页岩油

简介

　　透过裂解化学变化，可将油页岩中的油母质转换为合成原油。加热油页岩至特定温度能将分离蒸气，即借由蒸馏产生类似石油的页岩油——一种非传统用油——以及易燃的油页岩气（“页岩气”亦可指页岩内含的天然气体）。类似天然石油，富含烷烃和芳烃，但含有较多的烯烃组分，并且还含有含氧、氮、硫等的非烃类组分。页岩油的性质，因各地油页岩组成和热加工条件的差异而有所不同。中国抚顺、茂名、美国格林河（一译绿河）所产的页岩油的氢碳原子比较高，适宜于加工制取轻质油品；但由于其含氮量较高，加工炼制时必须加以脱除，否则会影响油品质量。爱沙尼亚所产的页岩油中酚类等含氧化合物很多，适宜于加工制取化学品。抚顺、茂名页岩油经过适当的加工精制，可以制得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品，还可获得石蜡、酚类、吡啶类、环烷酸和石油焦等化工副产品。页岩油加工的方法与天然石油的炼制过程基本相同，包括精馏、热裂化、石油焦化、加氢精制等过程。

　　从页岩油制取轻质油品，是目前人造石油制取合格液体燃料的方法中成本最低的一种。

分布

　　据美国《油气》公布的统计数字，全世界页岩油储量约11万亿～13万亿吨，远远超过石油储量。全球油页岩产于寒武系至第三系，主要分布于美国、刚果、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等9个国家。

　　中国油页岩资源储量也很丰富，根据2004-2006年新一轮中国油气资源评价结果，中国油页岩资源7199.4亿吨，油页岩可采资源2432.4亿吨；页岩油资源476.4亿吨，页岩油可采资源159.7亿吨，页岩油可回收资源119.8亿吨，遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区，主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。其中，松辽、鄂尔多斯、准噶尔等3个盆地油页岩资源占全国的74.24%，可回收页岩油占全国的64.25%。吉林、辽宁和广东三个省份的储量最大。

组成和性质

　　组成

　　组成页

　　岩油的化合物主要有以下几类：烃类、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物。

　　油页岩热解后得到的页岩油富含烷烃和芳烃，但烯烃含量较天然石油中的高很多，并含氮、硫、氧等非烃类有机化合物。

　　页岩油与天然石油不同之处就是页岩油中不饱和烃的含量极高；另一不同之处是页岩油中非烃化合物含量高。在天然石油中不含烯烃，含氮化合物含量也不高，含氧化合物则更少。

　　性质

　　页岩油常温下为褐色膏状物，带有刺激性气味。页岩油中的轻馏分较少，汽油馏分一般仅为2.5%～2.7%；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，属于含氮较高石蜡基油。

　　世界各地所产的页岩油由于组成和性质不同，在密度、含蜡量、凝固点、沥青质、元素组成方面有很大差别，但各地页岩油的碳氢重量比均在7～8左右，是最接近天然石油，最适于代替天然石油的液体燃料组成。

加工

　　影响页岩油柴油颜色及安定性的主要因素是其中含有大量的不饱和烃及氮、硫、氧等杂原子化合物，要解决页岩油柴油质量合格问题，关键在于如何脱除页岩油中的氮、硫、氧等杂原子化合物。

　　天然石油的加工技术一般都适用于页岩油的加工。目前（截止2011年）页岩油的加工方法主要分为加氢处理和非加氢处理二种。加氢处理页岩油可得到液体燃料，包括柴油、石脑油和汽油，生产的柴油稳定性好，产品收率高，没有“三废”排放，但一次性投资大，所需设备费用及操作费用也很高，适合于大型炼油厂；而非加氢处理过程设备投资小，工艺操作简单，费用较低，适合中小型炼油厂，非加氢处理一般包括酸碱精制、溶剂精制、吸附精制和加入稳定剂等。[1]编辑本段利用

　　页岩油中丰富的烷烃和烯烃可生产相关的高附加值化学品。C6～10馏分被利用来生产增塑剂；C10～13馏分中通过生物降解线形十二烷基苯所得的产品作为清洁剂原材料；C14～18馏分作为脂肪醇和烷基硫化盐产品的原材料；重质烷烃馏分通过裂化以生产各种低分子质量的烯烃，也可以获得沥青和碳纤维。

　　页岩油硫化物主要为硫化氢、硫醇类、噻吩类及硫茚等有机硫及二硫化物。硫的资源广而廉价，工业上、农业上、医药上、染织上和合成材料上的硫和硫化物的用途是非常多的。硫的用途主要是制酸（主要是硫酸）。

　　页岩油中的含氮化合物可分为3类：碱性的、弱碱性的和中性的。碱性含氮化合物主要是叔胺类的吡啶系、喹啉系和异喹啉系化合物，弱碱性含氮化合物主要属于吡啶系化合物，中性含氮化合物则主要是腈类R-CN。

　　而页岩油中存在的含氮化合物主要为吡啶系氮化物。吡啶碱是多用途的化工原料，它能溶解一般溶剂所难溶解的有机物，尤其是轻质吡啶，广泛用于制药工业。重质吡啶除了氧化制取菸碱酸外，又是有色金属矿的浮选剂，尤其对硫化物矿具有优良的富集性能。

　　吡啶碱及硫酸吡啶络合物对稀酸侵蚀钢铁有一定的抑制作用，可用做钢铁腐蚀抑制剂。

　　页岩油中的含氧化合物有：酸性含氧化合物和酚类，以及中性含氧化合物。而页岩油中含氧化合物的利用主要以酚类化合物为主。酚类化合物是塑料、染料、合成纤维、电气绝缘、防腐蚀和药品等的主要化学原料。其中重质酚类可以作为铜、铅、锌磁铁等矿物的浮选剂，也是制造木材粘合剂、农药杀虫剂等原料。

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　　2012年10月3日，日本石油和天然气开采企业石油资源开发公司宣布从地下1800米深处的页岩层中提取出页岩油。这是日本首次从本国地层中成功提取页岩油。据该公司预测，鲇川油气田及其附近油气田的页岩油储量约有500万桶，而整个秋田县的储量可在1亿桶，相当于日本每年石油消耗量的10%。日本业内人士希望，国产页岩油有助于能源的多样化以及减轻日本对海外能源的依赖。[2]澳大利亚林肯能源公司2013年1月24日宣布在澳大利亚内陆发现了一个巨大的页岩油矿，预估价值高达21万亿美元（约合人民币131万亿元），消息公布后，该公司市值飙升23.6%。澳大利亚南澳洲（页岩油矿所在地）矿业部长汤姆则认为，如果林肯能源公司的石油被挖掘出来，澳大利亚将从石油进口国转变为净出口国。报道称，林肯能源公司将通过英国巴克莱银行，寻找一个拥有页岩油矿专家的合资伙伴，共同开发这个世界级油矿。