世界油页岩干馏技术

1、世界油页岩干馏技术世界油页岩干馏技术 中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）内内 容容一一. 地下干馏技术地下干馏技术二二. 地上干馏技术地上干馏技术三三. 块状页岩干馏技术块状页岩干馏技术 1. 抚顺式干馏技术抚顺式干馏技术 2. Kiviter 干馏技术干馏技术 3. Petrosix 干馏技术干馏技术四四. 颗粒页岩干馏技术颗粒页岩干馏技术 1. Galoter 干馏技术干馏技术 2. Taciuk 干馏技术干馏技术五五. 不同干馏工艺的比较不同干馏工艺的比较六六. 结论结论一. 地下干馏技术地下干馏技术v地下干馏，也叫原位开采，是直接在地下进行油页地下干馏，也叫原位开采，是直接在地下

2、进行油页岩干馏，油气直接从地下导出至地面。对于埋藏比岩干馏，油气直接从地下导出至地面。对于埋藏比较深，含油率不高的油页岩，可采用地下干馏。较深，含油率不高的油页岩，可采用地下干馏。v地下干馏的优点是避免了油页岩的开采，费用低。地下干馏的优点是避免了油页岩的开采，费用低。v缺点是页岩油收率较低，由于页岩油与干馏水的逸缺点是页岩油收率较低，由于页岩油与干馏水的逸出、渗漏，会污染地下水。出、渗漏，会污染地下水。一. 地下干馏技术地下干馏技术v提供地下干馏热量的方式包括：提供地下干馏热量的方式包括：v燃烧一部分底端油页岩或油页岩半焦，利用燃烧一部分底端油页岩或油页岩半焦，利用其产生的热量，加热油页岩其

3、产生的热量，加热油页岩v向地下注入高温气体（水蒸气、烟气等）向地下注入高温气体（水蒸气、烟气等）v在地下直接进行电加热在地下直接进行电加热 v壳牌的壳牌的 ICP工艺工艺 v壳牌公司开发了电壳牌公司开发了电热法地下干馏油页热法地下干馏油页岩工艺，称为壳牌岩工艺，称为壳牌地下转化过程地下转化过程(Shells In-situ Conversion Process，ICP)。一. 地下干馏技术地下干馏技术v在干馏区周围钻孔，插入通在干馏区周围钻孔，插入通有循环冷冻液的钢管，对页有循环冷冻液的钢管，对页岩层进行冷冻，岩层进行冷冻， 避免地下避免地下水进入干馏区，也使干馏产水进入干馏区，也使干馏产生的

4、页岩油气不向周围外泄生的页岩油气不向周围外泄v待干馏区周围冻结后，在干待干馏区周围冻结后，在干馏区内的若干加热井内插入馏区内的若干加热井内插入电热棒，使区内的油页岩被电热棒，使区内的油页岩被缓慢加热，至缓慢加热，至400多，油多，油页岩被热解，页岩被热解， 生成的页岩生成的页岩油气则自若干产出井导出。油气则自若干产出井导出。壳牌的壳牌的 ICP工艺工艺 v20042005年的一个试验年的一个试验区的结果：升温速率区的结果：升温速率2/天，天，2004年年5月开始出油，月开始出油，2004年年12月出油达到最多，月出油达到最多，然后减少，至然后减少，至2005年年6月月出油终止。出油终止。v共计

5、产油共计产油250t，为铝甄的，为铝甄的68%。v页岩油较轻，计有石脑油页岩油较轻，计有石脑油馏分馏分30%、轻柴油馏分、轻柴油馏分30%、喷气燃料馏分、喷气燃料馏分30%、渣油渣油10%。壳牌的壳牌的 ICP工艺工艺 v壳牌公司认为该过壳牌公司认为该过程不需开采油页岩，程不需开采油页岩，用水少，可处理深用水少，可处理深层油页岩，可处理层油页岩，可处理低品位油页岩。低品位油页岩。v但也认为，该过程但也认为，该过程还有很多工作要做，还有很多工作要做，其工业化最快还要其工业化最快还要十年，还不能保证十年，还不能保证一定成功。一定成功。壳牌的壳牌的 ICP工艺工艺 埃克森美孚（埃克森美孚（Exxon

6、Mobil）的压裂加热）的压裂加热（ElectrofracTM）技术）技术 PetroProbe公司的地下干馏工艺公司的地下干馏工艺 EGL原位干馏油页岩技术原位干馏油页岩技术 二二. 地上干馏技术地上干馏技术v对于地上干馏来说对于地上干馏来说, 油页岩必须经过开油页岩必须经过开采、破碎、筛分和皮带运输，进入干馏采、破碎、筛分和皮带运输，进入干馏炉进行干馏炉进行干馏。v破碎时油页岩被筛分为大颗粒和小颗粒，破碎时油页岩被筛分为大颗粒和小颗粒，以适合于不同的干馏炉型。以适合于不同的干馏炉型。二二. 地上干馏技术地上干馏技术v在美国，一些大的石油公司已经在油页岩在美国，一些大的石油公司已经在油页岩干

7、馏方面做了很多工作。例如干馏方面做了很多工作。例如, 联合石油公联合石油公司已开发出世界上加工能力最大的干馏炉，司已开发出世界上加工能力最大的干馏炉，10,000 吨吨/天。但没有经过长时间的工业化天。但没有经过长时间的工业化生产，技术不成熟。生产，技术不成熟。二.地上干馏技术地上干馏技术v目前，世界上已经广泛应用的、技术目前，世界上已经广泛应用的、技术成熟的块状页岩干馏技术：成熟的块状页岩干馏技术： 抚顺式干馏炉抚顺式干馏炉 Kiviter干馏炉干馏炉 Petrosix干馏炉干馏炉 v小颗粒干馏技术：小颗粒干馏技术： Galoter干馏炉干馏炉 Taciuk干馏炉干馏炉三三. 块状页岩块状页

8、岩 干馏炉干馏炉抚顺式抚顺式干馏炉干馏炉抚顺式工艺装置油空气空气油水分离页岩油干馏炉油废水油冷却塔干馏气油气气压缩机冷干馏气加热炉热循环气油气洗涤塔页岩半焦油页岩抚顺式干馏技术抚顺式干馏技术v抚顺式干馏炉已经成功运行了半个多世纪，抚顺式干馏炉已经成功运行了半个多世纪，为国家能源和地方经济发展作出了很大的贡为国家能源和地方经济发展作出了很大的贡献献。v每台炉每天的页岩加工能力为每台炉每天的页岩加工能力为100吨，每吨，每20台炉组成一个部，共用一个加热炉和一套冷台炉组成一个部，共用一个加热炉和一套冷凝回收系统凝回收系统。抚顺式干馏炉抚顺式干馏炉v日加工粒径为日加工粒径为10-75mm油页岩，上段

9、是油页岩，上段是干燥干馏段干燥干馏段, ,下段是页岩半焦在空气和下段是页岩半焦在空气和水蒸气氛围下的气化和燃烧。水蒸气氛围下的气化和燃烧。v干馏炉为内热式垂直圆柱形炉，内径约干馏炉为内热式垂直圆柱形炉，内径约3米，高度为米，高度为10多米。多米。抚顺式干馏炉抚顺式干馏炉v干馏所需热量的来源干馏所需热量的来源: 1. 半焦燃烧气化所产生的高温气体。半焦燃烧气化所产生的高温气体。 2. 干馏炉中部导入的高温循环煤气，它干馏炉中部导入的高温循环煤气，它是由蓄热式加热炉通过部分煤气的燃是由蓄热式加热炉通过部分煤气的燃烧来加热的。烧来加热的。抚顺式干馏炉抚顺式干馏炉v产品：页岩油（铝甑干馏油收率为产品：

10、页岩油（铝甑干馏油收率为65%); v剩余干馏气剩余干馏气 (大约大约200Nm3/吨吨, 热值低，约热值低，约800kcal/m3 )。v抚顺油页岩是煤矿开采时的副产品，所以抚顺油页岩是煤矿开采时的副产品，所以成本很低，可以有较大的利润空间。成本很低，可以有较大的利润空间。爱沙尼亚爱沙尼亚 Kiviter 干馏炉干馏炉爱沙尼亚爱沙尼亚Kiviter干馏炉干馏炉v干馏炉上段是油页岩的干燥和干馏干馏炉上段是油页岩的干燥和干馏v干馏气在中部的燃烧室内燃烧后产生高温干馏气在中部的燃烧室内燃烧后产生高温气体，水平地通过逐渐下降的页岩层（百气体，水平地通过逐渐下降的页岩层（百叶窗式），将页岩加热至叶窗式

11、），将页岩加热至500。v下段通入冷循环干馏气，对页岩半焦进行下段通入冷循环干馏气，对页岩半焦进行冷却，回收半焦的显热冷却，回收半焦的显热。 爱沙尼亚爱沙尼亚Kiviter 干馏炉干馏炉vKiviter 干馏炉是一种垂直圆柱形干馏炉是一种垂直圆柱形干馏炉，已被成功应用干馏炉，已被成功应用20多年多年v日加工油页岩为日加工油页岩为200吨和吨和1000吨吨v页岩粒度页岩粒度 (25-125mm)（页岩易碎，（页岩易碎，粒度不能太小）粒度不能太小）爱沙尼亚爱沙尼亚Kiviter 干馏炉干馏炉v干馏炉油收率为干馏炉油收率为75-80%v干馏炉热效率干馏炉热效率: 70%v产品产品: 页岩油、低热值干

12、馏气、页岩半焦页岩油、低热值干馏气、页岩半焦v部分页岩油用于生产化工产品部分页岩油用于生产化工产品巴西巴西 Petrosix 干馏炉干馏炉Petrosix 工艺装置HeatFuel gasSulfurLPGShale oilGeological sectionUPPER LAYERINTERMEDIATE LAYERLOWER LAYERSOILWHETERED ROCK - CLAYSILTSTONEMI Industrial Module UnitShale oil production: 3,100 bbl / day Raw oil shale: 6200 t/dFuel gas: 7

13、5 t/day LPG: 45 t/day Sulphur: 60 t/day巴西巴西Petrosix 干馏炉干馏炉vPetrosix 干馏炉是由巴西的干馏炉是由巴西的Petrobras石油公石油公司（排世界第七）开发的垂直圆柱型干馏炉。司（排世界第七）开发的垂直圆柱型干馏炉。 v已经成功运行的两套干馏炉已经成功运行的两套干馏炉: 直径直径5.5m，日加工油页岩，日加工油页岩1600t 直径直径11m，日加工油页岩，日加工油页岩6200t 油页岩入炉粒径为油页岩入炉粒径为 8-50mm。巴西巴西Petrosix 干馏炉干馏炉v上段是油页岩的干燥和干馏上段是油页岩的干燥和干馏v下段是进入冷循环干

14、馏气对页岩半焦进行冷却，下段是进入冷循环干馏气对页岩半焦进行冷却，回收热量回收热量。v干馏所需热量由干馏炉中部进入，干馏气被管式干馏所需热量由干馏炉中部进入，干馏气被管式加热炉加热后为干馏过程供热。加热炉加热后为干馏过程供热。v产品产品: 页岩油页岩油 (铝甑干馏收率铝甑干馏收率90%)，高热值干馏气，高热值干馏气 四. 小颗粒页岩干馏炉小颗粒页岩干馏炉Galoter 干馏炉干馏炉Galoter 干馏炉干馏炉vGaloter 干馏炉由彼得格勒设计院设计，属干馏炉由彼得格勒设计院设计，属于水平圆柱旋转式固体热载体干馏炉。于水平圆柱旋转式固体热载体干馏炉。v目前有两套干馏炉在目前有两套干馏炉在Es

15、tonian Narva Power Plant 被建成投产被建成投产。v油页岩粒度油页岩粒度0-25mm。Galoter 干馏炉干馏炉v在干馏炉内，干燥的页岩和高温的页岩灰混在干馏炉内，干燥的页岩和高温的页岩灰混合，并被加热到合，并被加热到500，之后页岩油和干馏之后页岩油和干馏气被导出。气被导出。 v页岩半焦和页岩灰进入垂直的沸腾床燃烧室，页岩半焦和页岩灰进入垂直的沸腾床燃烧室，生成的高温页岩灰再被循环去加热油页岩。生成的高温页岩灰再被循环去加热油页岩。v高温烟气被用于干燥油页岩。高温烟气被用于干燥油页岩。Galoter 干馏炉干馏炉v加工能力为加工能力为 3000t/天。天。 v页岩油铝

16、甑干馏收率页岩油铝甑干馏收率8590%。v付产高热值干馏气体。付产高热值干馏气体。 澳大利亚澳大利亚Taciuk 干馏炉（干馏炉（ATP）ATP 工艺装置Taciuk 干馏炉干馏炉vTaciuk 干馏炉干馏炉(ATP) 是由加拿大工程师是由加拿大工程师 William Taciuk研发的研发的, 之后被澳大利亚的之后被澳大利亚的SPP 公司按比例放大。公司按比例放大。v日加工油页岩能力日加工油页岩能力6000t。v页岩粒度为页岩粒度为0-25mm。v油收率油收率8590%。Taciuk 干馏炉干馏炉vTaciuk 干馏炉，直径干馏炉，直径8m，长，长60m，水平，水平圆柱旋转式干馏炉。圆柱旋转

17、式干馏炉。v固体热载体干馏技术。固体热载体干馏技术。v三个加工过程三个加工过程: 油页岩干燥油页岩干燥 油页岩干馏油页岩干馏 半焦燃烧。半焦燃烧。Taciuk 干馏炉干馏炉v产品：页岩油产品：页岩油 ( 铝甑干馏收率铝甑干馏收率85 %); 高热高热值的气体值的气体; 页岩灰。页岩灰。v页岩油被分馏为石脑油和燃料油，石脑油页岩油被分馏为石脑油和燃料油，石脑油通过加氢精制成低硫产品。通过加氢精制成低硫产品。vTaciuk 干馏技术被干馏技术被 SPP 卖给美国卖给美国-昆士兰昆士兰州能源公司，在州能源公司，在2005年停产。年停产。不同工艺的比较不同工艺的比较干馏炉干馏炉 Fushun Kivi

18、ter Petrosix Galoter ATP国家国家 中国中国 爱沙尼亚爱沙尼亚 巴西巴西 爱沙尼亚爱沙尼亚 澳大利亚澳大利亚加工能力加工能力T/d 100 1000 6000 3000 6000粒径粒径 mm 10-75 10-125 8-50 0-25 0-25形式形式 垂直圆柱垂直圆柱 垂直圆柱垂直圆柱 垂直圆柱垂直圆柱 水平圆柱水平圆柱 水平圆柱水平圆柱 过程过程 干馏气化干馏气化 干馏冷凝干馏冷凝 干馏冷凝干馏冷凝 干馏燃烧干馏燃烧 干馏燃烧干馏燃烧热载体热载体 干馏气干馏气 干馏气干馏气 干馏气干馏气 页岩灰页岩灰 页岩灰页岩灰油收率油收率 % 65% 7580% 9095% 8590% 8590%产品产品 燃料油燃料油 燃料油燃料油 燃料油燃料油 燃料油燃料油 燃料油燃料油 -低热值气体低热值气体- -高热值气体高热值气体 - 页岩灰页岩灰 半焦半焦 半焦半焦 页岩灰页岩灰 页岩灰页岩灰 （石脑油、硫磺、（石脑油、硫磺、LPG）低）低S 石脑油石脑油 六六. 结论结论1. 地下干馏技术是在过去十年中开发的，地下干馏技术是在过去十年中开发的，目前壳牌公司正在进行工业试验。目前壳牌公司正在进行工业试验。2. 地上干馏大体可分为块状页岩干馏技地上干馏大体可分为块状页岩干馏技术（内