印尼油砂的综合利用

王晓红

【摘 要】油砂是一种储量丰富的非常规油气资源，可替代传统化石燃料。印尼油砂因其含油率高、含水率低、砂质微粒多孔等特点，具有极高的开发利用价值。印尼油砂属油润型，适宜选用热解法分离。经过多年实验研究，我们创新的采用“流化热裂解”工艺技术，利用提升管和流化床反应器内高效传热，快速热裂解油砂中的油质，实现了油砂大规模连续化生产。产品为汽柴油、裂化气和超细粉体材料，产品均有稳定的市场需求和经济效益，实现了印尼油砂的综合利用，该技术成功运行投产后将对油砂加工行业有着代表性的影响和意义。

【关键词】印尼油砂；汽柴油；裂化气；超细粉体；流化热裂解

一、油砂概述

油砂是一种含有沥青或焦油的砂岩，通常是由砂、沥青、矿物质、粘土和水组成的混合物，目前世界上已探明的油砂储量十分丰富，约占世界石油储量的30%，获取油砂中的油气可作为石油的一种重要的补充能源[1，2]。伴随国际原油需求的增长，OPEC与非OPEC国家减产执行率的提升，导致国际原油供应低于需求。同时在国内新增炼油能力投产的推动下原料油市场缺口巨大，开发油砂中富集的石油资源，具有广阔的市场前景和经济效益。

二、印尼油砂的特点

近几年发现，印度尼西亚也是油砂资源富集的国家，位于东南部的布顿岛的油砂资源预测储量在3×109t以上，印尼油砂含油率可达25%-38%，含水率小于5%，其砂质的主要成分为碳酸钙（中位径D50=27.59μm），扫描电镜下显示表面为多孔结构，以方解石晶型为主。与常规油砂相比，印尼油砂具有含油率高、含水率较低、开采成本低等特点，具有极大的开发潜力。

图2-1 尼油砂矿山

三、印尼油砂的综合利用

在实现工业化分离印尼油砂时，其液相产品为汽柴油，可直接作为燃料油，也可以进一步加氢精制或加氢裂化生产成品汽柴油和其它化学品。其气相产品为裂化气，是一种高热值的清洁能源。其固相砂质煅烧后的产物是一种超细粉体，主要成分是氧化钙和二氧化硅，粒度分布在1μm左右（占30%）和10～100μm（占70%），表面多孔，比表面积45.5m2/g，平均孔径6.34nm。这种超细粉体不仅本身是一种节能环保功能材料，并且可作为生产其它纳米材料的原料或复合原料。如作为纳米碳酸钙的生产原料可以大大降低石灰石破碎、煅烧、干燥、粉碎等工段的生产能耗，多孔结构利于表面改性，使其具有一定的活性和分散性，可以显著提高纳米碳酸钙产品品质。

分析认为，印尼油砂原料成本低，运输方便，固、液、气三相产品均有稳定的市场需求，其综合利用前景广阔。

四、工业分离方法

油砂资源的综合利用，技术前提是选择合适的分离工艺。对油砂矿石结构的分析表明，对于不同结构的油砂需要采用不同的分离技术。目前，国内外油砂分离技术主要包括：热水洗法、有机溶剂萃取法和热解法三种常规的工艺[3，4]。

表4-1 油砂分离技术的对比分析

综合考虑以上几种油砂提取工艺的优缺点及适用情况，本项目选用热解法分离油砂技术，通过对油砂中油质的热解得到相较油砂自身性质更好的油品。

本公司科研团队自2013年开始研发印尼油砂热解技术。先期与高校合作，成功完成了印尼油砂固定床热解室内实验。后又成功运行了干馏炉低温热解工艺和流化床热裂解工艺的中型试验装置。在不断的实验探索和技术升级过程中，借鉴石油化工行业催化裂化技术的成熟经验[5，6]，提出了“流化热裂解”工艺。将原料破碎、加热處理后送入反应器，反应器由提升管和流化床两段串联组成，反应器内原料与来自再生器的高温热载体接触换热，完成原料的升温、汽化及反应。反应后经出口的粗旋快分将油气与热载体快速分离。分离后的油气再经多级旋风细分后进入油气除尘器，除尘后油气进分馏塔分馏出裂化气、汽油、柴油、重油等组分。反应后附焦的细粉和待生热载体进入再生器烧焦再生，再生后旋风分离出超细粉体产品和再生热载体，再生热载体循环回反应器。该技术利用反应器内高效传热，快速热裂解油砂中的油质，实现了油砂大规模连续化生产，成功运行投产后将对油砂加工行业有着代表性的影响和意义。

五、结论

目前国家能源（包括油气、电力）处在紧缺的关键时期，国家每年投巨资进口石油和开发建设电力设施。实施油砂综合利用，环境污染较小，综合效益高，可局部缓解国内石油、电力短缺状况，符合国家可持续发展油气资源战略和节约能源的方针政策，其综合利用前景广阔。

【参考文献】

[1]李莉.油砂——一种新的替代能源[J].当代石油化工.2005，13（12）：28-30

[2]贾承造.油砂资源状况与储量评估办法[M].北京：石油工业出版社.2007：9-13

[3]张一舸，曹祖宾，杨帆.世界油砂分离技术进展.天然气工业，2008，28（12）：110-113

[4]孙微微，赵德智，孙明珠.油砂及其分离方法.化工文摘，2007（5）：41-43

[5]卢春喜，徐春明，李术元，等.油砂直接流化床焦化的方法和装置：CN101358136[P].2009-02-04

[6]卢竟蔓.5kt/a油砂直接流化焦化中试装置的设计[J].炼油技术与工程，2013，43（7）：17-20