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油页岩综合开发利用技术与循环经济探讨

2013-04-29张少波

科技创新与应用 2013年9期
关键词:油页岩循环经济

张少波

摘 要:随着石油资源越来越少,原油的价格越来越高,油页岩的综合开发利用成为当前的新型模式,文章介绍了页岩开发的循环经济理念,对页岩综合利用,社会和经济效益显著。

关键词:油页岩;综合开发;循环经济

我国是一个多煤、少气、缺油的国家。随着我国国民经济的发展,能源的供应已成为制约我国经济可持续发展的瓶颈。由于我国自身的石油储量非常有限,我国从1993年起已经成为石油净进口国,石油进口量逐年上升,现每年40%以上的石油依赖进口,成为世界第一大石油进口国。国际石油价变化,对我国的国民经济影响产生巨大的影响。因而,能源战略的选择取向成为最核心的问题,如何能化被动为主动,是我国能源面临的新课题。面对石油的紧缺,寻找新的可替代能源,远比在国际市场争购原油主动得多。

随着能源消费的增加和所面临石油紧缺的严重局面,国内许多企业纷纷着眼于各种可再生能源的开发,以弥补石油的短缺,减少国家进口原油的压力。

油页岩经干馏可获得页岩油,可作为石油的补充品和替代品。据西德《石油》杂志1974年报道,预计世界上可以获得的能源中,油母页岩折算成页岩油比天然石油储量多2~5倍。1979年联合国讨论新能源问题,认为页岩油储量远远超过天然石油,在石油日趋枯竭的今天,应加大对油页岩的开发和利用。

我国油页岩储量丰富,已经探明的储量主要分布于辽宁抚顺、广东茂名、山东龙口、吉林桦甸、吉林农安等地区。

油页岩是一种多用途的宝贵资源,它不仅可以提取页岩油,加工炼制汽油、煤油、柴油等石油产品。油页岩也可以直接作为燃料用于发电,其页岩灰还可以做建筑材料或用于矿井回填等。综合开发利用油页岩,既可缓解国内石油、电力短缺状况,又能发挥油页岩资源的潜力,符合国家可持续发展油气资源战略和节约能源的方针政策,其综合利用前景广阔,开发价值巨大。因此,国家发改委已将油页岩综合利用列入“双高一优”(高新技术产业化、高新技术和先进使用技术改造传统产业、优化重点产品和技术结构)导向计划,加快其发展利用步伐。

目前,国内外正在运行的油页岩生产技术有以下几种形式:即单纯的炼油、单纯发电或炼油与发电相结合,特点是资源利用率不高,废渣量较大,环境影响较大。

我们在总结国内外油页岩干馏炼油和燃烧发电经验的基础上,特别是在消化、吸收各种干馏工艺的先进设计理念后,又在当代循环经济与集成技术理论指导下,提出了油页岩工业可持续发展的新思路和新生产模式——“油页岩综合利用”的技术经济路线——可称之为油页岩开发利用中的第三大方向。它的基本思路是,将油页岩既作为能源转化为页岩油和瓦斯气、电力和热能,又作为资源转化为建筑材料和其他材料,实现无固体废物排放的全面综合利用, 对油页岩综合开发利用,走炼油-发电-建材联产之路,环境污染较小,综合效益高,对缓解国内能源紧张状况另辟了新路,对于缓解我国能源战略中的石油资源短缺问题,将具有重要的现实意义和保持经济可持续发展的必要性。

本技术的核心是干馏技术,通过技术改进,在抚顺炉基础上对干馏炉进行改进,对干馏炉料仓设计氮封,可防止干馏气从干馏炉进料仓泄漏,还能防止干燥烟气与干馏气混合,降低干馏气的热值;采用新型排渣装置,实现干法排半焦,采用电捕油装置,多回收页岩油。本法的特点是:

◆页岩油收率高,达到85%,并同时副产高热值干馏气气体。

◆半焦可以直接作为加热炉和发电厂的燃料,增加效益,同时解决废渣排放问题。

◆由于干馏和半焦冷却过程都是在无氧条件下进行,固能够防止结焦和“烧油”现象,提高收油率。

页岩半焦和小颗粒的页岩送发电厂作为燃料发电,页岩灰渣作为建材厂原料可制作灰渣砖、混凝土、水泥等原料,剩余部分可作为矿坑回填。

在开发油页岩矿时,统一筹划,在矿区内分为:矿场、页岩干馏厂、发电厂和建材厂四大部分,建立联合装置,在这個联合企业中,原属于四个行业的油页岩矿、干馏炼油厂、发电厂和建材厂,不是机械式的串联在一起,而是通过综合利用技术有机地结合在一起,相辅相成,缺一不可。在这个联合企业中,不强调某一环节的最优化,而追求整体上效率最高、经济效益最大、污染最小,在矿区附近建设干馏厂、发电厂和建材厂,统一筹划建立水、电、气等公用工程装置,考虑原料和产品相互衔接,可大大节省建设投资。

利用综合利用与循环经济的技术理念开发油页岩,能够改变目前页岩矿产资源利用率低,环境风险大,废物处理困难的现状,符合清洁生产的理念,能够做到人与自然的和谐,一改过去矿场尘土飞扬,矿渣堆积成山的局面,在不变蓝天下照样能实现页岩的加工和生产。

油页岩综合利用与循环经济的技术经济路线,其能源、资源利用效率,经济、环境和社会效益都远远高于上述干馏炼油和燃烧发电两大行业的技术经济路线。因此,可以说它是油页岩工业发展的最佳抉择。它不仅适用于新建企业,也适用于改造现有干馏炼油企业。

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