油页岩

　　简介

　　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%。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。

　　油页岩属于非常规油气资源，以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源，它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源，在近200年的开发利用中，其资源状况、主要性质、开采技术以及应用研究方面都积累了不少经验。

　　外形特征

　　油页岩外观多呈褐色泥岩状，其相对密度为1.4～2.7。油页岩中的矿物质常与有机质均匀细密地混合，难以用一般选煤的方法进行选矿。含有大量粘土矿物的油页岩，往往形成明显的片理。

　　主要包括油母、水分和矿物质。①油母。含量约10%～50%(干基)，是复杂的高分子有机化合物，富含脂肪烃结构，而较少芳烃结构。油母的元素组成主要为碳、氢，以及少量的氧、氮、硫;其氢碳原子比为1.25～1.75。油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。②水分。为4%～25%不等，与矿物质颗粒间的微孔结构有关。茂名油页岩的水分含量较高，热加工过程中消耗较多的热量，且在干燥时易崩碎。③矿物质。主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。含量通常高于有机质。

　　世界分布

　　世界上已发现的非常规油气资源大多位于地缘政治相对稳定的西半球，即美国、加拿大和拉丁美洲，美国是 全球油页岩资源最丰富的国家，储量约占全球储量的70%以上;加拿大是全球沥青砂资源最丰富的国家，储量约占全球储量的90%以上。全球油页岩资源十分丰富，据不完全统计其蕴藏资源量约有10万亿吨，比煤炭资源量多40%。2000年初统计，世界页岩油储量超过10亿吨的国家有美国、俄罗斯、扎伊尔、巴西、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚和中国等，页岩油总量为3741亿吨，预计全世界页岩油资源总量约为4750亿吨，比传统石油资源量(2710亿吨)多50%以上。

　　油页岩不仅资源丰富，而且分布相对集中。在美国，大约75%的油页岩集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州。按探明资源量排位，中国继美国、巴西、前苏联之后位居世界第四。中国油页岩探明资源量315亿吨，预测资源量4520亿吨，约85%以上分布在吉林、辽宁和广东省，其中吉林省已探明可采储量为174.5亿吨，约占全国油页岩探明总量的55.3%;广东已探明可采储量超过55.15亿吨，居全国第2位;辽宁省截至2004年累计探明储量为41.3亿吨。

　　油页岩资源量十分丰富且储量分布集中，具有作为接替能源的巨大潜力和有利条件。

　　2004～2006年，中国对油页岩资源进行了国内评价，查明地质资源量为7199亿吨，折合成页岩油为476亿吨。中国在煤炭开采过程中产生的油页岩达到近千万吨，仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃量就达800万吨，排弃占用大量耕地，严重影响了矿区周围的生态环境。

　　主要用途

　　在油页岩炼油过成中还能得到许许多多副产品硫酸铵可作肥料;酚类和吡啶可用作生产合成纤维、塑料、染料、药物的化工原料;排出的气体，如同煤气一样，可作气体燃料;留下的页岩灰渣，可用来制造水泥熟料、陶瓷纤维、陶粒等建筑用材。综合来说，可提炼出各种燃料油类，也可炼制出各种合成燃料气体及化工原料，副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。油页岩可谓“全身是宝”。归纳起来，油页岩有三种主要用途

　　制取方法及产品

　　若将油页岩打碎并加热至500℃左右，就可以得到页岩油。中国常称页岩油为人造石油。，1吨油页岩可提炼出38至378公升(相当于0.3至3.2桶)页岩油。页岩油加氢裂解精制后，可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品。

　　作为燃料用来发电、取暖和运输

　　是用来发电。利用油页岩发电的形式有两种。一是直接把油页岩用作锅炉燃料，产生蒸汽发电;另一种是把油页岩低干馏，产生气体燃料，然后输送到内燃机燃烧发电。目前普遍采用前一种形式。，可以利用油页岩燃烧供暖。在2001/2002年度，爱沙尼亚利用油页岩发电和向居民、工业供暖所创造的效益分别占国家税收的76%和14%，对其国民经济具有重要意义。，可以利用油页岩燃烧带动发动机，用于长途运输。

　　生产建筑材料、水泥和化肥

　　作为附加品，油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。在德国，每年有30万吨油页岩用于水泥的生产。在中国，油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。

　　，油页岩还可以直接用于有机肥料的生产。如中国陕西有一企业就拟投资1000万元，利用印台地区现有的油页岩资源，在原有50000吨磷肥生产线的基础上进行技术改造，建设年产50000吨油页岩有机复合肥的生产线。

　　不同国家对油页岩的用途不同。在爱沙尼亚，油页岩主要用来发电和提炼页岩油;在巴西，油页岩主要用作运输燃料;在德国，油页岩主要用于制造水泥和建筑材料;在中国和澳大利亚，油页岩主要用于提炼页岩油和用作燃料;在俄罗斯和以色列，油页岩主要用于发电。

　　发展前景

　　在高油价时代，有关国家对油页岩的开发利用活跃起来。美国国会于2005年通过了发展非常规能源的法案，掀起了油页岩干馏炼油的研发高潮。美国总统布什于2008年6月18日声明，支持发展油页岩，鼓励国会放开对批准页岩油试验用地的限制。美国内政部己批准了6项给予石油公司的土地矿产租赁项目，支持开展油页岩干馏炼油。美国科罗拉多矿业学院在2006年、2007年、2008年连续召开了第26届、27届、28届国际油页岩会议，参与人员众多。当前，美国有29家公司正开展油页岩加工利用的研究，其中14家公司开展地下干馏，11家开展地上干馏的研发，2家公司开展页岩油加氢制取轻质油品研究。上述这些公司大多数正处于实验室或数学模拟，或概念研究阶段，只有壳牌公司正在进行现场地下干馏的中试，还有一些公司正筹划开展实地试验，另有几家公司则在致力于干馏新技术的开发。

　　中国油页岩的开发利用起步较早，规模也比较大，但长期以来并没有明显进步。1959年页岩油的产量达到70多万吨，占世界的50%以上。1959年辽宁抚顺年产页岩油72万吨，1953年桦甸年产页岩油5万吨，1962～1992年，广东茂名共生产页岩油300万吨。20世纪60年代以后，由于中国常规油气田的大量发现，油页岩提炼油气成本相对较高，页岩油生产规模逐渐减小，并淡出油品市场，油页岩开发利用技术也止步不前。

　　近年来，由于上轮全球能源需求的增长和解决废弃油页岩环境问题的需要，油页岩的勘探开发面临新的机遇。抚顺、桦甸、罗子沟、黄县等老油页岩矿先后恢复了页岩油生产。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中国正在运行的、最大的油页岩提炼厂，其产量达到35万吨。

　　在油页岩利用技术方面，国内相关企业也开展了研究工作。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。中煤集团支持其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。中石油支持大庆油田采用大连理工大学开发的颗粒页岩固体热载体干馏技术，拟建设日加工2000吨柳树河油页岩的工业试验装置。

　　中国油页岩资源储量丰富，在煤炭开采过程中也产生了大量油页岩，开发利用油页岩不仅可以缓解石油供需矛盾，还可以解决因废弃油页岩造成的环境问题，提高资源利用率。中国应该重视油页岩方面的研究，推动开发利用技术进步，加快油页岩行业发展。