我國是油頁岩資源大國,油頁岩地質資源量高達7199億(yi) 噸,居世界第二,僅(jin) 次於(yu) 美國。
油頁岩又叫油母頁岩,是一種高灰分的含可燃有機質的沉積岩,屬於(yu) 非常規油氣資源。油頁岩顏色多呈褐色、黑色、深灰色、灰褐色等,一般質地均勻呈塊狀,油頁岩因風化後呈一片一片的書(shu) 頁狀,故而得名。
油頁岩的有機質主要是由藻類等低等浮遊生物經腐化作用和煤化作用而生成。一些微小動物、高等水生或陸生植物的殘體(ti) 或植物組織碎片參與(yu) 油頁岩的生成。油頁岩可以在陸相環境形成,也可以在海洋環境形成。
油頁岩可提煉出各種燃料油類,也可以煉製出各種合成燃料氣體(ti) 及化工原料,副產(chan) 品還可用於(yu) 製磚、水泥等建築材料。歸納起來,油頁岩有四種主要用途:
(1)能源化工
油頁岩通過低溫幹餾可以製取油頁岩油(油頁岩低溫幹餾是在隔絕空氣的情況下加熱到450℃~600℃)。油頁岩油低溫幹餾除了產(chan) 生油頁岩油外,還有氣體(ti) 汽油、氨、硫化氫、吡啶堿和酚類等產(chan) 物。油頁岩油是油頁岩加熱時其有機質熱分解的產(chan) 物,類似於(yu) 天然石油,也稱“人造石油”。因此,天然石油的精製加工方法一般都適用於(yu) 油頁岩油。從(cong) 油頁岩中提煉的油頁岩油可以直接作為(wei) 鍋爐或工業(ye) 爐液體(ti) 燃料使用,也可進一步對油頁岩油經熱加工和氫精製工藝,獲取汽油、煤油、柴油、蠟和石油等產(chan) 品。
油頁岩由於(yu) 含有機質,因此油頁岩作為(wei) 燃料直接在燃燒室中燃燒而產(chan) 生熱能是油頁岩能源利用的又一途徑。這一工藝由於(yu) 省略了油頁岩油中間轉換環節,而使其能源利用效率大幅度提高。但是,從(cong) 油頁岩中提取的C、H含量比天然石油少,S、N、O含量比較多。因此,為(wei) 了提高油頁岩的燃燒率,需要在燃燒時加入H,同時剔除大部分的N和S,避免在燃燒過程中產(chan) 生硫的氧化物和氮的氧化物,從(cong) 而汙染環境。
油頁岩油燃燒或油頁岩直接燃燒利用其熱能可以用來發電。例如,愛沙尼亞(ya) 的油頁岩發電量占本國電量的95%。
(2)生產(chan) 建材
油頁岩幹餾和燃燒後的灰渣可用於(yu) 生產(chan) 水泥、磚等建築材料。在德國,每年有30萬(wan) 噸油頁岩用於(yu) 水泥的生產(chan) 。在中國,油頁岩幹餾和燃燒後的半焦灰渣會(hui) 用來製造砌塊、磚、水泥、陶粒等建材產(chan) 品。
(3)農(nong) 業(ye) 方麵
油頁岩還可以直接用於(yu) 有機肥料的生產(chan) 。如,中國陝西有一家企業(ye) 就擬投資1000萬(wan) 元,利用印台地區現有的油頁岩資源,在原有50000噸磷肥生產(chan) 線的基礎上進行技術改造,建設年產(chan) 50000噸油頁岩有機複合肥的生產(chan) 線。
油頁岩灰渣還可用於(yu) 製造土壤,我國的新疆寶明油頁岩公司已經做了這方麵的工作。
(4)環保方麵
油頁岩灰渣能作為(wei) 脫硫的吸附劑,經處理後還可以製成淨化汙水的原料,主要汙水是化工廠、鋼廠,這些工廠的汙水可用灰渣沸石來處理淨化。油頁岩灰渣用於(yu) 廢氣和汙水處理,相當於(yu) “以廢製廢”,不但成本低廉,而且處理能力較強,不失為(wei) 油頁岩綜合利用的一條好途徑。然而,應該合理處理利用過的油頁岩灰渣,避免造成二次汙染。
在煤的燃燒中加入10%的油頁岩可以減少煤燃燒時對環境的汙染,是良好的淨化劑。因為(wei) 油頁岩的灰渣對SO2具有強的吸附性。
不同國家對油頁岩的用途也不相同。在愛沙尼亞(ya) ,油頁岩主要用來發電和提煉油頁岩油;在巴西,油頁岩主要用作運輸燃料;在中國和澳大利亞(ya) ,油頁岩主要用於(yu) 提煉油頁岩油和用作燃料;在俄羅斯和以色列,油頁岩主要用於(yu) 發電。