印尼油砂的綜合利用

王曉紅

【摘 要】油砂是一種儲量豐富的非常規油氣資源，可替代傳統化石燃料。印尼油砂因其含油率高、含水率低、砂質微粒多孔等特點，具有極高的開發利用價值。印尼油砂屬油潤型，適宜選用熱解法分離。經過多年實驗研究，我們創新的采用“流化熱裂解”工藝技術，利用提升管和流化床反應器內高效傳熱，快速熱裂解油砂中的油質，實現了油砂大規模連續化生產。產品為汽柴油、裂化氣和超細粉體材料，產品均有穩定的市場需求和經濟效益，實現了印尼油砂的綜合利用，該技術成功運行投產后將對油砂加工行業有著代表性的影響和意義。

【關鍵詞】印尼油砂；汽柴油；裂化氣；超細粉體；流化熱裂解

一、油砂概述

油砂是一種含有瀝青或焦油的砂巖，通常是由砂、瀝青、礦物質、粘土和水組成的混合物，目前世界上已探明的油砂儲量十分豐富，約占世界石油儲量的30%，獲取油砂中的油氣可作為石油的一種重要的補充能源[1，2]。伴隨國際原油需求的增長，OPEC與非OPEC國家減產執行率的提升，導致國際原油供應低于需求。同時在國內新增煉油能力投產的推動下原料油市場缺口巨大，開發油砂中富集的石油資源，具有廣闊的市場前景和經濟效益。

二、印尼油砂的特點

近幾年發現，印度尼西亞也是油砂資源富集的國家，位于東南部的布頓島的油砂資源預測儲量在3×109t以上，印尼油砂含油率可達25%-38%，含水率小于5%，其砂質的主要成分為碳酸鈣（中位徑D50=27.59μm），掃描電鏡下顯示表面為多孔結構，以方解石晶型為主。與常規油砂相比，印尼油砂具有含油率高、含水率較低、開采成本低等特點，具有極大的開發潛力。

圖2-1 尼油砂礦山

三、印尼油砂的綜合利用

在實現工業化分離印尼油砂時，其液相產品為汽柴油，可直接作為燃料油，也可以進一步加氫精制或加氫裂化生產成品汽柴油和其它化學品。其氣相產品為裂化氣，是一種高熱值的清潔能源。其固相砂質煅燒后的產物是一種超細粉體，主要成分是氧化鈣和二氧化硅，粒度分布在1μm左右（占30%）和10～100μm（占70%），表面多孔，比表面積45.5m2/g，平均孔徑6.34nm。這種超細粉體不僅本身是一種節能環保功能材料，并且可作為生產其它納米材料的原料或復合原料。如作為納米碳酸鈣的生產原料可以大大降低石灰石破碎、煅燒、干燥、粉碎等工段的生產能耗，多孔結構利于表面改性，使其具有一定的活性和分散性，可以顯著提高納米碳酸鈣產品品質。

分析認為，印尼油砂原料成本低，運輸方便，固、液、氣三相產品均有穩定的市場需求，其綜合利用前景廣闊。

四、工業分離方法

油砂資源的綜合利用，技術前提是選擇合適的分離工藝。對油砂礦石結構的分析表明，對于不同結構的油砂需要采用不同的分離技術。目前，國內外油砂分離技術主要包括：熱水洗法、有機溶劑萃取法和熱解法三種常規的工藝[3，4]。

表4-1 油砂分離技術的對比分析

綜合考慮以上幾種油砂提取工藝的優缺點及適用情況，本項目選用熱解法分離油砂技術，通過對油砂中油質的熱解得到相較油砂自身性質更好的油品。

本公司科研團隊自2013年開始研發印尼油砂熱解技術。先期與高校合作，成功完成了印尼油砂固定床熱解室內實驗。后又成功運行了干餾爐低溫熱解工藝和流化床熱裂解工藝的中型試驗裝置。在不斷的實驗探索和技術升級過程中，借鑒石油化工行業催化裂化技術的成熟經驗[5，6]，提出了“流化熱裂解”工藝。將原料破碎、加熱處理后送入反應器，反應器由提升管和流化床兩段串聯組成，反應器內原料與來自再生器的高溫熱載體接觸換熱，完成原料的升溫、汽化及反應。反應后經出口的粗旋快分將油氣與熱載體快速分離。分離后的油氣再經多級旋風細分后進入油氣除塵器，除塵后油氣進分餾塔分餾出裂化氣、汽油、柴油、重油等組分。反應后附焦的細粉和待生熱載體進入再生器燒焦再生，再生后旋風分離出超細粉體產品和再生熱載體，再生熱載體循環回反應器。該技術利用反應器內高效傳熱，快速熱裂解油砂中的油質，實現了油砂大規模連續化生產，成功運行投產后將對油砂加工行業有著代表性的影響和意義。

五、結論

目前國家能源（包括油氣、電力）處在緊缺的關鍵時期，國家每年投巨資進口石油和開發建設電力設施。實施油砂綜合利用，環境污染較小，綜合效益高，可局部緩解國內石油、電力短缺狀況，符合國家可持續發展油氣資源戰略和節約能源的方針政策，其綜合利用前景廣闊。

【參考文獻】

[1]李莉.油砂——一種新的替代能源[J].當代石油化工.2005，13（12）：28-30

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[4]孫微微，趙德智，孫明珠.油砂及其分離方法.化工文摘，2007（5）：41-43

[5]盧春喜，徐春明，李術元，等.油砂直接流化床焦化的方法和裝置：CN101358136[P].2009-02-04

[6]盧竟蔓.5kt/a油砂直接流化焦化中試裝置的設計[J].煉油技術與工程，2013，43（7）：17-20