概念
頁岩油的提取是一種非常規石油工業生產過程。這個過程轉化成頁岩油裂解,加氫,或熱溶解在油頁岩乾酪根。由此產生的頁岩油作為燃料油或升級,以滿足加入氫和硫和氮的去除雜質煉油廠原料規格.頁岩油的提取通常是在地面(異地加工)油頁岩的開採和加工設施,然後治療它。其他現代技術進行處理地下(現場或原位處理)通過加熱和通過油井開採石油。
該進程的描述最早可追溯至10世紀。在1684年,英國首次正式授予專利的提取工藝。採掘業和創新成為普遍在19世紀。在該行業萎縮20世紀中期之後的常規石油儲量大的發現,但在21世紀初,高油價導致了新的興趣,由發展和新技術的測試陪同。
截至2010年,主要的長期開採行業經營愛沙尼亞,巴西和中​​國。它的經濟活力通常需要當地現有原油不足。國家能源安全問題也發揮了其發展中的作用。頁岩油開採對環境管理提出批評的問題,例如廢物處理,大量用水,污水處理,空氣污染問題。
歷史
在10世紀,阿拉伯醫生Masawaih鋁馬爾迪尼(Mesue雅戈爾)說他的實驗中提取石油“一些瀝青頁岩種類”。第一個頁岩油萃取的專利是由英國王室授予1684年三誰已經“找到了一種方法來提取和利用音高,塔爾大數量,oyle出了石的方式。”現代起源於法國的頁岩油工業提取人一個進程的執行亞歷山大Selligue發明於1838年,改進後,十年後在使用過程蘇格蘭楊國棟發明的。在19世紀後期,植物在澳大利亞,巴西,加拿大,內置美國。的Pumpherston反駁,大大減少對煤炭依賴於它的前輩1894年發明熱,標誌著從煤炭行業的油頁岩工業的分離。
中國(滿洲),愛沙尼亞,紐西蘭,南非,西班牙,瑞典和瑞士開始提取20世紀初頁岩油。然而,在德克薩斯州原油在20世紀20年代和20世紀中葉在中東發現大量原油儲備,使得大部分油頁岩行業停了下來。在1944年,美國重新開始油頁岩的開採作為其合成液體燃料計畫的一部分。這些行業一直持續到石油價格下降了20世紀80年代急劇下降。最後由油公司經營的美國優尼科,頁岩乾餾,於1991年關閉。美國的計畫已重新啟動2003年,隨後在2005年允許商業租賃與能源政策法案,油頁岩和油砂中提取的聯邦土地上按照2005年方案。
截至2010 [更新],頁岩油的提取行動是在愛沙尼亞,巴西和中國。在2008年其工業生產約1,165萬公升的油頁岩(7.33億桶)。[16 ]澳大利亞,美國,加拿大已經測試通過示範項目的頁岩油開採技術和商業計畫的執行情況;。摩洛哥和約旦宣布,他們打算做同樣的只有四個過程中的商業用途:Kiviter,Galoter,撫順和Petrosix。
工藝原理
提取過程分解頁岩油頁岩和油頁岩油轉換成其給石油類合成原油乾酪根。這個過程是進行裂解,加氫,或熱溶解。提取過程的效率往往是通過比較其收益率的測定結果評價菲舍爾在某次頁岩樣品進行。
最古老和最常見的提取方法包括熱解(也稱為乾餾或乾餾)。在這個過程中,油頁岩加熱在缺氧的情況下,直到其凝乾酪根成頁岩油蒸氣和非凝油頁岩可燃氣體分解。油蒸氣和油頁岩氣,然後收集並冷卻,造成頁岩油凝結。此外,油頁岩油頁岩用於加工生產,這是一個堅實的殘留物。用完的頁岩組成的無機化合物(礦物)和char(有些作者使用的條款,而不是char的焦渣或半焦炭)由乾酪根形成,一碳的殘留物。燒了廢炭生產頁岩油頁岩灰。廢頁岩和頁岩灰可作為水泥或磚生產配料。油頁岩的組成可能借給附加值的提取過程中,通過對回收的副產品,包括氨,硫,芳烴化合物,瀝青,瀝青和蠟。
油頁岩加熱到熱解溫度和完成乾酪根分解吸熱反應,需要大量的能源。有些技術的使用,如天然氣,石油或煤等化石燃料產生熱量,這種實驗方法用於此。兩個戰略的目的是用來降低電,無線電波,微波,或反應液,甚至消除外部熱能要求:天然氣和油頁岩熱解炭由產生可作為能源燃燒的副產品,熱在燙花油頁岩和油頁岩灰中可用於預熱原料油頁岩。
異地加工,油頁岩是粉碎成小塊,增加更好的萃取表面積。在該溫度下發生分解的油頁岩依賴於時間尺度的過程。在易地乾餾過程,它開始更迅速,完全在較高溫度在300 ° C(570 ° F)和收益。所生產的石油數量為480之間時最高520 ° C的溫度範圍(900和970℉)。天然氣,油頁岩油頁岩的比例普遍提高隨著乾餾溫度。對於原位過程,這可能需要數月的供暖現代,分解,可在溫度低至進行250攝氏度(480華氏度)。低於600攝氏度(1110華氏度)的溫度是更可取,因為這妨礙了石灰石和白雲石在岩石分解,從而限制二氧化碳排放量和能源消耗。
加氫和熱溶解(反應液進程)榨油用供氫,溶劑或它們的組合。熱溶解涉及在高溫和壓力溶劑的套用,增加了開裂的溶解有機質石油產量。不同方法產生不同性質的頁岩油。
提取技術分類
行業內創造了用於提取頁岩油頁岩油技術的諸多分類。
通過工藝原理分類:對原料油頁岩熱和方法主要有熱解,加氫,溶劑或熱溶解分類處理的基礎上
按地點分為:一種經常使用的區別處理是考慮是否高於或低於地面上完成,並分類為易地(流離失所者)或原位(就地)廣泛的技術。在異地加工,也高於地面乾餾眾所周知,無論是開採油頁岩地下或在表面,然後運送到加工廠。與此相反,就地加工轉換成乾酪根,而它仍然是在一個油頁岩礦床形成後,它然後通過油水井,它以同樣的方式上升為常規原油中提取。與易地加工,它並不涉及採礦或略去花油頁岩油頁岩地下處置地上停留。
按照加熱法分為:燃燒的產品轉移到油頁岩熱的方式可分為直接或間接的。雖然方法,使燃燒產物的聯繫反駁內的油頁岩是直接分類,方法,材料燃燒反駁外部的另一種物質的接觸熱的油頁岩稱為間接[14] 按照
按熱載體不同分為:對用於提供熱能,油頁岩的材料的基礎上,處理技術已被分為氣體熱載體,固體熱載體,牆體傳導,反應液,體積加熱方法熱載體方法可細分為直接或間接的分類。
環境影響
其潛在的環境影響反對拖延了頁岩油的提取一些國家,如澳大利亞,政府的支持。頁岩油開​​采可能涉及不同的工藝技術,與不同環境的影響數。根據不同的地質條件和開採技術,礦山酸性排水的影響可能包括由突然快速曝光以及以前埋材料後氧化誘導,進入地表水和地下水重金屬介紹,增加的侵蝕,含硫氣體的排放,空氣污染造成的由生產過程中的微粒加工,運輸,及支援活動。表面易地開採加工作為與現場處理,需要大量的土地使用和易地熱加工產生的廢物需要處置。開採,加工,花了油頁岩的處置,以及廢物處理要求的土地,從傳統使用撤回對加工工藝的不同,可能包含的廢料,包括硫酸鹽,重金屬污染物及多環芳香碳氫化合物,其中有些是有毒的致癌物質。就地轉化過程的實驗可以減少這些影響的一些,相反,它們可能導致其他問題,如地下水的污染。
頁岩經常成為廢處置problemThe生產和使用的油頁岩一般會產生更多的溫室氣體排放,包括二氧化碳比傳統的化石燃料。技術和油頁岩的組成不同,頁岩油的提取過程,也可能硫排放二氧化碳,硫化氫,羰基硫化物,氮氧化物。開發碳捕獲和儲存技術可降低過程的碳足跡。
有關人士提出過油頁岩工業的用水,特別是在乾旱地區,水的消耗是一個敏感的問題。最重要的地面乾餾通常消耗1至5桶水每生產頁岩油每桶,這取決於技術。水通常用於冷卻花油頁岩和油頁岩灰渣處置。在現場處理,據估計,用了將近三分之一,為多水的十分之一。在其他領域,水一定要抽出油頁岩礦井出來。在地下水位下降造成的可能對附近的耕地和森林的負面影響。
2008年的一項綱領性的環境影響報告書由美國土地管理局發出指出,露天採礦和蒸煮操作生產2至10美制加侖(7.6至38升; 1.7至8.3小鬼加侖)每短噸廢水(0.91噸成品油頁岩)。[