油页岩污染
A. 高度重视油页岩开发利用中的环保问题
为了防止来在油页岩开发中走“先污染、源后治理”的老路,必须要高度重视油页岩开发中的尾矿污染、地表水污染、地下水污染、废气污染等问题。严格环境一票否决,把资源开发中的环境成本限制在最小的范畴内,实现油页岩开发利用无尾矿的目标。
B. 油气聚集区土体的石油污染
区内陆地石油开发对土体的影响主要表现为石油污染,石油污染对生态环境的影响程度是随着污染量的变化而有很大不同的。单就石油来讲,不论其对植物和土壤的物理影响还是生理影响都是极为有害的,但是土壤对污染物有一定容量和自净能力,植物对污染物也有一定的忍耐力,当石油含量较轻时,土壤和植被受影响不明显,生态环境变化不大;当石油污染上升到一定程度后,植被生长将受到影响,退化、枯萎以致死亡,使生态环境遭到破坏。
土体污染源的情况与水体不同,水体污染源主要是企业排放的污水,而土体的污染源则复杂的多。通过实地调查及收集有关资料,基本弄清了区内土体的类型及分布范围,土体石油污染的污染源来源以及具体的污染现状。
5.2.1土体石油污染源的结构分析
胜利石油管理局的陆上石油生产主要集中于东营凹陷、沾化凹陷、东镇凹陷和惠民凹陷等几个构造区,土壤的石油污染源主要由钻井污染、采油污染及采油废水污染三部分构成:
1.钻井污染源
在钻井过程中主要产生以下几个方面的污染:
(1)非钻井液污染源
指钻井过程中和完井后以各种方式进入土壤环境的废钻井液,因其种类不同而污染因子有别,钻井液处理剂种类繁多,其中有无机物、有机聚合物,油类及加重材料。每口井的钻井废液有200~300m3,虽都尽力回收仍有较大数量进入土壤环境,这些废钻井液中某些无机盐、重金属组份,油类和有机聚合物对土壤环境有较大影响,如有机聚合物使废钻井液的化学需氧量增加,一些重金属离子为致癌物质,如Cr。许多废钻井液中的这些有害物质都大大超过国家规定的排放标准,因此废钻井液已成为石油开发过程中对环境有影响的排放量较大的废物之一。
(2)钻井岩屑污染源
指经过钻头破碎、随钻井返至地面的地层岩石碎屑,经震动筛与钻井液分离后而进入大泥浆池(沉砂池)。岩屑因受泥浆浸泡、油浸等具有废钻井液的污染特征外,还因岩屑岩性不同而对土壤环境有不同影响。每口井因井深不同岩屑产量为50~300m3不等。对土壤有影响的岩屑有碳酸盐岩屑,主要成分为碳酸钙和碳酸镁。生油盐类:油页岩、油泥岩,含有较多的沥青质和油母质等高分子有机物质,一旦进入土壤环境很难降解。污染调查统计外排岩屑16.69t/a。
(3)落地原油、柴油、机油污染源
指钻井过程中废钻井液、废岩屑中含油,冬季井场锅炉房原油、机房、成品油储油装置、动力系统等跑冒滴漏,及用水冲洗等落地和偶发事件引起。钻井井喷是钻井过程中钻遇高压气油层时因地层压力过高或泥浆处理工程措施不当引起,虽然发生率很低,但一旦发生就有造成大面积原油洒落地面的可能,而造成植物死亡和土壤污染。原油及成品油中含高分子石油烃及环芳烃组合,能在土壤中集聚并在植物根系上生成一种粘膜阻碍根系呼吸和营养成分吸收,并能引起根系腐烂。
2.采油污染源
采油是指开采出来的油气水混合液汇集到计量站,经油气分离系统形成成品原油,在此过程中主要产生以下污染:
(1)落地原油污染源
指在试油、修井、洗井过程中进入土壤环境及油井喷溢管道泄漏等落地之原油,是油气田开发建设造成土壤污染的主要污染物,主要成分为石蜡族芳烃、环烷烃和芳烃等,胜利原油含腊小,含硫低,为低凝芳烃原油,中性常温下,落地原油水溶性成分很小,据测定水溶性油只占总油量的0.77%。长期野外调查过程中,发现原油外泄或散落到地面以后,在自然条件下残留到地表的原油经过风吹日晒,往往呈现出片状的黑色块状油污,不易清理。原油是高分子化合物,落地后迁移能力弱,很难下渗。对落地原油虽然各采油厂专门成立落地原油污油回收队伍负责回收,但仍然有一部分残留地表。
(2)含油污泥(油砂)污染源
指原油采出液带到地面的固体颗粒,包括除砂器分离、压力容器底部及大罐、隔油池等清底污、污水重量系统分离污泥,其产生主要与地质条件、地层水质类型,工艺条件处理工艺和处理药剂种类有关。胜利油田已进入综合高含水期,泵出液量显著增大,含有污染量也随之增大,据孤东油田统计每万吨采出液含砂4.84t,每万吨原油含砂23.9t。在稠油热采,三次采油的区块,污泥含量可达1%左右,并且大量使用化学处理剂,如聚合物驱油等,而使污泥成分复杂化,增大了处理难度。含油污泥的主要污染物为石油类,污染程度视其含量水平。
(3)作业废弃泥浆污染源
指油井在试油、大修、酸化压裂等施工过程中使用、完工后废弃于现场的泥浆池、储油池中之废液,因多为收集钻井泥浆稍加处理使用,故成分可以与废弃泥浆类同,但增加了含原油量,油层处理废液等成分。
3.采油废水污染源
指石油开采过程中,采出原油含水经过一系列工业流程油水分离后,进污水站除油处理并回收污水中油。大部分处理后水输送至注水站回注地下驱油和平衡地层压力,但仍有一小部分外排,经油区河流水系进入莱洲湾或渤海湾,因取水污灌影响农田质量或对滩涂、潮间带土壤构成污染。
总体而言,落地原油是土壤遭受污染的主要因素,它对土壤造成的污染是长期的和大面积的。油气田开发建设对土壤环境的污染,主要是建立在每个井、站点源污染物落地的基础上,经过降雨侵蚀和冲刷等一系列水文过程搬运及人为因素的影响,而形成一个大的面源,累年叠加,使整个油区均受不同程度的影响。从调查结果看对土壤环境的影响受井网密度、开发年代、地形特征和土地类型控制。对土壤环境影响而言,井网密度高,开发年代久,地形低洼则受影响严重。土壤类型不同,土壤背景值不同,反映出不同的土壤理化性质和土壤对外来污染物的降解能力。
5.2.2区内土体石油污染现状评价
胜利油田的开发建设对本地区土壤环境造成了一定的影响,其突出表现为石油类污染。在油田开发较早和较集中的地区石油类污染也较重,多数达到了轻度污染水平,除开发较晚并注重环境保护的一些油区外,石油类是土体中最大的污染指标,东营、河口北侧一带污染较重。
从区域上看,石油类含量以滨洲市北侧为较高(60mg/kg以上),其次为东营市及其东南侧和河口一带,含量40mg/kg以上,在广饶、滨洲南侧、桩西海边一带为较低。此外,沿黄河两侧的区域土壤中石油类含量明显低于其他地区。
从油田开发历史上看,20世纪70年代以前开发的油田像临盘、利津、胜坨等油区土壤中石油类含量偏高,属轻度污染区,孤东地区土壤中石油类含量范围为12~38mg/kg之间。近几年投入开发的八面河油田土壤中石油含量最低。
从土壤类型上看,区域内土壤中石油类含量在9.2~180.9mg/kg之间,区内各类土壤石油类表层含量均值为43.75mg/kg,各类土壤石油类平均值含量差别不大,褐土为40.0mg/kg,潮土为44.4mg/kg,盐土44.2mg/kg。
从土壤污染深度上看,在受到污染的土壤中,表层(1~20cm)土壤污染最重,中层和下层土壤也受到一定程度的污染。由此可知:石油类主要集中于0~40cm土层(图5-9,图5-10)。
图5-9不同深度土壤中石油类含量
以上结论与大庆石油管理局环境监测中心站在大庆油田开发区所做的《原油在土壤中迁移及降解的研究》得出的结论有许多相似之处,该项研究结果表明:大庆油田开发区贮油池土壤原油淋滤深度绝大部分集中在0~30cm,以下原油明显减少(除沙化土壤外);盐碱土集中在0~10cm;黑钙土集中在0~50cm;柱内油水混合渗透试验,80%集中在0~20cm;原油覆盖土壤表面时清水淋渗较弱,在0~20cm内残留94%。
通过对比胜利油田和大庆油田石油在土壤中的迁移深度可以发现以下几点:
(1)尽管土壤类型不同,但一般在0~50cm的深度上大多截获90%以上的落地原油。
(2)粘性土壤对石油类有很强的吸附作用,据中国沈阳林土所对沈抚灌区石油污水处理研究,黄粘土除油率可达90%左右。
(3)石油粘度越高,随土壤水分迁移能力越弱。
(4)原油在自然植被下土壤中的淋渗较油池和柱内试验土壤淋渗的浅。原因是地表植物根系丰富盘结牢固,土壤结构坚实粘重,形成的空隙较少。
图5-10土壤石油污染含量分布示意图
因此,大庆地区的石油实际渗透深度多小于胜利油田所在的黄河三角洲地区,主要是因为其石油粘度较大,大庆地区粘土土壤类型渗透很低及植被较好所致。
此外,区域内土体中其他污染物的情况如下:
Cr含量以东营市东侧、滨洲西南和河口西侧一带明显高于其他地区(60mg/kg以上),其含量值在等值线图上表现为峰形,其他区域较为平坦。
Hg以东营东侧为最高(0.1mg/kg以上),其次为河口西侧和高清一带。
Zn含量以东营市西侧为最高(100mg/kg以上)其次为河口西侧和高清一带。
Cu含量以东营市东侧、河口西侧及高清一带较高(25mg/kg以上),河口东侧、滨洲一带较低。
Pb含量以东营市及其北侧最高(15mg/kg以上),其次为河口西侧和滨洲南侧一带,其他地区较为平坦。
Ni含量以东营市东侧为最高(48mg/kg),其次为河口西侧(42mg/kg以上),其他地区较低。
表5-9、5-10、5-11为调查区域测值统计表、三种土壤测值比较、不同深度测值比较。
表5-9调查区域测值统计表
表5-10三种土壤测值比较
表5-11不同深度测值比较
C. 我想知道油页岩的发展前景如何。
中国石化新闻网2010年2月25日讯(郑言)
油页岩又称油母页岩,是一种含有机质的沉积岩,为低热值固体化石燃料,可以用来炼油。油页岩是一种干馏后可获得页岩油的高灰分致密薄层状可燃有机岩。由于其内部含有固体有机质,可以采用加热干馏技术炼制出页岩油,从页岩油可获得燃料油,可作为石油制品的代替品,因此被称为“人造石油”,可作为燃杆油或进一步加工制成汽油、柒油和下游石化产品,也可以直接作为锅炉燃杆进行发电。
在能源紧缺、油价高企的时代,页岩油的开发与利用再次成为国内外关注的焦点。2008年8月,中国石油天然气集团公司投资4亿元,在黑龙江省牡丹江市启动了我国第一个颗粒油页岩干馏炼油“先导基地”项目。“该项目较之传统工艺技术先进,油页岩利用率高,油收率高,处理量大,它将是我国页油岩工业自主创新发展的一个转折点。”有关专家对此高度评价。
油页岩是一种潜在的、储量巨大的能源,油页岩的开发和利用是世界石油资源的有益补充和替代。目前对油页岩采取综合开发利用的方式,即将储存于地下的油页岩开采出来,在干馏炉中将油页岩加热至约5000℃,使其分解产生页岩油,所剩余的残渣可以用于燃烧发电、制造水泥、砖等建筑材料。世界油页岩资源极其巨大,但油页岩分布区地质勘探程度低,所以很难对全球的油页岩资源量准确预刚。据美国《油气》公布的统计数字,全世界页岩油储量约11万亿-13万亿吨,远远超过石油储量。
我国油页岩资源储量很丰富。2004-2006年新一轮全国油气资源评价结果显示,全国油页岩资源为7199.4亿吨,可采资源2432.4亿吨;页岩油资源476.4亿吨,可采资源159.7亿吨;页岩油可回收资源119.8亿吨。2006年国土资源部、国家发改委委托吉林大学开展的全国油页岩资源调查认为,中国油页岩资源估计有7,000亿吨,若换算成页岩油,至少有300亿吨,是中国原油可采储量的20几倍。未来油价高涨、资源趋紧的状况很难改变,相对于高油价,开发油页岩资源等非常规能源日益变得有利可图。油页岩遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区,主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。与常规石油资源相比,页岩油可回收资源量相当于全国石油可采资源量的56.5%,未来开发利用具有广阔的前景,将成为常规油气资源的重要补充。
根据能源局公布的数据,中国2009年生产原油1.89亿吨,净进口原油达到1.99亿吨,这也就是说,中国使用的石油有一多半需要从国外进口。原油对外依存度高达51.3%,自从1993年首度成为石油净进口国以来,中国的原油对外依存度由当年的6%一路攀升,到2006年突破45%,其后每年都以2个百分点左右的速度向上攀升,2007年为47%,2008年为49%,到2009年突破50%警戒线。今后还有增长的趋势。因此发展页岩油等非常规能源以代替部分原油,有明显的重要战略意义。
我国油页岩资源品质较好、矿层产状平缓、储量分布集中、沉积环境稳定,使得页岩油具有作为替代能源的巨大潜力。以吉林省为例,目前该省已探明油页岩储量为174亿吨,含油率超过7%,即便以含油率5%计算,也可开采8.7亿吨页岩油。我国每年在煤炭开采过程中产生的油页岩近千万吨,仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃量就已达800万吨。可见沉睡的油页岩一旦被唤醒,喷发出来的能量是难以估量的。我国油页岩的开发利用已有80年的历史,规模也比较大,在页岩油的提炼方面积累了较丰富的技术经验,曾经对国民经济建设发挥了十分重要的作用。但是20世纪60年代以后,大庆、胜利等油田相继发现,并投入大规模开发。生产成本较高的页岩油开发规模逐渐萎缩,勘察工作基本停滞,油页岩开发利用技术也止步不前。
近年来,随着国际原油价格走高和油页岩开发利用技术的进步,中国油页岩行业的发展又迎来转机。 20世纪五六十年代发展起来的抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿,又纷纷加大投资力度,大力开发油页岩资源。同时,一些新兴的油页岩项目也像雨后春笋一样发展起来。2008年国内年产页岩油约40万吨,其中抚顺矿业集团油页岩炼油厂是目前我国正在运行的最大的油页岩提炼厂,产量达到35万吨。据中国石油大学钱家麟教授等专家预刚,至2015年中国页岩油年产量达到80万吨,爱沙尼亚页岩油产量达到200万吨,巴西30万吨,世界页岩油年产量增至约350万吨。
近年来,我国加大了在油页岩利用技术方面的投入,开展了大量的研究和试验工作。页岩油是一种替代能源,由于页岩油中的烯烃等不饱和烃含量很高,所以它的不稳定性远远高于其他从原油炼成的油品。也就是说,由于其自身的性质决定,页岩油只能直接用作燃料油的组分。如果要用于生产轻质油品如汽油、柴油等,则必须将页岩油进一步加工(如加氢等),这就另需加工的设备,增加投资,费时费力,因而当前在中国,生产出来的页岩油,不再加工而直接出售了。
目前我国已经掌握油页岩综合开发与利用的关健技术与集成技术,油页岩炼制、低热值煤发电技术也日趋成熟,技术上的障碍越来越少。针对现有抚顺炉单台装置处理能力小、油收率低、污染环境等缺点,抚矿集团于2006年成立了“辽宁省抚矿集团工程技术研究中心”,将油页岩综合利用作为重点,开发大型油页岩干馏新工艺和相应的生产装置,研发页岩油生产过程的废水、废渣的处理与循环利用技术。中煤集团支持所属的龙江哈尔滨煤化工公司开展油页岩流化干馏炼油的中试(日加工油页岩50吨),已取得初步成功,日加工油页岩2000吨的工业试验装置的可行性研究报告已初步通过。
我国石油供需缺口逐年加大,石油供不应求的矛盾将长期存在。好在我国还有丰富的油页岩资源。因此,我国及早做好准备,迎接世界油页岩大开发的到来。通过油页岩大开发,接替部分常规油气,缓解我国能源压力。
根据我国具体情况,业内建议开展全国新一轮油页岩资源调查和评你制定油页岩勘探、开发技术标准及规范;政府牵头组织有实力的科研院所进行联合攻关,尽快形成适合我国实际的干馏、燃烧新技术新工艺;政府制定类似煤层气的油页岩勘探开发产业扶植政策;积极发展油页岩综合开发利用技术,最大限度地保护环境;适度引进国外技术和资金,坚持“以我为主”的勘探开发原则。
油页岩开采和干馏的各个环节都有可能对环境造成威胁,正是为了解决环保问题,所以提出了综合利用的思路。
在开采环节,由于油页岩埋藏在地下,需要不断抽出地下水,这与开采煤炭等矿产对环境造成的危害一致。由于煤矿行业对于这个环保问题有许多自己的解决办法,钱家麟认为不是油页岩开采利用的主要环保问题,主要问题仍然在干馏环节。由于在页岩油气的冷却环节必须直接使用大量的水,所以会使水被污染。国外对于污水的解决办法一般是采用生物处理,培养细菌分解水中的污染杂质,但成本较高。目前解决办法是,改进工艺,尽量少用冷却水,并采取循环供水的办法,少量水的排放,可用于种树,或者焚烧掉。
环保问题是油页岩开发利用中最重要的问题。如果解决得不好,不仅会污染土壤、水源、空气,还会对周围的环境造成破坏。所以在油页岩开发利用项目的前期规划中,需将总投资的20%投入到环保设施中
D. 新开采出来的油砂矿石有什么味,污染大气环境吗
沥青味道来
只是开采不自会污染,但是你利用的话肯定会污染
地壳表层的碎屑物或岩石与其中所含的水和沥青形成的混合物我们统称为油砂。油砂中抽提出的油膏状物质我们称为沥青,它的密度大于 1.0 g/cm,粘度一般大于10000mPa·s。油砂具有以下特点:①含有80-90%的无机质(砂、矿物等)、3-6%的水和6-20%的沥青,油砂沥青是烃类和非烃类有机物质,是稠粘的半固体。②沥青流动性极差,一般不能以打井开采原油的方法来获取。③油砂中的沥青大部分溶于有机溶剂,而有别于油页岩中有机质不能溶于有机溶剂。④油砂中的沥青多来自降解作用,正构石蜡烃几乎耗尽,因此饱和馏分中没有或几乎没有正构烷烃。这主要是由于生物降解、轻烃挥发、水洗、游离氧化等冷变质作用,造成油质中的正构烷烃降解和极性杂原子重组分富集的结果。
目前世界上油砂矿主要采用露天开采的方式采出,其关键技术是炼制中的油砂分离技术。露天开采工艺流程一般如下:首先将油砂采掘出来,粉碎后用高温碱水冲洗,再用过滤法分离油和砂,用离心机分离油和水,最后再炼制成油品。
E. 国内油页岩研究历史与现状
一、国内油页岩勘查
(一)油页岩资料成果陈旧
我国油页岩的勘探研究工作在 20 世纪五六十年代为一高潮期,取得一些基础资料和成果。由于之后我国油气田的大量发现,油页岩中提炼油气成本相对高,勘探研究进入低谷,因此,目前资料和数据陈旧,基本来自 20 世纪五六十年代的成果。
(二)勘查规范和资源储量体系不同
以前,我国油页岩资源评价结果的提交部门很多,有地质、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部门。每个部门采用的勘查规范和资源储量体系不同,共计勘查规范有 7种,资源储量体系 4 种,这在资料使用上造成困难。
(三)评价边界指标不一
不同时期、不同部门对油页岩资源评价采用的边界指标不一,仅含油率边界指标就有 3. 0%、3. 5%、4. 0%和 5. 0%等。其他指标如油页岩的有效厚度、面积等参数也存在很大的差别。因此,国家现掌握的资源储量数据存在一定的不可对比性。
(四)资源预测部门多,结果相差悬殊
我国分别在 20 世纪 50 年代末期和 60 年代初期、90 年代进行过油页岩预测工作,且大部分预测工作未做实际工作: 原煤炭工业部在 1959 年 (中国分省煤田预测图)预测油页岩资源量为 20 485 亿 t; 抚顺石油研究所在 1962 年 (中国油页岩资源调查报告)估算远景储量大于 4 000 亿 t; 据王慎余等 1990 年 (矿产资源战略分析—单矿种分析系列课题成果)预测油页岩资源量 13 698 亿 t。通过统计对比,几次的数据差别很大。
(五)勘探程度低,主要处于详查和普查阶段
我国油页岩勘探程度较低,大部分矿区都没有达到勘探阶段。油页岩查明资源储量主要分布在吉林省农安、吉林省登娄库、吉林省长岭、辽宁省抚顺、广东省高州、海南省儋州、广东省电白、广东省茂名、辽宁省朝阳等含矿区。
二、国内油页岩开发利用现状
(一)20 世纪 50 年代繁盛时期
中国开发利用油页岩已有 70 多年的历史,20 世纪 50 年代,我国对油页岩资源投入了较多的普查、勘探力量,在历史中对我国油气资源发挥了重要的作用,曾占我国整个石油产量的一半。抚顺油页岩矿曾经为当时世界上最大的页岩油生产基地之一。
辽宁省抚顺油页岩矿是目前国内最大的油页岩生产基地,于 1928 年开始兴建页岩制油厂 (现抚顺石油一厂),年生产页岩油 7. 5 万 t。1941 年开始建设东制油厂 (今抚顺石油二厂),1948 年抚顺解放后,以油母页岩为原料的石油工厂陆续恢复生产。到1952 年,石油一厂年生产页岩油 22. 61 万 t。1955 年石油二厂年产量达到 17. 1 万 t。到1959 年,抚顺石油一、二厂年产页岩油达到 72 万 t,成为我国第一个人造石油生产基地,也是世界上最大的页岩油工业基地之一。
吉林省桦甸油页岩矿开始于日伪时期,曾有日本人多次到桦甸调查油页岩矿藏情况,做过少量地质工作。解放后开始小土炉子炼油。产量以 “担”计。新中国成立后属省工业厅管辖,建有 6m 高内外并热式干馏炉。后由石油工业部东北石油管理局接管,改名为东北石油九厂。进行扩建,建 10m 高内外并热式干馏炉,于 1953 年投产,年产页岩油 5 万 t。为进一步对石油九厂进行改扩建,根据资源情况计划年产页岩油 20万 t,并加工为成品油,供应吉林省的需要。为此,国家建设委员会为此成立了桦甸工业区建设总甲方,正在开始建设之际,发现了大庆油田,为集中力量加快大庆油田的开发,桦甸暂缓建设。50 年代后期地方用自己的力量开拓了北台子矿区及油页岩干馏厂,并开展建设水泥厂等综合利用工作,后来因亏损停产。
吉林省罗子沟油页岩开发利用始于 1958 年,在国家支持下,由延边州石油公司筹建了汪清县罗子沟炼油厂,总投资约 300 万元,生产页岩油 40t,由于当时设备落后及其他原因,于 1960 年停产。
广东茂名油页岩开发历史也很悠久,新中国成立之前,当地群众已挖掘浅部页岩供家庭生活用燃料,新中国成立后,政府组织了多个勘探队伍,展开了大规模勘探工作,很快就提交了金塘区和羊角区的地质精查报告及低山区尚村层油页岩和茂名油页岩精查报告,并经国家储量委员会批准,中央决定在茂名修建大型页岩油厂,并被列入苏联援建的 156 个重点工程之一。当时设计一号矿年产油页岩 2 400 万 t,生产页岩油 100 万 t,二期开发低山矿区,年产油页岩 1 700 万 t,生产页岩油 70 万 t。金塘矿于1958 年 7 月开工建设,1962 年 1 月投产,至 1992 年 “暂时停产”,前后 30 年,共开采油页岩 1. 6 亿 t,生产页岩油300 万 t,同时生产铵水55 万 t,褐煤14 万 t,油页岩最大年产量为 600 余万 t,为社会作出了贡献。
(二)20 世纪 60 年代至 90 年代停滞时期
进入 20 世纪 60 年代,随着我国大庆油田的发现和开发,油页岩的作用开始下降,油页岩工业逐渐萎缩,投入的勘探力量逐步减少,目前探明的储量已不能满足油页岩工业的需要,勘探工作基本处于停滞状态。
从20世纪60年代起,大庆油田的发现,原油生产快速发展,页岩油的产量明显降低。抚顺石油工业逐步从生产页岩油转向加工大庆天然原油。1957年开工,1960年投产以开采油母页岩为主的东露天矿于1965年停产。抚顺油页岩发育的层位位于煤层之上,因此开采煤必须先开采油页岩。先开采出来的油页岩必须进行处理,堆积在地面将会对周围环境及地下水产生污染。因此,60年代后,油页岩工业一直没有停止,原因是国家给予扶持政策,每年亏损的处理加工油页岩。
其他如桦甸、罗子沟、茂名等油页岩矿或停产或时断时续的进行油页岩开发,但主要转向以油页岩综合开发利用为主。
(二)20世纪90年代后复苏至快速发展时期
随着全球对能源的不断需求,石油资源的不断减少,油价飞涨,这给油页岩工业的发展迎来了新的春天。目前,全国各地都竞相开展油页岩工业。并且,油页岩开发利用的途径也多种多样。不仅作为液体能源,而且在化工、建材、农业、环保方面也具有巨大的潜力。
20世纪五六十年代发展起来的老油页岩矿,如抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿区,又重新迸发出新的活力。
2004年,抚顺油页岩矿在西露天矿坑南新建一座坑口页岩炼油厂。目前,抚顺矿区现有六部120台抚顺式干馏炉,在建一部20台干馏炉将于今年下半年投产,年处理油母页岩700万t,页岩油产量达到21万t。目前,该矿以大力发展油母页岩综合利用产业,发展循环经济,提高页岩油生产技术水平为未来发展战略的核心内容之一,规划扩大现有页岩炼油的生产规模,引进目前世界上最先进的干馏工艺,即加拿大ATP小颗粒炼油技术,采用德国克虏伯公司制造的炼油设备,规划建设7部ATP干馏装置,一期工程建设一部,年产页岩油10万t,二期再建四部,ATP生产能力达到50万t,页岩油产量达到71万t,预计在2014年完成。在此之后规划对现有炼油厂进行技术改造,再建二部ATP干馏装置。
2005年11月23日,广东粤电油页岩矿电联营有限责任公司在茂名宣告成立,标志着广东省油页岩资源开发综合利用史上一个里程碑的诞生。该公司采取矿电联营方式,统一投资、统一建设、统一经营的燃油页岩发电厂,电厂规划容量120万千瓦。电厂首一期总投资约37亿元(人民币),建设2台20万千瓦燃油页岩循环流化床机组,同步在金塘露天矿配套建设年产600万t油页岩矿区。
吉林省是我国油页岩资源最丰富的省份,油页岩的发展引起了国内外的注意。最初,吉林省政府和国家计划投资27亿元进行桦甸油页岩的综合开发利用,预计最高年处理油页岩1400万t。后来于2005年,中国电力投资集团与吉林省政府签署了吉林桦甸油页岩综合开发项目合作框架协议。同时,国外的壳牌公司也看准机会,积极投资吉林省油页岩的开发。2004年12月8日,中国国务院总理温家宝、荷兰首相鲍肯内德出席了在荷兰海牙议会大厦举行的壳牌勘探有限公司与吉林省地质矿产勘查开发局签署一份合作框架协议书的签字仪式。2005年1月,荷兰壳牌公司与吉林省签署了油页岩合作开发协议,拟采用地下裂解技术通过打井和注入添加剂直接采油。2006年5月16日,吉林壳牌油页岩开发有限公司第一口井在农安县柴岗镇开钻(据《地质勘查导报》,2006年5月18日刊),吉林省其他地区也不同程度的掀起油页岩开发热潮。先后有辽宁省葫芦岛龙腾公司、桦甸热电厂、吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司等投资开发油页岩资源。
辽宁省葫芦岛龙腾公司投资8亿元人民币,在罗子沟建设油页岩综合开发利用工程。该工程分三期建设:一期工程投资3亿元人民币,2004年11月形成年产100万t矿石和5万t页岩油的生产规模,年可实现产值1亿元、利税1500万元;二期工程投资4亿元人民币,2004年年底开工,2006年6月投产,形成年产300万t矿石、20万t页岩油的生产规模,并建成一所5000kW·h余热发电厂,年产值可达4亿元、利税1.5亿元;三期工程投资1亿元人民币,2007年年底前完成油页岩综合开发利用研究所、水泥厂、砖厂、稀贵金属提炼厂等工程,届时可形成年采矿300万t、产页岩油20万t、稀贵金属5000kg的生产规模,实现产值4.5亿元、利税1.5亿元,并可拉动相关产业实现年产值5000万元,间接税金近1000万元。桦甸热电厂也在积极招商引资,筹划项目总经费达42169万美元的工程。工程预计建设年产250万t油页岩的矿区,利用采出的油页岩建设年产20万t原油的炼油厂,利用炼油残渣建设10万kW的半焦发电厂,利用电厂半焦灰渣建设砌块、水泥、陶粒等建材产品项目。2003年6月5日,吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司成立,成为吉林省油页岩综合开发项目的示范平台,是桦甸市重点招商引资项目,该项目总投资7100万元,年产油页岩21万t,页岩油5万t,税后利润可达1000万元以上。
此外,在其他地区,一些新兴的油页岩工业也像雨后春笋般的发展起来。山东省、黑龙江省等地都竞相发展油页岩工业。
2006年,山东胜龙矿集团计划投资的20亿元左右的“油页岩综合利用项目”年内将开工建设,预计2007年底建成投产。“油页岩综合利用项目”早在2003年就被正式纳入国家重点技术改造“三高一优”项目,建油母页岩炼油厂,引进国外先进的技术和设备,年处理能力150万t,提炼原油18万t;建一座40万kW配套发电厂,粉煤灰做建筑材料或塌陷地回填。根据目前的情况分析,预测炼油年销售收入3.24亿元,利润5911万元;年发电量22亿kW·h,销售收入7.04亿元,利润20560万元。
2002年3月,黑龙江省哈尔滨燃气化工总公司煤矿伴生废弃物综合利用项目由哈尔滨市发展计划委员会以哈计能源2002131号文件批准立项,本项目拟采用爱沙尼亚技术工艺,加工处理依兰煤矿的煤炭伴生物油页岩。爱沙尼亚维鲁化工集团现年处理矸石140万t的工业化装置正在运行,油品总产量22.5万t。共有49套矸石干馏装置,单台装置最大处理能力已达1000t/d。本项目投产后,年处理57万t油页岩,年产各类油品4.4万t。
F. 油页岩深加工会产生什么污染
这个就不知道了啊
G. 油页岩的开采利用
直接开采
直接开采包括露天和井下两种开采方式。露天开采适合于埋藏较浅的矿床开采,成本低,安全系数高,辽宁抚顺和广东茂名就是典型的例子。井下开采有竖井、水平坑道采矿两种方式,适合于埋藏较深的矿床。直接开采是较原始的开采方式,局限性比较大,对生态环境的破坏也十分严重,主要表现在三个方面:
一是生态及水质破坏严重。无论是露天采矿还是井下采矿,都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下,开采1立方米油页岩,一般需要抽出25立方米的地下水;采矿水极大地增加了地表水、地下水中硫酸盐的含量。在巴西,油页岩采矿长期破坏着矿山及其附近的生态平衡和水位水质的稳定。
二是灰渣污染严重。通过直接开采得到的油页岩用于提炼页岩油或直接燃烧,产生大量灰渣,如果不回收利用则不仅会造成空气污染,且废弃灰渣占地面积大,其中金属元素和微量元素渗入地下水体,危害人们生产生活。
三是直接开采占地较多,一旦开垦就无法完全修复。
地下转化工艺
地下转化工艺(ICP)是壳牌公司投入巨资研发出的开采油页岩及其他非常规资源的专利技术,对开发深部油页岩尤其有利。ICP开采油页岩的基本原理是在地下对油页岩矿层进行加热和裂解,促使其转化为高品质的油或气,再通过相关通道将油、气分别提取出来;将这些高品质的油(气)采集到地面进行加工后,可生产出石脑油、煤油等成品油。该技术的突出优点是:提高了资源开发利用效率;减少了开采过程中对生态环境的破坏,即少占地、无尾渣废料、无空气污染、少地下水污染及最大限度地减少有害副产品的产生。尽管该项技术现在还未完全商业化,但关键的工艺、设备等技术问题都已解决,并在美国科罗拉多州和加拿大阿尔伯特省进行了商业示范。按照2005年5月每桶原油开发成本计算,传统的干馏技术为20美元/桶,使用ICP技术生产成本为12美元/桶,ICP技术成本低于传统的干馏技术,该技术在油价高于25 美元/桶时可以盈利。中国吉林省油页岩资源丰富,但大部分埋藏于平原耕地之下,或者埋藏较深,吉林省地质矿产勘查开发局与壳牌勘探有限公司于2004年12月8日签署合作框架协议书,根据壳牌公司在北美ICP技术的研发及对吉林省油页岩资源的勘察情况,合资公司预计于2006年开始ICP技术商业示范,2010年后将开始全面商业运行。
油页岩的开采方式经过近两个世纪的发展,已取得许多成功的经验,并在不断改进,成熟的开采技术是油页岩工业崛起的有力保障。 国内主要采用的抚顺干馏工艺,其他工艺大多处于试验阶段。技术水平整体较低,跟行业内技术研究多山公司、地方政府支持、研究周期和规模不大有关。07年国家发改委公布《产业结构调整指导目录(2007年木)》,表示在今后几年将从信贷、税收等方而大力支持油页岩、油砂等非常规能源的发展,产业技术发展有望突破。
随着技术进步和环保意识的增强,油页岩资源从单纯的能源利用发展到综合利用,极大地提高了资源利用率,降低了成本,减少了环境污染,为资源的可持续利用提供了保障。油页岩矿石采出之后,最先是作为能源而被使用的,即干馏炼油和作为燃料。油页岩干馏后的页岩油可作为燃料油出售,也可以通过加氢精制和非加氢精制的方法生产轻柴油,提高页岩油附加值,精制后的重油作燃料使用。油页岩做燃料主要是用来发电,即直接用作锅炉燃料或进行低温干馏产生气体燃料而发电,还可用于供暖和长途运输。干馏和直接燃烧产生的灰渣和废气有不同的用途,灰渣可以用来充填矿井、制取水泥或陶粒、制砖等,现在有很多成功利用页岩废渣的技术;废气可以作为燃料燃烧产生蒸汽后供生产、生活使用,也可以循环利用,为油页岩的干馏提供热源。
油页岩的使用主要集中在提炼页岩油和发电上,因此干馏工艺和燃烧锅炉的发展直接影响着使用效果,降低成本、注重环保和充分利用资源的要求促进了油页岩利用技术的革新,主要表现在干馏工艺和燃烧锅炉的改进上。
干馏技术
目前,世界上许多国家都对油页岩干馏方法进行了研究,有的已形成工业化生产规模,中国、俄罗斯、爱沙尼亚的发生式炉及德国LR炉处理量小,油收率较低,工艺不先进,但投资少,适用于小规模的页岩炼油厂;爱沙尼亚Kiviter炉和美国TOSCO-Ⅱ炉处理量较大,投资中等,适用于中等规模的油页岩炼油厂;爱沙尼亚Galoter 、巴西Petrosix及澳大利亚Alberta-Taciuk炉处理量大,油收率高,产高热值煤气,投资高,适用于大、中型油页岩炼油厂。
油页岩悬浮燃烧与气化技术
油页岩作为燃料用于发电经历了漫长的研究开发过程,从油页岩悬浮燃烧与气化到油页岩流化床燃烧再到油页岩循环流化床燃烧,技术不断进步,效益不断提高,污染不断减少。
前苏联采用悬浮燃烧方式直接利用油页岩燃烧发电,20世纪50至70年代先后在爱沙尼亚和波罗的海建立3座电厂,总装机容量为2415MW,所配锅炉出力为65~320吨/小时。但出现了很多问题:锅炉实际出力减小,炉膛结焦,受热面高温腐蚀,尾部受热面堵灰;SO2和NOX 排放量大,严重污染环境;制粉系统耗电量大,锅炉维修费用高,运行不经济;机组可靠性差,经常被迫停机,且停炉检修时很长等。
油页岩流化床燃烧技术
前苏联首次开发燃油页岩流化床锅炉,于20世纪80年代对爱沙尼亚、波罗的海电站锅炉进行了改造,广东茂名、辽宁抚顺也先后应用了油页岩流化床锅炉,其突出优点是减少了炉膛结焦的可能性,对流受热面上也没有严重积灰,烟气中NO及NO2含量小,燃烧过程中可以吸收大量硫,锅炉实际输出功率增大,飞灰不会粘污锅炉过热器和省煤器管束,锅炉热效率达70%以上。实践证明油页岩流化床燃烧发电在技术上是可行的,但效率较低、经济效益较差。
油页岩循环流化床燃烧技术
循环流化床燃烧技术(CFBC)有效地提高了油页岩的利用率和锅炉的热效率,减少了污染气体的排放。它是油页岩发电最有利的燃烧方式,具有良好的煤种适应性、低温燃烧、燃用宽筛分颗粒,SO2、NO及NO2的排放量非常低,锅炉的效率在80%以上,这些突出的优点给油页岩能源利用和油页岩燃烧发电技术注入了新的活力,带来了新的机遇。中国、以色列等国在油页岩循环流化床燃烧发电的能源利用研究方面取得了成功经验,1989年以色列建成首台半商业化油页岩循环流化床燃烧示范电站,采用芬兰Ahlstrom公司的50吨/小时循环流化床锅炉。20世纪90年代以色列采用230吨/时循环流化床锅炉建造一座燃用油页岩商业化电厂,1996年吉林省桦甸油页岩示范热电厂采用3台东北电力学院研究制65吨/小时低倍率循环床油页岩电站锅炉,实现长期稳定运行。
油页岩的应用技术得到长足发展,给许多国家的经济发展做出了很大贡献。但不同国家油页岩主要用途差别较大,爱沙尼亚主要用来发电和提炼页岩油,近40年其电力生产的99%主要依赖于油页岩,巴西主要用作运输燃料,德国主要用于制造水泥和建筑材料,中国和澳大利亚主要用于提炼页岩油和用作燃料,俄罗斯和以色列主要用于发电。
H. 油页岩开发环境保护技术
油页岩在干馏利用过程中,产生的干馏废水是污染严重的有机废水,需对其污染程度进行评估,并采取必要措施进行无害化处理。为掌握炼厂对环境的影响,需对炼厂厂址进行环境监测与评价,以获得环境背景值,涉及油页岩开发环境保护与检测两项关键技术。
1.油页岩开发干馏废水处理技术
油页岩干馏炼油工艺中,伴随着页岩油的产出,大量的干馏废水给环境带来很大威胁。干馏废水的成分较为复杂,含有大量的氨氮、有机物和一定量的挥发酚、硫化物、氯化物、氟化物、氰化物、重金属等。安全、可靠和经济地处理油页岩干馏废水,主要采取两种方法:①干馏半焦作辅助燃料的焚烧法处理干馏废水技术,包括内循环生物脱氮技术(A(ABR)/A/O)、催化氧化组合净化技术(CAOT)、泥炭吸附法、高硅酸盐沸石吸附法和催化湿式氧化法;②焚烧法处理干馏废水技术,包括液体喷射炉、回转窑和流化床。从废水处理的经济性、燃烧效率、污染物排放浓度等方面考量,流化床废液焚烧处理系统更适合中国现实情况。
2.油页岩开发环境监测技术
油页岩开发环境监测技术,主要是指油页岩开发过程中对大气、地表水、地下水的污染程度进行监测的相关技术,在确保油页岩开发综合利用的同时,实现环境保护及可持续发展。油页岩开发环境监测技术包括大气环境监测技术、地表水监测技术、地下水监测技术、声环境监测技术。
(1)大气环境监测技术:监测大气中二氧化硫(SO2)、总悬浮颗粒(TSP)、可吸入颗粒物(PMIO)、二氧二氮(NO2)、一氧化碳(CO)常规污染物,以及非甲烷总烃、硫化氢、NH3等特征污染物。
(2)地表水监测技术:监测地表水的酸碱度(pH)、高锰酸钾指数(CODMn)、生化需氧量(BOD5)、石油类、氨氮、硫化物、氰化物、挥发酚污染物。
(3)地下水监测技术:监测地下水的总硬度、石油类、氟化物、氰化物、挥发酚、氨氮、pH、CODMn、细菌总数、大肠菌群。
(4)声环境监测技术:为油页岩开发环境中连续等效A声级噪声检测技术。
I. 页岩油对环境影响大吗
页岩气,抄页岩油的开采对袭环境的影响,还都各执一词。主要的影响是要使用大量含化学品的水进行压裂,一是水资源的问题,二是污染地下水的问题。只要当地水比较丰富,返排后的水能即时进行处理和再利用,影响小些;污染地下水的问题,看从哪个角度了,比国内黑心工厂向地下排的废水危害要小得多了。
J. 油页岩开发利用会产生什么危险废物
没有危险废物经营许可证,不可以回收利用危险废物。
可再利用没有改变危险废物属性 .根据版《中华人民共和国权固体废物污染环境防治法》,第五十七条规定:危险废物产生单位必须按照国家有关规定处置危险废物,将产生的危险废物委托有资质的单位处理,不得擅自倾倒、堆放。
禁止将危险废物提供或者委托给无经营许可证的单位从事收集、贮存、利用、处置的经营活动。