能源已引起全球各国的普遍关注。特别是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研究的热潮。
参考文献：
[1]《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》[M].北京：北京石油化工设计院，2007.5.
[2]丁玺华，《黑龙江省依兰煤矿深部区详查报告》[M].七台河：黑龙江省煤田地质二○四队，2008.
[3]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.
[4]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.
[5]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.