新能源概论-油页岩.ppt

1、新能源概论新能源概论（油页岩）（油页岩）中国地质大学中国地质大学 许浩许浩20102010年年1油页岩油页岩(又称油母页岩又称油母页岩)是一种高灰分的固体可燃有机是一种高灰分的固体可燃有机矿产，矿产，低温干馏低温干馏可获得页岩油，可获得页岩油，含油率含油率3.5%3.5%，有机有机质含量较高，主要为腐泥质、腐殖质或混合型，其发质含量较高，主要为腐泥质、腐殖质或混合型，其发热量一般热量一般4187J/g4187J/g。油页岩的定义油页岩的定义2油页岩及相关产品，可以作为燃料用来油页岩及相关产品，可以作为燃料用来发电、取暖发电、取暖和和运输运输，炼油炼油和发电后剩下的废渣生产和发电后剩下的废渣生产

2、建筑材料建筑材料、水泥水泥和和化肥化肥或进行或进行化工产品化工产品的提炼、金属提取。的提炼、金属提取。油页岩的用途油页岩的用途3早在早在 1830 1830 年，页岩油就作为照明用而发展起来，距今已有近年，页岩油就作为照明用而发展起来，距今已有近二百年历史二百年历史。我国经历了我国经历了五十年代繁盛时期五十年代繁盛时期、六十年代六十年代九十年代发展停滞九十年代发展停滞时期和九十年代后复苏阶段，现在迎来了油页岩快速发展时期时期和九十年代后复苏阶段，现在迎来了油页岩快速发展时期。全国各地都掀起了开发油页岩的热潮，特别是东北三省油页岩全国各地都掀起了开发油页岩的热潮，特别是东北三省油页岩的开发更是走

3、在了全国的前列。的开发更是走在了全国的前列。油页岩的发展历程油页岩的发展历程4油页岩的研究现状油页岩的研究现状目前，油页岩的研究已经涉及地质、采矿、发电燃烧、油产品加工等目前，油页岩的研究已经涉及地质、采矿、发电燃烧、油产品加工等各方面。资料虽然很多，但绝大多数为关注油页岩的开采、加工处理、各方面。资料虽然很多，但绝大多数为关注油页岩的开采、加工处理、炼油和发电等方面的文章，而关于炼油和发电等方面的文章，而关于油页岩基础理论知识油页岩基础理论知识却很少。却很少。专著：专著：Oil Shale TEH FU Yen 和和 George V.Chilingarian，1976年年Geochemis

4、try and chemistry of oil shales Francis P.Miknis 和和 John F.McKay，1983 年年 Oil shales of the world,theirorigin,occurrence,and exploitationPAUL.L.Russell，1990 年年5期刊杂志：期刊杂志：Oil ShaleOil Shale爱沙尼亚科学学院爱沙尼亚科学学院学术会议：学术会议：“Oil Shale SymposiaOil Shale Symposia”，国际性的油页岩的学术交，国际性的油页岩的学术交流平台，该会议已经连续成功的举办了流平台，该会议已

5、经连续成功的举办了2727届。届。油页岩的研究现状油页岩的研究现状6论著：论著：中国油页岩概论中国油页岩概论，陈国达，陈国达，1951 1951 年，地质评论，年，地质评论，16 16 卷第卷第 2 2 期；期；油页岩科学研究论文集油页岩科学研究论文集，华东石油学院，华东石油学院，1984 1984 年，年，1 1 月出版；月出版；中国页岩油工业中国页岩油工业，侯祥麟，侯祥麟，1984 1984 年年4 4 月出版；月出版；这两本书的出现，使我国油页岩的研究达到了顶峰。这两本书的出现，使我国油页岩的研究达到了顶峰。油页岩资源评价与开发利用油页岩资源评价与开发利用专辑，刘招君，专辑，刘招君，20

6、062006年；年；该专辑涉及了油页岩资源现状、开发利用趋势、油页岩特征、成因及开发该专辑涉及了油页岩资源现状、开发利用趋势、油页岩特征、成因及开发利用方法等各个方面。这部油页岩专著对于今后我国开展油页岩资源科学研利用方法等各个方面。这部油页岩专著对于今后我国开展油页岩资源科学研究以及勘查、开发、利用方面具有一定的指导和借鉴意义。究以及勘查、开发、利用方面具有一定的指导和借鉴意义。油页岩的研究现状油页岩的研究现状7油页岩的研究现状油页岩的研究现状8科研项目：科研项目：中国油页岩物质成分及工业成因分类中国油页岩物质成分及工业成因分类研究，赵隆业等，研究，赵隆业等，1990 年；年；该研究涉及我国

7、该研究涉及我国 21 个矿区，从煤岩学的角度研究了油页岩的显微组分特个矿区，从煤岩学的角度研究了油页岩的显微组分特征，并提出了工业成因的分类方案。征，并提出了工业成因的分类方案。新一轮全国油页岩资源评价新一轮全国油页岩资源评价，吉林大学，吉林大学，2006 年；年；应该是我国油页岩发展历史上一个重要的里程碑。通过对全国应该是我国油页岩发展历史上一个重要的里程碑。通过对全国 84 个油页个油页岩含矿区进行全新资源评价，基本摸清了我国油页岩资源的家底。岩含矿区进行全新资源评价，基本摸清了我国油页岩资源的家底。油页岩的研究现状油页岩的研究现状9全国油页岩资源丰富，分布全国油页岩资源丰富，分布范围广，

8、分布在范围广，分布在2020个省和自个省和自治区、治区、4747个盆地，共有个盆地，共有8080个个含矿区。全国油页岩资源为含矿区。全国油页岩资源为7199.377199.37亿亿t t，页岩油资源为页岩油资源为476.44476.44亿亿t t；页岩油可回收页岩油可回收资源为资源为119.79119.79亿亿t t。我国油页岩资源的分布特征我国油页岩资源的分布特征10时代代代表性代表性矿床床盆地盆地类型型沉沉积环境境油油页岩特征岩特征厚度厚度/m/m含油率含油率/%/%查明明储量量/（10108 8t t）油油页岩岩页岩油岩油新新生生代代新近新近纪广广东茂名茂名断陷断陷内内陆湖湖10.001

9、0.0049.049.06.006.0013.6613.6655.1555.153.633.63古近古近纪吉林吉林桦甸甸断陷断陷内内陆湖湖1.001.004.504.508.0012.008.0012.003.383.380.290.29辽宁宁抚顺坳陷坳陷内内陆湖湖70.0070.00119.0119.06.006.0010.0010.0043.9443.942.652.65山山东龙口口 断陷断陷内内陆河湖河湖2.002.0015.0015.009.009.0022.0022.002.782.780.410.41中中生生代代晚白垩晚白垩世世吉林吉林农安安坳陷坳陷内内陆湖湖1.001.0010.

10、0010.003.503.507.007.00168.94168.949.519.51早白垩早白垩世世吉林汪清吉林汪清断陷断陷内内陆河湖河湖0.300.303.003.003.503.507.447.441.951.950.140.14中侏中侏罗世世甘甘肃炭山岭炭山岭坳陷坳陷内内陆湖湖0.700.7034.534.55.005.0017.0017.002.562.560.1910.191青海小峡青海小峡坳陷坳陷内内陆湖湖1.151.156.306.305.225.2210.5210.520.170.170.020.02晚三叠晚三叠世世陕西彬西彬县坳陷坳陷内内陆湖湖0.540.5415.0015

11、.004.154.158.478.471.571.570.140.14晚古晚古生代生代早二叠早二叠世世新疆妖魔山新疆妖魔山前前陆盆地盆地近海相近海相2.002.0025.0025.004.654.6518.9118.912.172.170.150.15我国油页岩资源的分布特征我国油页岩资源的分布特征11 能源形势分析能源形势分析 油页岩的定义和用途油页岩的定义和用途 油页岩的研究历程油页岩的研究历程 我国油页岩资源的分布特征我国油页岩资源的分布特征 油页岩的物质组成及性质油页岩的物质组成及性质 油页岩的成因油页岩的成因提纲提纲12油页岩的物质组成油页岩的物质组成有机组分有机组分腐泥基质腐泥基质

12、藻类等低等植物遗体藻类等低等植物遗体经凝胶化作用经凝胶化作用 藻类遗体藻类遗体 有机残骸有机残骸 13油页岩的物质组成油页岩的物质组成有机显微组分有机显微组分显微微组分分组显 微微 组 分分腐泥腐泥组腐泥基腐泥基质体体 矿物物沥青基青基质 沥青体青体藻藻类组藻藻类体体 藻屑体藻屑体动物物组动物碎屑体物碎屑体 动物皮物皮层体体壳壳质组孢子体子体 角角质体体 碎屑壳碎屑壳质体体镜质组结构构镜质体体 无无结构构镜质体体 碎屑碎屑镜质体体 半半镜质体体惰性惰性组丝质体体 碎屑碎屑丝质体体 半半丝质体体 菌核体菌核体 粗粒体粗粒体 微粒体微粒体14无机组分无机组分粘土、粉砂、碳酸盐岩粘土、粉砂、碳酸盐岩

13、油页岩的物质组成油页岩的物质组成爱沙尼亚爱沙尼亚南非南非塔斯马尼亚塔斯马尼亚苏格兰苏格兰石英石英9 950.150.156.356.316.616.6长石长石6.86.85.15.16 611.311.3粘土矿物粘土矿物13.913.929.529.523.823.845.945.9碳酸盐矿物碳酸盐矿物56.156.11.71.72.92.9其它其它*14.214.213.613.613.913.923.323.3世界各地油页岩矿物成分特征世界各地油页岩矿物成分特征 *包括石膏、黄铁矿、碳酸镁以及包括石膏、黄铁矿、碳酸镁以及FeFe、CaCa、TiTi、MgMg的氧化物的氧化物 15油页岩的化

14、学组成油页岩的化学组成C、H、O、N、S油页岩的油页岩的C/HC/H原子比为原子比为1 1：1.251.25到到1 1：1.521.52，比烟煤中的，比烟煤中的C/HC/H原子比原子比1 1：0.080.08小的多。小的多。N N和和S S含量较高，尤其是含硫量高含量较高，尤其是含硫量高（0.4%-3.0%0.4%-3.0%），对油页岩的利用不利。），对油页岩的利用不利。油页岩的物质组成油页岩的物质组成序号序号地地层氢碳原子比碳原子比值（H/CH/C）范范围平均平均值1 1古近系古近系1.131.133.493.492.062.062 2下白垩下白垩统1.441.441.581.581.511

15、.513 3中侏中侏罗统0.870.871.561.561.261.264 4石炭石炭二叠系二叠系0.990.991.171.171.051.0516油页岩的性质油页岩的性质油页岩的颜色与其中有机质和无机物的颜色有关。油页岩的颜色与其中有机质和无机物的颜色有关。吉林桦甸褐色块状油页岩美国绿河油页岩准噶尔盆地灰褐色深灰色油页岩17油页岩的密度油页岩的密度主要取决于其中无机矿物质的含量和主要取决于其中无机矿物质的含量和密度。油母的密度一般为密度。油母的密度一般为1g/cm1g/cm3 3，矿物质的密度为矿物质的密度为2.2g/cm2.2g/cm3 3，一般情况下，油页岩的一般情况下，油页岩的密度越

16、大，含油密度越大，含油率越低。率越低。油页岩的硬度与强度油页岩的硬度与强度与所含矿物质的性质有关，与与所含矿物质的性质有关，与形成年代也有关。形成年代也有关。时代较老的油页岩硬度较大时代较老的油页岩硬度较大。强。强度和硬度小的油页岩在干馏炉中易破碎成小块，影度和硬度小的油页岩在干馏炉中易破碎成小块，影响正常通风和操作。响正常通风和操作。油页岩的性质油页岩的性质18油页岩的性质油页岩的性质油页岩的灰熔点油页岩的灰熔点也称也称熔融性熔融性，是油页岩受热时由固态向，是油页岩受热时由固态向液态逐渐转化的特性，与油页岩的成分及加工过程有关。液态逐渐转化的特性，与油页岩的成分及加工过程有关。在工业上多用在工业上多用软化温度软化温度作为熔融性指标，称为作为熔融性指标，称为灰熔点灰熔点。低灰熔点的油页岩在热加工时在炉内易结渣，影响生产低灰熔点的油页岩在热加工时在炉内易结渣，影响生产的进行。我国油页岩灰分中的进行。我国油页岩灰分中氧化钙氧化钙较少，故灰熔点一般较少，故灰熔点一般较高，软化温度多在较高，软化温度多在12001200o oC C14501450o oC C以上，在低温干馏炉以上，在低温干馏炉