頁巖油

簡介

　　透過裂解化學(xué)變化，可將油頁巖中的油母質(zhì)轉(zhuǎn)換為合成原油。加熱油頁巖至特定溫度能將分離蒸氣，即借由蒸餾產(chǎn)生類似石油的頁巖油——一種非傳統(tǒng)用油——以及易燃的油頁巖氣（“頁巖氣”亦可指頁巖內(nèi)含的天然氣體）。類似天然石油，富含烷烴和芳烴，但含有較多的烯烴組分，并且還含有含氧、氮、硫等的非烴類組分。頁巖油的性質(zhì)，因各地油頁巖組成和熱加工條件的差異而有所不同。中國撫順、茂名、美國格林河（一譯綠河）所產(chǎn)的頁巖油的氫碳原子比較高，適宜于加工制取輕質(zhì)油品；但由于其含氮量較高，加工煉制時必須加以脫除，否則會影響油品質(zhì)量。愛沙尼亞所產(chǎn)的頁巖油中酚類等含氧化合物很多，適宜于加工制取化學(xué)品。撫順、茂名頁巖油經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ぞ?，可以制得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品，還可獲得石蠟、酚類、吡啶類、環(huán)烷酸和石油焦等化工副產(chǎn)品。頁巖油加工的方法與天然石油的煉制過程基本相同，包括精餾、熱裂化、石油焦化、加氫精制等過程。

　　從頁巖油制取輕質(zhì)油品，是目前人造石油制取合格液體燃料的方法中成本最低的一種。

分布

　　據(jù)美國《油氣》公布的統(tǒng)計數(shù)字，全世界頁巖油儲量約11萬億～13萬億噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油儲量。全球油頁巖產(chǎn)于寒武系至第三系，主要分布于美國、剛果、巴西、意大利、摩洛哥、約旦、澳大利亞、中國和加拿大等9個國家。

　　中國油頁巖資源儲量也很豐富，根據(jù)2004-2006年新一輪中國油氣資源評價結(jié)果，中國油頁巖資源7199.4億噸，油頁巖可采資源2432.4億噸；頁巖油資源476.4億噸，頁巖油可采資源159.7億噸，頁巖油可回收資源119.8億噸，遍布20個省和自治區(qū)、47個盆地和80個含礦區(qū)，主要分布在松遼、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木、倫坡拉、羌塘、茂名、大楊樹、撫順等9個盆地。其中，松遼、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾等3個盆地油頁巖資源占全國的74.24%，可回收頁巖油占全國的64.25%。吉林、遼寧和廣東三個省份的儲量最大。

組成和性質(zhì)

　　組成

　　組成頁

　　巖油的化合物主要有以下幾類：烴類、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物。

　　油頁巖熱解后得到的頁巖油富含烷烴和芳烴，但烯烴含量較天然石油中的高很多，并含氮、硫、氧等非烴類有機(jī)化合物。

　　頁巖油與天然石油不同之處就是頁巖油中不飽和烴的含量極高；另一不同之處是頁巖油中非烴化合物含量高。在天然石油中不含烯烴，含氮化合物含量也不高，含氧化合物則更少。

　　性質(zhì)

　　頁巖油常溫下為褐色膏狀物，帶有刺激性氣味。頁巖油中的輕餾分較少，汽油餾分一般僅為2.5%～2.7%；360℃以下餾分約占40%～50%；含蠟重油餾分約占25%～30%；渣油約占20%～30%。頁巖油中含有大量石蠟，凝固點較高，含瀝青質(zhì)較低，含氮量高，屬于含氮較高石蠟基油。

　　世界各地所產(chǎn)的頁巖油由于組成和性質(zhì)不同，在密度、含蠟量、凝固點、瀝青質(zhì)、元素組成方面有很大差別，但各地頁巖油的碳?xì)渲亓勘染?～8左右，是最接近天然石油，最適于代替天然石油的液體燃料組成。

加工

　　影響頁巖油柴油顏色及安定性的主要因素是其中含有大量的不飽和烴及氮、硫、氧等雜原子化合物，要解決頁巖油柴油質(zhì)量合格問題，關(guān)鍵在于如何脫除頁巖油中的氮、硫、氧等雜原子化合物。

　　天然石油的加工技術(shù)一般都適用于頁巖油的加工。目前（截止2011年）頁巖油的加工方法主要分為加氫處理和非加氫處理二種。加氫處理頁巖油可得到液體燃料，包括柴油、石腦油和汽油，生產(chǎn)的柴油穩(wěn)定性好，產(chǎn)品收率高，沒有“三廢”排放，但一次性投資大，所需設(shè)備費用及操作費用也很高，適合于大型煉油廠；而非加氫處理過程設(shè)備投資小，工藝操作簡單，費用較低，適合中小型煉油廠，非加氫處理一般包括酸堿精制、溶劑精制、吸附精制和加入穩(wěn)定劑等。[1]編輯本段利用

　　頁巖油中豐富的烷烴和烯烴可生產(chǎn)相關(guān)的高附加值化學(xué)品。C6～10餾分被利用來生產(chǎn)增塑劑；C10～13餾分中通過生物降解線形十二烷基苯所得的產(chǎn)品作為清潔劑原材料；C14～18餾分作為脂肪醇和烷基硫化鹽產(chǎn)品的原材料；重質(zhì)烷烴餾分通過裂化以生產(chǎn)各種低分子質(zhì)量的烯烴，也可以獲得瀝青和碳纖維。

　　頁巖油硫化物主要為硫化氫、硫醇類、噻吩類及硫茚等有機(jī)硫及二硫化物。硫的資源廣而廉價，工業(yè)上、農(nóng)業(yè)上、醫(yī)藥上、染織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）。

　　頁巖油中的含氮化合物可分為3類：堿性的、弱堿性的和中性的。堿性含氮化合物主要是叔胺類的吡啶系、喹啉系和異喹啉系化合物，弱堿性含氮化合物主要屬于吡啶系化合物，中性含氮化合物則主要是腈類R-CN。

　　而頁巖油中存在的含氮化合物主要為吡啶系氮化物。吡啶堿是多用途的化工原料，它能溶解一般溶劑所難溶解的有機(jī)物，尤其是輕質(zhì)吡啶，廣泛用于制藥工業(yè)。重質(zhì)吡啶除了氧化制取菸堿酸外，又是有色金屬礦的浮選劑，尤其對硫化物礦具有優(yōu)良的富集性能。

　　吡啶堿及硫酸吡啶絡(luò)合物對稀酸侵蝕鋼鐵有一定的抑制作用，可用做鋼鐵腐蝕抑制劑。

　　頁巖油中的含氧化合物有：酸性含氧化合物和酚類，以及中性含氧化合物。而頁巖油中含氧化合物的利用主要以酚類化合物為主。酚類化合物是塑料、染料、合成纖維、電氣絕緣、防腐蝕和藥品等的主要化學(xué)原料。其中重質(zhì)酚類可以作為銅、鉛、鋅磁鐵等礦物的浮選劑，也是制造木材粘合劑、農(nóng)藥殺蟲劑等原料。

相關(guān)新聞

　　2012年10月3日，日本石油和天然氣開采企業(yè)石油資源開發(fā)公司宣布從地下1800米深處的頁巖層中提取出頁巖油。這是日本首次從本國地層中成功提取頁巖油。據(jù)該公司預(yù)測，鲇川油氣田及其附近油氣田的頁巖油儲量約有500萬桶，而整個秋田縣的儲量可在1億桶，相當(dāng)于日本每年石油消耗量的10%。日本業(yè)內(nèi)人士希望，國產(chǎn)頁巖油有助于能源的多樣化以及減輕日本對海外能源的依賴。[2]澳大利亞林肯能源公司2013年1月24日宣布在澳大利亞內(nèi)陸發(fā)現(xiàn)了一個巨大的頁巖油礦，預(yù)估價值高達(dá)21萬億美元（約合人民幣131萬億元），消息公布后，該公司市值飆升23.6%。澳大利亞南澳洲（頁巖油礦所在地）礦業(yè)部長湯姆則認(rèn)為，如果林肯能源公司的石油被挖掘出來，澳大利亞將從石油進(jìn)口國轉(zhuǎn)變?yōu)閮舫隹趪?。報道稱，林肯能源公司將通過英國巴克萊銀行，尋找一個擁有頁巖油礦專家的合資伙伴，共同開發(fā)這個世界級油礦。