国内油页岩产业现状和发展思路

陈 松，周 扬，丁会敏，王晓栋

（黑龙江省能源环境研究院，黑龙江哈尔滨150090）

国内油页岩产业现状和发展思路

陈 松，周 扬，丁会敏，王晓栋

（黑龙江省能源环境研究院，黑龙江哈尔滨150090）

本文阐述了国内油页岩产业的现状，并对当前油页岩加工的工艺路线进行了比较和分析；在此基础上，提出了油页岩产业发展的思路。

油页岩产业；工艺路线；页岩油深加工；干馏

油页岩作为一种非常规能源，属于低热值固态化石燃料，油页岩综合利用的第一大潜力是炼油，主要是利用油页岩所含的有机质——“油母”，通过低温热解工艺制取液态烃，再经过常规炼油工艺来生产柴油和化工轻油，副产的燃料气和半焦经过处理后可用于发电和建材。由于各区域油页岩的性质不同，根据油页岩所含的S、O、N元素的比例，还可进一步加工生产酚、吡啶、防蚀剂和增塑剂等精细化工产品，此外通过适当的技术还可提取油页岩中的稀土金属。油页岩综合利用的第二大潜力是直接燃烧产气/汽发电。

1 油页岩产业工艺技术路线

从深度和广度上来看，油页岩的产品链是靠技术链条的拓展和延伸得以丰富和发展的。当前国内油页岩产业技术路线主要分为上下游两段，即：上游的“干馏制油阶段”和下游的“精深加工阶段”，这两个阶段再加上油页岩直接燃烧产汽/气发电的技术路线就构成了油页岩综合利用的整体框架。在这两个阶段中，由于企业采用的原料、工艺路线不同，其产品收率、质量、收益、竞争力等等都存在较大的差异。

1.1 “干馏制油阶段”工艺技术

该阶段是油页岩产业的“龙头”，其目的是将固体的油页岩通过干馏制取液态烃——页岩油。干馏是该阶段的关键技术，其技术的成熟、先进性和干馏炉的可靠性是检验油页岩资源能否实现高效利用的标志。目前，国内油页岩干馏技术主要包括：移动床干馏、回转干馏和流化干馏三大技术。移动床干馏作为传统技术已非常成熟，但其转化率和资源利用率相对较低，环保问题严重；回转干馏技术是目前国内应用的主流技术，其能效和环保问题都已基本解决，工业应用的潜力很大；流化干馏技术作为石油炼制工艺催化裂化的复刻具有世界先进水平，但该工艺存在一些技术问题有待解决，因而还未涉足工业应用。就目前来看，国内有近10座油页岩干馏厂尚在运行，不同地区油页岩干馏炼油情况见表1。

表1 国内油页岩干馏炼油运行情况Tab.1 Operation situation of domestic oil shale refinery

1.2 “精深加工阶段”工艺技术

页岩油精深加工技术是油页岩综合利用技术的重要组成部分，页岩油深加工的优势在于：（1）碳氢比类似天然石油，可作为石油替代品并采用常规石油炼制手段加工；（2）富含脂肪烃，而芳烃含量较少，这是生产高十六烷值柴油要件之一；（3）沥青质含量低，可少出重油多出轻馏分，提高原料利用率。页岩油深加工的难点在于：（1）蜡含量高，存在原料储运问题，存在脱蜡或进行蜡的转化问题；（2）氮含量高，存在原料和产品安定性问题；（3）氢源和催化剂问题。

页岩油精深加工技术主要由加氢和脱碳工艺组成。国内炼厂处理页岩油由于受反应机理和工艺条件的限制，靠单一的工艺无法全面完成改质和转化过程。简单来讲要么技术上无法操作，要么经济上不可行。例如：依靠传统的加氢精制工艺只能加工约占36%（＜350℃馏分）的轻质页岩油，约占64%（＞350℃）的含蜡重油馏分无法处理。剩余重油靠回炼受上游干馏技术的限制，外甩则造成资源和能耗的浪费。因此要想真正下好精深加工这步棋，在工艺技术方面必须得打出“组合拳”。目前，国内深加工工艺的开发主要集中于：全加氢型、加氢脱碳型和脱碳加氢型3种组合工艺方案，3种工艺特点比较见表2。

表2 页岩油深加工工艺操作模式Tab.2 Level of technology and operating method

国内油页岩精深加工的产业链一直无法顺利延伸的原因主要有几方面：虽然我国油页岩工业起步较早，干馏工艺水平与世界同步，但自上世纪60年代至本世纪初，油页岩下游的深加工技术没有长足进步。从根本上讲，（1）近40年来基本上没搞下游深加工，起步晚、底子薄；（2）多数已开发的工艺没有达到工业示范阶段，缺少工程放大经验，使产业上下游无法衔接；（3）老的工艺方案明显带有时代特点，即“高耗能”、“高污染”、“低产出”，无法适应当前行业推行的“节能降耗、减排增效”的要求；（4）由于行业的差异性和页岩油“三高”的特性，石油炼制企业存在普遍排斥页岩油深加工的现象，而煤化工企业受煤化工板块“五大”示范工程的影响，也不愿意搞页岩油深加工。（5）受国内油价的影响，企业盲目追求经济利益，油页岩炼油项目竞相立项，页岩粗油未经深加工而作为最终产品直接销售。

虽然国内有30多家企业从事油页岩综合利用项目，但由于部分企业采取项目分期建设，规避风险；部分企业等待国家出台优惠政策，深加工的配套设施缓建等做法，使国内油页岩产业出现“大头小尾”的现象，造成上下游无法衔接，深加工的技术链和产品链无法延伸。

2 油页岩产业深加工的思路

以油页岩产业上游的“干馏制油阶段”的产品页岩油为依托，其下游的“精深加工阶段”，可分为3个利用途径：

2.1 燃料油路线

该途径采用常规石油炼制工艺——加氢精制加工生产低硫低凝柴油，满足北方冬季市场的柴油需求，拉伸燃料油这条产业链。

2.2 LPG深加工路线

该途径以副产品LPG作为原料进行深加工，建设LPG深加工项目。具体做法：（1）以丙烷为原料通过丙烷脱氢生产丙烯——丙烯直接氧化生产环氧丙烷，下游配套建设聚醚多元醇，可延长C3链条；（2）以异丁烷为原料脱氢生产异丁烯，经MTBE生产高纯异丁烯，然后向下游延伸生产丁基橡胶，并以卤化丁基为主；（3）以正丁烷为原料生产顺酐，下游配套建设顺酐，不饱和聚酯和1，4-丁二醇，1，4-丁二醇再深度加工为PTMEG和PBT，可延长C4链条。

2.3 CPP深加工路线

该途径是建设CPP项目及下游深加工项目。CPP工艺是将含蜡重油在专用催化剂上经催化热裂解反应，实现最大量生产乙烯和丙烯的技术。根据页岩油的轻油馏分约占36%（≤350℃馏分），含蜡重油馏分约占64%（＞350℃）的馏分分布特点，其含蜡重油馏分的平均氢含量接近12（w）%的特性，将含蜡重油馏分从全馏分页岩油中切分并通过精制作为优质的CPP原料，可拓宽CPP装置的原料来源，提高装置生产低碳烯烃的转化率，弥补国内市场缺口，满足下游消费需求。具体做法如下：

（1）CPP工艺主产品为乙烯和丙烯，副产H2、混合C4和部分油品。一部分乙烯向下延伸发展环氧乙烷和乙二醇；乙二醇向下游发展聚羧酸环保减水剂、聚乙二醇、乙醇胺碳酸二甲酯；碳酸二甲酯进一步延伸发展聚碳酸酯，另有少量环氧乙烷用于生产二氧化碳生物降解塑料；一部分乙烯用于生产EVA项目、VAE项目；另有部分乙烯与丙烯一起生产乙丙橡胶，乙丙橡胶进一步向下游发展聚烯烃弹性体。另有少量乙烯用于生产超高分子量聚乙烯，作为下游超高分子量聚乙烯纤维等材料的原料供应。

（2）丙烯除与乙烯一起作为乙丙橡胶的原料外，主要发展丙酚/苯酮、异丙醇、环氧丙烷等项目；苯酚丙酮下游规划双酚A和MIBK。

（3）CPP副产的H2一部分用于H2O2的原料，生产出的H2O2产品作为双氧水法环氧乙烷的原料，一部分用于燃料油的加氢提质。副产的裂解汽油通过加氢装置后，加氢C5回裂解装置继续裂解增产烯烃，其余物料进入芳烃抽提装置分离“三苯”。

（4）副产的混合C4资源作为丁二烯抽提装置的原料，生产丁二烯用于下游橡胶生产，抽余C4与LPG利用后的副产品一起考虑综合利用或作为燃料外售。此外，CPP还副产部分柴油和其他燃料油品，经过提质后外售。

Present situation and development of domestic oil shale industry

CHEN Song，ZHOU Yang，DING Hui-min，WANG Xiao-dong
（Energy and Environmental Research Institute of Heilongjiang Province,Harbin 150090,China）

This paper describes the current situation of domestic oil shale industry,the problems of oil shale industry wsa analysed.The processing route of oil shale processing wsa analysed.On the basis of this,the development of oil shale industry was put forward.

oil shale industry；process route;deep-processing；shale oil deep processing；dry distillation

P618.12

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20161261

2016-06-16

陈松，男，硕士，高级工程师，现从事石油化工及煤化工能源研究和技术开发工作。