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油页岩的基础知识

发布时间:2021-10-02人气:
油页岩定义
    油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩,它和煤的主要区别是灰分超过40%,与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。油页岩经低温干馏可以得到页岩油,页岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外,油页岩还经常与煤形成伴生矿藏,一起被开采出来。
    油页岩主要是由藻类等低等浮游生物经腐化作用和煤化作用而生成。一些微小动物、高等水生或陆生植物的残体,如孢子、花粉、角质等植物组织碎片,也参与油页岩的生成。
    油页岩是一种富含有机质、具有微细层理、可以燃烧的细粒沉积岩。油页岩中有机质的绝大部分是不溶于普通有机溶剂的成油物质,俗称“油母”。因此,油页岩又称“油母页岩”。
    油页岩是一种能源矿产,属于低热值固态化石燃料。一般地,国际上常以每吨油页岩能产出0.25桶(即0.034吨)以上页岩油的油页岩称为“油页岩矿”,或者将产油率高于4%者的油页岩称为矿。过去,我国将含油率在5%以上的油页岩定为富矿,并计算储量;含油率在5%以下的油页岩定为贫矿,不计算储量;也有将油页岩产油率低于6%者定为贫矿,高于10%者定为富矿。
油页岩物理性状
    油页岩外观多呈褐色泥岩状,其相对密度为1.4~2.7。油页岩中的矿物质常与有机质均匀细密地混合,难以用一般选煤的方法进行选矿。含有大量粘土矿物的油页岩,往往形成明显的片理。
油页岩组成
    主要包括油母、水分和矿物质。
    油母:含量约10%~50%(干基),是复杂的高分子有机化合物,富含脂肪烃结构,而较少芳烃结构。油母的元素组成主要为碳、氢,以及少量的氧、氮、硫;其氢碳原子比为1.25~1.75。油母含量高,氢碳原子比大,则油页岩产油率高。
    水分:为4%~25%不等,与矿物质颗粒间的微孔结构有关。茂名油页岩的水分含量较高,热加工过程中消耗较多的热量,且在干燥时易崩碎。
    矿物质:主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。含量通常高于有机质。
油页岩识别参数
    页岩油很像石油,除了液态的碳、氢物质外,还含有少量氧、氮和硫的化和物。页岩油经过进一步加工提炼,可以制得汽油、煤油、柴油等液体燃料,具有与石油相同的作用。
    油页岩的识别参数包括含油率(ω)、灰分(Ag)、发热量(QgDW)、全硫含量(SgQ)等。
    含油率(ω):油页岩含油率是指油页岩中页岩油所占的质量分数,是界定油页岩矿产资源概念的指标,也是油页岩品位评价的关键参数,是为了评价油页岩的炼油适合性以及在低温干馏工业中鉴定油页岩性质,并预测各种产品产率。
    灰分(Ag):灰分是指1g油页岩分析样品在800±10℃条件下完全燃烧后剩余的残渣重量。它既是区别高含碳油页岩与煤资源的关键指标,又是衡量油页岩质量的参数。该参数越低,油页岩的含油率增高,油页岩的质量越好。
    发热量(QgDW):发热量是指单位重量的油页岩完全燃烧后所放出的全部热量,是评价油页岩作为工业燃料价值的重要参数。
    全硫含量(SgQ):全硫含量是指油页岩中这种硫分的总和,它是评价油页岩利用时潜在环境污染程度的重要指标。
油页岩用途
    油页岩不但可提炼出各种燃料油类,而且还可炼制出各种合成燃料气体及化工原料,副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。归纳起来,油页岩有三种主要用途:
干馏制取页岩油及相关产品
    若将油页岩打碎并加热至500℃左右,就可以得到页岩油。我国常称页岩油为人造石油。一般来说,1吨油页岩可提炼出38至378公升(相当于0.3至3.2桶)页岩油。页岩油加氢裂解精制后,可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品。
作为燃料用来发电、取暖和运输
    首先是用来发电。利用油页岩发电的形式有两种。一是直接把油页岩用作锅炉燃料,产生蒸汽发电;另一种是把油页岩低温干馏,产生气体燃料,然后输送到内燃机燃烧发电。目前普遍采用前一种形式。其次,可以利用油页岩燃烧供暖。再次,可以利用油页岩燃烧带动发动机,用于长途运输。
生产建筑材料、水泥和化肥
    作为附加品,油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。此外,油页岩还可以直接用于有机肥料的生产。
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