НЕФТЕХИМИЯ, 2021, том 61, № 2, с. 138-156

УДК: 620.93+665.5.032.57.092

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

ПРОЦЕССОВ ПИРОЛИЗА ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ В МИРЕ (ОБЗОР)

Hai Wang^1-4,*, Xinning You^1-4

¹College of Civil and Architecture Engineering, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi, 541004 China

²Guangxi Engineering and Technology Center for Utilization of Industrial Waste Residue in Building Materials,

Guilin, Guangxi, 541004 China

³Guangxi Beibu Gulf Engineering Research Center for Green Marine Materials, Guilin, Guangxi, 541004 China

⁴Guangxi Key Laboratory of New Energy and Building Energy Saving, Guilin, Guangxi, 541004 China

*E-mail: gxwangyuanhao@gmail.com; hbwanghai@gmail.com

Поступила в редакцию 11 мая 2019 г.

После доработки 20 декабря 2020 г.

Принята к публикации 14 января 2021 г.

В работе представлены процессы пиролиза горючих сланцев. Также рассмотрены ключевые преимуще-

ства и недостатки печей сухой перегонки горючих сланцев, используемых в различных технологических

решениях, применяемых в Китае и других странах мира. Исследована тенденция развития процессов

пиролиза горючих сланцев. Представлен обзор современных существующих технологий пиролиза горю-

чих сланцев, таких как пиролиз с применением печи типа Fushun, процессы пиролиза и декарбонизации

в псевдоожиженном слое, процессы добычи горючих сланцев с конвекционным нагревом, применение

печей сухой перегонки ATP, ICP и т. д. Выявлены и изучены основные проблемы, присущие данным

технологическим решениям. Также представлены данные о степени извлечения сланцевой нефти.

Ключевые слова: горючие сланцы, анализ энергоэффективности, процессы пиролиза горючих сланцев,

степень извлечения сланцевой нефти, процессы декарбонизации

DOI: 10.31857/S0028242121020027

Темпы роста мировой экономики привели к

сальны, посредством их переработки можно полу-

увеличению спроса на углеводородные энергоре-

чить 400 млрд т сланцевой нефти, данная цифра на

сурсы, что повлияло на развитие альтернативных

150 млрд т выше мировых запасов сырой нефти.

нефтяных источников энергии. Потенциальным

В связи с этим горючие сланцы выступают потен-

циальным ресурсом для генерирования энергии.

сырьем для получения углеводородов является

США занимают первое место по запасам горючих

сланцевая нефть, но ее запасы примерно в 5.4 раза

сланцев, на их долю приходится 70% от общего

меньше запасов горючих сланцев.

мирового объема запасов. Степень разведки ресур-

Горючий сланец

- разновидность твердого

сов горючих сланцев достаточно низкая, и боль-

ископаемого топлива с низким значением тепло-

шинство стран не приводят точных объективных

ты сгорания, низким содержанием масел и вы-

данных по объемам залежи горючих сланцев. На

соким содержанием золы [1]. В основном при-

сегодняшний день только ряд стран проводят де-

меняют два метода разработки и использования

тальную разведку ресурсов горючих сланцев, это

горючих сланцев: первый - выработка электроэнер-

США, Россия, Эстония, Бразилия и Австралия. В

гии посредством прямого сгорания сланцев, второй -

табл. 1 приведены статистические данные по запа-

низкотемпературная сухая перегонка с целью полу-

сам горючих сланцев, сведенные к запасам сланце-

чения сланцевой нефти.

вой нефти [2].

Мировой запас и распределение ресурсов

Введение в процессы подземного пиролиза

сланцев. Мировые запасы горючих сланцев колос- горючих сланцев. Процессы пиролиза горючих

138

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

139

Таблица 1. Статистические данные по запасу горючих сланцев, сведенные к запасам сланцевой нефти по основным

странам мира

Сланцевый резервуар

Год

Сланцевый резервуар

Год

№

Страна

№

Страна

(100 млн т)

оценки

(100 млн т)

оценки

США

3035.66

2003

Иордания

52.33

1999

Китай

476.44

2006

Австралия

45.31

1999

Россия

387.70

2002

Эстония

24.94

2000

Бразилия

117.34

1994

Италия

14.31

2000

Канада

63.00

1997

Франция

10.02

1978

сланцев делятся на подземный и наземный пиро-

использовалась при добыче и нагревании горючих

лиз. При подземном пиролизе, или пиролизе in situ,

сланцев in situ. Использование энергии ветра при-

горючий сланец нагревается непосредственно в ме-

носит очевидные экономические и экологические

сте залежи, после чего продукты пиролиза (сланце-

преимущества. Благодаря использованию энергии

вая нефть) извлекаются из места залежи ископаемо-

ветра, выбросы и дорогостоящие работы по разде-

го. Данный процесс сопровождается загрязнением

лению и рециркуляции CO₂ были значительно со-

подземных горных пород вследствие утечки нефти

кращены.

и газа, а также низкой производительности по до-

Использования солнечной энергии. Компания

быче сланцевой нефти [3].

Heliosat ведет проектные исследования, связанные

Существуют три основных способа, посред-

с системой выработки энергии из космического

ством которых генерируют энергию для процесса

пространства. Heliosat применяет метод эконо-

сухой перегонки горючих сланцев в месте залежи:

мической эффективности для анализа стоимости

первый - сжигание части донного сланца или по-

сланца и экономической значимости продукта. Ос-

лукокса для выработки тепла для нагрева сланца;

новная идея процесса заключается в следующем:

второй - нагнетание горячего дымового газа или

несколько триллионов солнечных элементов раз-

пара в место залежи; третий - нагревание топочно-

мещаются на внешней поверхности батареи для

го горючего сланца посредством электроэнергии.

генерирования солнечной энергии из космического

Технологию подземного пиролиза горючих слан-

пространства, далее посредством микроволнового

цев используют в США, но на данный момент тех-

излучения накопленная энергия передается в об-

нология находится на экспериментальной стадии и

ласть залежи сланца. Данная технология может в

не имеет промышленного применения [4].

значительной степени снизить стоимость исполь-

зуемой энергии и выступить потенциальным реше-

В настоящее время некоторые научно-иссле-

нием для процессов пиролиза горючих сланцев.

довательские институты и компании изучают воз-

можность применения альтернативных источников

Ключ к решению проблемы. Недавно было за-

энергии для добычи сланца, таких как энергия ве-

вершено проектирование многоразового космиче-

тра, солнечная и ядерная энергетика.

ского аппарата, и следующим шагом является про-

Использование энергии ветра. Компания

ектирование стартовой системы [5].

PyroPhase Inc. (США) специализируется на ком-

Использование ядерной энергии. Исследо-

мерческой эксплуатации подземных запасов тяже-

вательский проект Национальной лаборатории

лой нефти. В компании применяют радиочастот-

Айдахо (Idaho National Laboratory) направлен на

ную технологию (РЧ) для добычи сланцевой нефти

разработку и использование высокотемпературных

в месте залежи. Во время эксплуатации по техноло-

газовых реакторов (HTGR), используемых для по-

гии РЧ возможно не только нагревать слой с зале-

лучения новых энергетических ресурсов. Данное

жами сланца, но также накапливать энергию ветра

исследование является частью нового поколения

и регулировать тепловой КПД посредством пере-

дизайн-проектов атомной электростанции. Приме-

распределения воздушных потоков для достиже-

нение ядерной энергии не только дает возможность

ния стабильного напряжения. Данная технология

генерировать достаточное количество энергии для

охраняется патентом [5]. Технология РЧ широко

добычи сланцевой нефти в месте залежи, но также

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

141

Рис. 1. Принципиальная схема технологического процесса Fushun.

позволяет избежать негативного воздействия ис-

ступает в секцию для пиролиза в качестве газового

копаемого топлива на окружающую среду. Высо-

теплоносителя для нагрева горючего сланца [14].

котемпературные газовые реакторы атомных элек-

Квадратная печь Maoming - внутренняя блоч-

тростанций применяются не только для процессов

ная печь, нагреваемая газовым потоком, которая

пиролиза горючих сланцев, но также и для перера-

используется для нагревания сланца и осущест-

ботки нефти [5].

вления процесса сухой перегонки. В печи приме-

Введение в процессы пиролиза горючих

няется циркулирующий газ для нагрева носителя.

сланцев в Китае. Основные технологии по сухой

Технология может обрабатывать горючие сланцы

перегонке горючих сланцев приведены в табл. 2.

фракцией 15-74 мм. Блок пиролиза состоит из трех

Печь сухой перегонки Fushun в Китае мо-

частей: подачи сырья, пиролиза и конденсации и

выгрузки золы, рабочая температура составляет

жет быть разделена на нижнюю и верхнюю части.

550-600°C. Сланцевый полукокс, полученный в

Производственный процесс представлен на рис. 1.

ходе сухой перегонки, сжигается в средней части

Горючий сланец вводят в верхнюю часть печи, по-

сле чего секция сухой перегонки в верхней части

печи для выработки тепла, а полученная сланцевая

зола удаляется из корпуса печи после теплообмена

печи контактирует с газовым теплоносителем для

в секции охлаждения. Квадратная печь Maoming

сушки. Затем горючий сланец нагревают до темпе-

имеет простую конструкцию и обеспечивает вы-

ратуры приблизительно 500°С для осуществления

процесса сухой перегонки. Далее получившаяся

сокий выход сланцевой нефти, но из-за большого

количества газа, выходящего из печи, устройство

нефтегазовая смесь выгружается из верхней части

для извлечения конденсата достаточно габаритное,

печи. После охлаждения полученную сланцевую

и процесс рециркуляции газа затруднителен.

нефть и полукокс, образовавшийся в результате су-

хой перегонки, направляют в нижнюю часть печи,

Процесс полного цикла эксплуатации техно-

где продукты реакции сгорают и газифицируют-

логии. Схема полного цикла процесса приведена

ся с помощью воздуха и водяного пара, а образо-

на рис. 2. В последние годы была представлена

вавшаяся при этом зола выгружается со дна печи.

новая технологическая схема процесса сухой пе-

Синтез-газ, образовавшийся в процессе полукоксо-

регонки горючих сланцев. Теплоносителем высту-

вания и газификации водяного пара с воздухом, по-

пает газ, полученный в ходе перегонки, тепло для

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

142

GUANGYAN LIU и др.

Рис. 2. Технологическая схема полного цикла переработки горючих сланцев. Принципиальная схема потоков газа.

процесса сухой перегонки также обеспечивается

разработали технологию сухой перегонки сланцев

газовым потоком. В печи для перегонки не проте-

в псевдоожиженном слое и процесс декарбониза-

кает реакция горения, поэтому печь можно адапти-

ции (анализ Фишера). Теплоносителем процесса

ровать под горючие сланцы различных марок. Это

выступает высокотемпературный газ сухой пере-

обусловлено тем, что процесс не зависит от реак-

гонки. В псевдоожиженном слое также поддержи-

ции горения внутри печи для пиролиза, из-за чего

вается высокая температура.

технология имеет широкий диапазон применения.

Газ сухой перегонки. Горючий сланец подвер-

В декабре 2007 г. в Хуадане, провинция Цзилинь

гается физическому измельчению, после чего на-

(Huadian, Jilin Province), был представлен ком-

правляется на процесс сухой перегонки. Когда

плексный проект по переработке горючих сланцев,

пылевидный горючий сланец находится в псев-

основанный на данной технологической схеме. Го-

доожиженном состоянии, полученная в процессе

довая мощность переработки горючего сланца с

пиролиза сланцевая нефть испаряется и органиче-

сжиженным сланцем составила 3.0×10⁶ т, а ежегод-

ский конденсат может одновременно растворяться

ная добыча сланцевой нефти составила 2.5×10⁵ т.

в потоке сухого перегонного газа. Таким образом,

На первом этапе было сконструировано 24 блока

в процессе сухой перегонки в псевдоожиженном

пиролиза, а на втором этапе еще 12 блоков.

слое можно удалять органический конденсат из

Удаление масел из псевдоожиженного слоя го-

системы. Порошкообразный полукокс, образовав-

рючих сланцев и процесс декарбонизации. Хар-

шийся в процессе сухой перегонки, сжижается и

бинский завод газификации и компания Shanghai

подвергается горению при высокой температуре и

Boshen Engineering Technology Co., Ltd. совместно

параллельном обогащении системы кислородом.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

143

Сланцевая нефть, полученная с помощью процесса

сжигание. Мелкие частицы сырья смешиваются с

декарбонизации в псевдоожиженном слое, приме-

потоком дымового газа и нагреваются до темпера-

няется для производства органического сырья: аро-

туры примерно 250°C, далее поток смешивается со

матических углеводородов, легких нефтепродуктов

сланцевой золой, нагретой до 750°C, и остывает

и топлива. Таким образом, представленная техно-

до температуры 550°C, после чего подготовлен-

логия имеет ряд преимуществ, связанных с высо-

ное сырье поступает в секцию сухой перегонки, на

ким выходом сланцевой нефти, высоким коэффи-

выходе из которой получаются жидкие и газовые

циентом использования сырья и низким уровнем

продукты. Продукты реакции поступают в секцию

загрязнения окружающей среды. Но в настоящее

охлаждения и разделения, после которой сухой

время процесс декарбонизации горючих сланцев в

газ направляется на рецикл в качестве теплоноси-

псевдоожиженном слое не применяется в промыш-

теля, шлак и зола поступают в секцию сгорания и

ленности.

пылеудаления, а тепло, полученное в ходе реак-

Круглая печь Maoming была разработана на

ции горения, используется для нагрева системы в

основе печи Fushun, предназначена для решения

секции сухой перегонки. Часть сланцевой золы и

проблем, связанных с высоким содержанием воды

обожжённого шлака удаляется и в ряде случаев ис-

и деструкцией горючих сланцев при пиролизе. Как

пользуется для производства цемента и керамики.

и печь Fushun, данная печь предназначена для су-

Процесс сухой перегонки сланцев в псевдо-

хой перегонки горючих сланцев, но главное отли-

ожиженном слое Maoming. В 1967 г. компания

чие состоит в том, что камера смешения газовых

Maoming Petroleum разработала технологию по ка-

потоков находится в средней части печи. Исполь-

талитическому крекингу в жидком слое и процесс

зование смешанных газовых потоков уменьшает

двухтопочной псевдоожиженной сухой перегонки

чувствительность к повреждению, вызванному

сланцев, в котором осуществляется пиролиз слан-

перепадом давлений в корпусе из-за высокого со-

цев и сжигание полукокса в псевдоожиженном слое.

держания воды и тепла, исходящего от сланцев. На

В настоящее время China Coal Longhua Harbin Coal

основе данного технологического решения было

Chemical Company проводит пилотные испытания

реализовано промышленное производство по пе-

процесса сухой перегонки сланца по данной техно-

реработке горючих сланцев, но процесс был оста-

логии в Даляньхэ в Илань, провинции Хэйлунцзян

новлен из-за прекращения добычи сланцев в округе

(Dalianhe oil shale, Yilan, Heilongjiang Province). В

Маомин (Maoming).

технологии используются горючие сланцы с раз-

Процесс сухой перегонки горючих сланцев

мером частиц 15 мм. На первом этапе сырье су-

посредством горизонтального вращения. В июле

шат дымовыми газами. Далее порошкообразный

2005 г. Jiangsu Pengfei Group и филиал Китайского

горючий сланец подается через двухножевую си-

научно-исследовательского института по разведке

стему введения сырья в центральную часть печи

и разработке нефтяных месторождений Langfang

сухой перегонки совместно с нагретой золой при

разработали первый в Китае 20-тонный горизон-

дополнительном подогреве. Сырье нагревают до

тальный конвертер для перегонки нефтяного песка.

температуры около 480°С для образования паров

В августе того же года процесс был реализован на

сланцевой нефти и сухого дистилляционного газа,

нефтяном месторождении Карамай в Синьцзяне

который далее отделяется и удаляется трехступен-

(Karamay oil field, Xinjiang).

чатым циклонным сепаратором и возвращается в

систему регенерации конденсата. Полукокс и зола,

Монтаж и наладка. В сентябре 2005 г. в Китае

полученные в процессе сухой перегонки, смешива-

успешно была реализована первая партия реакто-

ются и возвращаются в секцию сухой перегонки.

ров для работы на нефтяных песках, тем самым

Оставшаяся зола выгружается за пределы печи и

был восполнен пробел на внутреннем рынке по

утилизируется, а горячий дымовой газ очищается

разработке и эксплуатации нефтеносных песочных

от пыли и возвращается в печь для сухой перегонки.

месторождений. Процесс сухой перегонки состо-

ит из пяти частей: подача сырья, сухая перегонка,

Процесс сухой перегонки в псевдоожиженном

охлаждение и разделение жидких и газовых про-

слое в Maoming характеризуется высокой степенью

дуктов, утилизация отработанной пыли и шлака,

превращения сырья, высоким значением по выхо-

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

144

GUANGYAN LIU и др.

Таблица 3. Энергоэффективность печи Fushun по производ-

Таблица 4. Энергоэффективность газовой квадратной печи

ству 1 т сланцевой нефти [2]

Maoming по производству 1 т сланцевой нефти [5]

Тепловой

Сланцевая

Объект

коэффициент

нефть

Тепловой

печи, МДж·т^-1

Сланцевая

Объект

коэффициент

Потребление

нефть

печи, МДж·т^-1

Горючие сланцы, т·т^-1

24.5

5720

Водород, т·т^-1

0.0034

209060

Уголь, т·т^-1

неизвестно

24190

Потребление

Сжигание угля, т·т^-1

неизвестно

20900

Горючие сланцы, т·т^-1

5862

Вода, т

6.21

Продукт

Электроэнергия, кВт·ч^-1

622.33

3.6

Сланцевая нефть, кг·т^-1

50.9

2131

Продукт

Легкие УВ, кг·т^-1

13.1

549

Пар, МДжт·т^-1

11289

Тепловой коэффициент

2530

Суммарное потребление

154380

по газу, МДж/Нм³

энергии, МДж

Эффективность, %

55.24

ду сланцевой нефти и высокой суточной произво-

Анализ энергоэффективности сланцевой

дительностью, но из-за сложности применяемого

печи сухой перегонки. Для конкретного устрой-

оборудования процесс эксплуатации достаточно

ства преобразования тепловой энергии энерго-

дорогой и энергозатратный.

эффективность представляет собой отношение

выходной энергии, затраченной на получение про-

Процесс сухой перегонки DG, разработан-

дукта к энергопотреблению системы. Энергоэф-

ный независимо от Даляньского технологическо-

фективность - это основной показатель термоди-

го университета (Dalian University of Technology),

намической эффективности для оценки процесса

представляет собой процесс сухой перегонки с

преобразования энергии. Показатель энергоэффек-

применением твердого теплоносителя. Технология

тивности - безразмерный индекс, который обыч-

состоит из четырех частей: системы предваритель-

но выражается в процентах [15]. Формула расчета

ного нагрева и сушки, системы сухой перегонки,

энергоэффективности:

системы сжигания полукокса и системы извлече-

ния сланцевой нефти и газа. В качестве теплоноси-

теля используется полукокс, который получается в

результате пиролиза и перегонки сланца. Процесс

где Ex_вх и Ex_вых- входная и выходная энергия из

сухой перегонки DG в основном предназначен для

системы соответственно.

частиц горючего сланца фракцией менее 6 мм. По-

Печь сухой перегонки типа Fushun. Теплота

сле предварительного нагрева и сушки в камере

сгорания сланца: Q_c = G×V_c. Основной тепловой

полукоксования высокотемпературный угольный

поток: Q = V×C×t.

порошок подвергается смешению в камере смеше-

Показатели по потреблению энергии и энерго-

ния. При этом температура горючего сланца дости-

эффективности печи сухой перегонки типа Fushun

гает 600°C. Пиролиз сланцев осуществляется в от-

представлены в табл. 3.

дельном реакторе, где полученная зола выделяется

Данные по энергопотреблению и энергоэффек-

и поступает на рецикл как твердый теплоноситель.

тивности газовой квадратной печи Maoming приве-

Данный процесс уже испытан в промышлен-

дены в табл. 4.

ности и в будущем может быть потенциальным

Данные по энергопотреблению и энергоэффек-

решением для переработки сланцев. Процесс DG

тивности круглой печи Maoming в процессе пиро-

характеризуется высокими степенью превращения

лиза приведены в табл. 5.

сырья, выходом сланцевой нефти, термической эф-

фективностью и показателем по теплопроводности

Данные по энергопотреблению и энергоэффек-

продукта сухой перегонки и низким уровнем воз-

тивности газовой квадратной печи типа Sanjiang SJ

действия на окружающую среду.

приведены в табл. 6.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

145

Таблица 5. Энергоэффективность круглой печи Maoming

Таблица 6. Энергоэффективность газовой квадратной

по производству 1 т сланцевой нефти [5]

печи SJ по производству 1 т сланцевой нефти [8]

Тепловой

Сланцевая

Объект

коэффициент

Проект

коэффициент

нефть

печи, МДж·т^-1

Потребление

Битумный уголь Shenmu,

50000

Горючие сланцы, т·т^-1

263

5862

т·т^-1

Воздух, т·т^-1

489

209060

Воздух, т·т^-1

489

Уголь, т·т^-1

2720

24190

Уголь, т·т^-1

2720

Вода, т

218

Вода, т

Электроэнергия, кВт·ч

7060

Электроэнергия, кВт·ч

217

Пар, МДж·т^-1

21400

Пар, МДж·т^-1

21400

Продукт

Сланцевая нефть, кг·т^-1

1591

Деготь, кг·т^-1

3000

42.8

Топливо, кг·т^-1

334

Газ сухой перегонки, кг·т^-1

600

Тепловой коэффициент по

5860

Тепловой коэффициент по

7500

газу, МДж/Нм³

Эффективность, %

Эффективность, /%

53.6

Новый промышленный метод сухой перегон-

Процесс Kiviter. Период развития процесса

ки. Данные по энергопотреблению и энергоэффек-

Kiviter претерпевал много трудностей, из-за чего ис-

тивности нового промышленного метода сухой пе-

следовательская работа по разработке процесса про-

регонки представлены в табл. 7.

должалась в течение долгого времени. Схема про-

изводственного процесса представлена на рис. 3. В

Основные процессы пиролиза горючих слан-

1921 г. в Эстонии впервые был создан экспери-

цев за рубежом. Основные зарубежные техноло-

ментальный исследовательский центр и толь-

гии по пиролизу сланцев приведены в табл. 8.

ко спустя

3 года было создано промышлен-

Бразильский процесс сухой перегонки

ное предприятие. Теория процесса основана на

Petrosix. Компания Petrobras в 1972 г. инвестирова-

вертикальной реторте. В отличие от печи типа

ла в технологию по сухой перегонке горючих слан-

Fushun, теплоноситель вводится в централь-

цев Petrosix. На ранних этапах в процессе пиролиза

Таблица 7. Энергоэффективность нового промышлен-

применялся газовый теплоноситель. Ежедневно

ного метода DJ по производству 1 т сланцевой нефти [9]

тпо этой технологии можно было переработать

Тепловой

1600 т горючего сланца. Первая печь имела диаметр

Сланцевая

Объект

коэффициент

5.5 мм и была разделена на две части. Верхняя

нефть

печи, МДж·т^-1

часть печи предназначалась для сухой перегонки, а

Потребление

нижняя для охлаждения. На первом этапе горючий

Полукокс, т

0.4

сланец направлялся через печь сухой перегонки

Пар, т

0.44

Газ, м³

200

24500

сверху вниз, а в 1991 г. была создана новая печь су-

Вода, т

0.4

хой перегонки с газовым теплоносителем. Вслед-

Электроэнергия, кВт·ч

ствие этого диаметр дистилляционной колоны

Потребление тепла,

2340

вдвое увеличился (до 11 мм) и в четыре раза уве-

кДж·т^-1

Продукт

личилась суточная производительность - до 6000 т.

Деготь, кг·т^-1

4000

В модифицированном процессе большая часть ди-

Газ сухой перегонки,

600

стилляционного газа, получившегося в результате

кг·т^-1

крекинга горючих сланцев, накапливалась в слан-

Тепловой коэффициент

4000

цевых нефтепродуктах, после чего смесь очища-

по газу, МДж/Нм³

Эффективность, %

62.7

лась от горючих сланцев.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

147

Рис. 3. Принципиальная схема печи сухой перегонки Kiviter 1000 т/сут.

ную часть печи сухой перегонки, а нефтяной би-

Промышленные испытания технологии проводи-

тум, полученный при пиролизе, легко агломери-

лись с 1964 г. и в 1967 г. были успешно завершены.

руется на стенках печи. Поток теплоносителя,

Схема производственного процесса представлена

направленный перпендикулярно сечению печи,

на рис. 4. По предварительным результатам, произ-

меняет свое направление на вертикальное. Про-

водительность по переработке сланцев составляет

изводительность одной секции Kiviter составляет

2.5 млн т. Производительность по добыче сланце-

40 т в час. В верхней части печи находятся две каме-

вой нефти составила около 8630 т. Диапазон раз-

ры, предназначенные для сухой перегонки сырья.

меров частиц сланца составляет ~25.4-63.5 мм,

Горючий сланец поступает в печь сухой перегонки

расход отработанных нефтепродуктов около 8.8%,

сверху вниз, в ходе процесса циркулирующий газ и

выход по сланцевой нефти достигает 86.5%, проч-

воздух могут поступать в камеру горения. Темпера-

ность поперечного сечения печи сухой перегон-

тура на входе в печи составляет 750°C, а в камере

ки составляет 2.44 т/м². В промышленность было

горения 800°C. Жидкие органические продукты,

выпущено всего 15 комплектов печей сухой пере-

полученные в процессе пиролиза, конденсируют-

гонки данной модели с суточной производительно-

ся в сланцевую нефть. В сравнении с печью типа

стью одного комплекта 7550 т.

Fushun, процесс Kiviter включает в себя блок для

Технология сухой перегонки United Oil SGR.

сбора нефти и газа, но, к сожалению, в процессе

США совместно с энергетической компанией SGR

Kiviter не используется «скрытая теплота» полу-

разработали технологию по сухой перегонке горю-

кокса, как в процессе Petrosix.

чих сланцев, основанную на печи B-типа (Uniona

Процесс сухой перегонки горючих сланцев

“B”). Комбинированная печь сухой перегонки

Министерства энергетики США. Более десяти

B-типа представляет собой вертикальную кониче-

лет назад администрация США по горному делу

скую печь. При помощи поршневого насоса слан-

разработала процесс сухой перегонки горючих

цы загружаются в реакционный контур печи снизу

сланцев с применением газового теплоносителя.

вверх, а противотоком направляется горячий газо-

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

148

GUANGYAN LIU и др.

Рис. 4. Принципиальная схема процесса пиролиза горючих сланцев Министерства энергетики США.

вый теплоноситель. Нагрев и непосредственно ре-

обработку. Вода после сепарации используется для

акция пиролиза осуществляются в средней части

охлаждения системы, удаления аммиака и охлажде-

печи, а извлечение жидких и газовых продуктов

ния сланцевой золы. После охлаждения 20 мас. %

реакции - в нижней секции. Фактически, техно-

сланцевой золы прессуется до 1.44 т/м³ и направля-

логия сухой перегонки SRG - это печь В-типа с

ется на подземное захоронение.

блоком газификации сланцевого полукокса. В ком-

United Petroleum Corporation впервые разра-

бинированной технологии используются частицы

ботала процесс пиролиза А-типа в конце 1940-х

горючего сланца размером от 3.2 до 50.8 мм, тем-

годов. Процесс аналогичен процессу пиролиза B-

пература процесса сухой перегонки варьируется в

типа, за исключением того, что верхняя часть печи

диапазоне от 500 до 520°C. После пиролиза жид-

открыта, поэтому воздух может естественным об-

кие органические продукты реакции направляют-

разом поступать в печь, в результате чего в верхней

ся в нижнюю часть печи, где происходит процесс

части печи образуется полукокс из сланца. После

удаления примесей, таких как мышьяк. Твердые

сгорания полукокса горячий газовый поток нагре-

примеси удаляются в ходе двухэтапной промыв-

вает сланцы для осуществления процесса пироли-

ки продуктов реакции водой, в результате которой

за. Испытания процесса А-типа, проводились при

твердый горючий сланец в виде порошка накапли-

относительно небольших мощностях (2 и 50 т/сут.).

вается в водном резервуаре. Жидкие органические

В 1954 г. в Колорадо был введен в эксплуатацию

продукты содержат около

50×10^-6 соединений

полупромышленный завод мощностью 350 т/сут.

мышьяка, концентрацию примесей мышьяка сни-

Мощность одной усовершенствованной печи со-

жают до 2×10^-6 посредством комбинации методов,

ставила 1200 т/сут. В течение шести недель выход

характерных для нефтехимической отрасли, далее

сланцевой нефти составлял 85% от продуктивно-

продукты реакции направляют в адсорбер, где уда-

сти по алюминию и стронцию, и только в 1958 г.

ляются еще 80% примесей. После этого получен-

на основе печи сухой перегонки В-типа была пред-

ная сланцевая нефть направляется на дальнейшую

ставлена экспериментальная установка в Кали-

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

149

Рис. 5. Схема процесса пиролиза горючих сланцев Galoter.

форнии. В 1973 г. в Калифорнии был введен в экс-

производства сланцевой нефти. Продукт сухой

плуатацию процесс SRG с производительностью

перегонки, такой как полукокс, поступает в каме-

3 т/сут. В данном процессе выход сланцевой нефти

ру сгорания, а продукт сухой перегонки, такой как

составил практически 100% от выхода по алюми-

сланцевая зола, частично рециркулирует в качестве

нию и стронцию, что позволило добывать сланцы с

теплоносителя.

производительностью до 82%. Тепловую энергию

Технологическая схема эстонского процесса

преобразуют в сланцевую нефть и газ, из которых

Galoter представлена на рис. 5. На первом этапе

можно производить топливо c низкой и высокой

горючий сланец измельчается до частиц размером

теплотой сгорания для выработки электроэнергии

менее 25 мм. Частицы горючего сланца сначала

или дополнительного топлива. Позднее United Oil

нагревают до 110-140°С с помощью системы сухо-

Company ввела в эксплуатацию процесс, основан-

го предварительного нагрева, а затем направляют

ный на печи В-типа мощностью 10000 т/сут в Ко-

в циклонный сепаратор для разделения. Далее го-

лорадо, но из-за экономических проблем процесс

рючие сланцы смешивают с высокотемпературным

был заморожен после периода пробной эксплуата-

теплоносителем из сланцевой золы в массовом

ции. В отчете сказано, что блок перегонки работал

соотношении 1:3. Во вращающемся реакционном

нормально и выход по сланцевой нефти был доста-

блоке температура составляет 470-490°C, время

точно высокий, но в оборудовании для удаления

пребывания составляет около 14-16 мин. Полу-

золы были выявлены некоторые проблемы.

кокс, сланцевая зола и сухой перегонный газ, полу-

Процесс сухой перегонки Galoter. В процессе

ченные в процессе сухой перегонки, направляются

Galoter применяется вращающаяся печь в отличие

в систему очистки, а сланцевая нефть направляется

от аналогичных процессов, где применяется верти-

на переработку.

кальная печь. Горячая сланцевая зола выступает в

Технология Tosco II - это технология пиролиза

качестве твердого теплоносителя. В ходе процесса

горючих сланцев, разработанная частной компани-

к горючим сланцам поступает тепло от золы для

ей Tosco, США, в которой используются горючие

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

150

GUANGYAN LIU и др.

Рис. 6. Схема процесса пиролиза горючих сланцев Tosco-II.

сланцы с малым размером частиц. В 1955 г. компа-

гии Galoter. Технологическая схема процесса пред-

ния Tosco, базирующаяся в Денвере, штат Колора-

ставлена на рис. 7. Горючие сланы предварительно

до (Denver, Colorado), в институте спроектировала

нагревают и сушат в печи, предназначенной для

установку мощностью 23 т/сут. В 1965 г. на осно-

сухой перегонки, далее осуществляется пиролиз

ве представленной технологии в Парашуте, штат

сланцев, после чего протекает процесс сжигания

Колорадо (Parachut, Colorado), был построен по-

полукокса. Корпус печи разделен на четыре сек-

лупромышленный завод, производящий 900 тонн

ции: сгорания, сухой перегонки, предварительного

сланцевой нефти в сутки, но предприятие было за-

нагрева и охлаждения. В технологии используют-

крыто после испытаний.

ся горючие сланы с размером частиц менее 16 мм.

Процесс сухой перегонки Tosco II представляет

Измельченные частицы горючих сланцев посту-

собой вращающийся барабан с керамическим ша-

пают в печь сухой перегонки, где горючие сланцы

ровидным теплоносителем. Технологическая схе-

нагреваются и сушатся в секции предварительного

ма процесса представлена на рис. 6. В процессе в

нагрева (нагрев обеспечивается горячим дымовым

основном применяются частицы горючих сланцев

газом). После этого частицы сланцев направляются

размером 12.7 мм. Температура предварительного

в секцию сухой перегонки. Нагретые до температу-

нагрева сырья составляет 260°C, смешение частиц

ры 500°C горючие сланцы смешиваются с сырьем.

сырья с теплоносителем осуществляется при тем-

На выходе из секции сухой перегонки получаются

пературе 680°C. Диаметр керамического шарика

сланцевая нефть, сухой перегонный газ и полукокс,

также составляет 12.7 мм. Далее горючие сланцы

который поступает в камеру сгорания и там сгорает

поступают в печь для сухой перегонки, где после

до образования золы.

предварительного нагрева до 480°C осуществляет-

Процесс сухой дистилляции Joseco - это но-

ся процесс пиролиза.

вая технология дистилляции сланца, независимо

Технология ATP (Alberta Taciuk Process). Тех-

разработанная Японской сланцевой инжинирин-

нология ATP существенно отличается от техноло- говой компанией (Japanese Oil Shale Engineering

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

151

Рис. 7. Схема процесса ATP.

Company), включающая дробление и сортировку

барабанного типа), и процесс заканчивается в ка-

сланца, процессы сушки сланца, сухой дистилля-

мере разделения полукокса.

ции и газификации сланца, получение порошково-

Технология LR (Lurgi-Ruhrgas). LR - это тех-

го сланца и полукокса сухой дистилляции. Пред-

нология сухой перегонки с применением твердого

полагается, что шесть японских компаний (Kobe

теплоносителя, совместно разработанная компани-

Steel Corporation, Mitsubishi Heavy Industries, Japan

ями Lurqi и Rourgas в Германии. По этой техноло-

Nippon Steel Co., Ltd., Japan Steel Pipe Company,

гии можно перерабатывать уголь, горючий сланец,

Chiyoda Heavy Industry Construction Co., Ltd.,

нефтеносный песок и другое сырье в жидкие угле-

Mitsui Shipbuilding Co., Ltd.) займутся процессами

водороды. Процесс сухой перегонки LR состоит из

горения в кипящем слое и очистки выхлопных га-

четырех частей: разделительная колонна, сборник

зов, а также комплексом общественных работ.

теплоносителя, спиральный смеситель и блок су-

Процесс сухой перегонки Enefit-280. В 2008 г.

хой перегонки. Основным оборудованием является

Estonian Energy и Altota из Германии совместно раз-

двухшнековый смеситель. Размер частиц горючего

работали процесс сухой перегонки горючих слан-

сланца в процессе сухой перегонки LR составляет

цев Enefit-280, также известный как процесс Enefit.

~0-5 мм. Высокотемпературный твердый теплоно-

Процесс модернизируется в основном за счет соче-

ситель (720°С) смешивается с частицами горючих

тания технологии Galoter и технологии с циркули-

сланцев в двухшнековом смесителе, после чего

рующим псевдоожиженным слоем. Фронтальный

смесь поступает в реактор для сухой перегонки, где

процесс дробления, сушки, предварительного на-

температура может достигать 520°C. Из сланцевой

грева сланцев идентичны традиционному процессу

нефти, полученной сухой перегонкой, вымывают

Galoter, но различие заключается в процессе сжи-

тяжелые нефтепродукты, дизельную фракцию и

гания полукокса. Одно из отличий состоит в том,

легкие углеводороды через промывочную колонну,

что сжигание полукокса и сухих дистилляционных

а затем подают ее в разделительную колонну для

газов происходит в циркулирующем кипящем слое.

извлечения легких углеводородов и несконденси-

Другое отличие состоит в том, что сланцы подвер-

рованного газа, т. е. газа сухой перегонки с высокой

гаются пиролизу в другом положении (в реторте

теплотворной способностью.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

152

GUANGYAN LIU и др.

Рис. 8. Принципиальная схема процесса HRNL LLNL.

Процесс системы рекуперации тепла (HRS)

шегося газа возвращается в псевдоожиженное су-

LLNL. В 1980 г. Tamm с коллегами [40]из Ливер-

хое дистилляционное устройство.

морской национальной лаборатории им. Лоуренса

В 1984 г. Diaz и др. [35] построили математиче-

(LLNL), США, разработали сегментированную

скую модель, предназначенную для вышеупомяну-

технологию пиролиза горючих сланцев с турбу-

того процесса. Блок риформинга был смоделирован

лентным потоком. На основе данной технологии в

математически с использованием серии реакторов

сочетании с вертикальной горелкой был разрабо-

с мешалкой периодического действия. Для числен-

тан процесс пиролиза термотвердого цикла, рис. 8.

ного моделирования горелки использовался метод

В этом процессе перемешанные исходный сланец с

конечных разностных сосредоточенных параме-

золой сланца подвергаются сушке и пиролизу, су-

тров. В процессе расчета имеется допущение, что

хой газ, содержащий пыль и псевдоожиженную га-

рабочее состояние всей системы является стацио-

зовую смесь, выходит и пыль удаляется, полукокс и

пыль вместе с предварительно нагретым воздухом

нарным, при этом учитываются химические и фи-

поступают в горелку, нефть и газ охлаждаются и

зические процессы, протекающие в дистилляторе,

разделяются для получения конденсированного

горелке и вспомогательном оборудовании. Матема-

газа и сланцевой нефти, а часть несконденсировав-

тическая модель использовалась для моделирова-

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

153

ния процесса производительностью 30 галлонов/т

секции газификации в секцию пиролиза. Carter с

горючих сланцев с суточным выходом 50000 бар-

коллегами [38] использовали процесс дистилля-

релей нефтяного эквивалента для промышленных

ции KENTORT II для создания демонстрационной

установок. Несмотря на то, что модель не была

лабораторной установки производительностью

проверена, результаты расчета кажутся правдо-

2.27 кг/ч, в которой оптимизированы температура

подобными. В 1999 г. Eden с соавт. [41] на осно-

сухой перегонки и время контакта. Из результатов

ве исследований Diaz, с применением предложен-

исследований следует, что превращение углерод-

ных математических моделей (используемых для

ных и серосодержащих соединений в мягких ус-

расчета конверсии и температуры преобразования

ловиях газификации протекает достаточно быстро,

сланцевого керогена) и режима работы (при задан-

коксование и сопутствующие неблагоприятные

ном масштабе реактора и влиянии основных пара-

реакции протекаю в меньшей степени, а агломера-

метров процесса при промышленной реализации

ция частиц наблюдается только во время горения.

(30 галлонов/т с производительностью 63100 т/сут.),

Позже данный процесс был применен для пироли-

была изучена система сухой перегонки сланцев с

за бразильских горючих сланцев, технологическое

пост-цикловым расчетом температуры конверсии

решение продемонстрировало очень хорошие ре-

сланцевого керогена. Данные исследования послу-

зультаты по производительности.

жили ориентиром для практической реализации

Австралийский процесс сухой перегонки

технологии. В 1984 г. Vasalos с соавт. [36] смодели-

CSIRO. В 1990 г. Научно-исследовательский отдел

ровали технологию, чтобы доказать, что печь сухой

Австралийской федерации научных и промышлен-

перегонки с псевдоожиженным слоем производи-

ных исследований (CSIRO) в Научно-исследова-

тельностью 1.5 т/сут. может быть создана посред-

тельской лаборатории угольной и энергетической

ством преобразования установки каталитического

технологии Lukas Heights создали циклический

крекинга и успешно реализована в промышлен-

процесс сухой перегонки горючих сланцев с инте-

ности. Модель включает в себя смеситель для бы-

грированным блоком сухой перегонки/сжигания,

строго нагрева частиц горючих сланцев при физи-

со скоростью подачи сырья 2 кг/ч. Технологиче-

ческом контакте с теплоносителем.

ская схема процесса состоит из секций смешения

Процесс сухой перегонки KENTORT II,

и циркуляции сланцев, пиролиза и разделения про-

США. В 1986 г. в восточной части США была раз-

дуктов. При пиролизе применяется движущийся

работана концепция многоступенчатой переработ-

псевдоожиженный слой. На первом этапе сырье

ки нефтяных сланцев KENTORT II, включающая

предварительно нагревается до температуры ре-

пиролиз, стадию газификации и сжигания в псев-

акции пиролиза, после чего часть сырья поступа-

доожиженном слое с твердым теплоносителем.

ет в секцию хранения, а оставшаяся часть направ-

Диаметр псевдоожиженного слоя составляет 76

ляется в секцию пиролиза с псевдоожиженным

мм. Углеродный остаток и серосодержащее сое-

слоем (температура 700~900°C). Нагрев системы

динение генерируют газ, обогащенный H₂S, в зоне

осуществляется воздухом, разбавленным азотом,

газификации. Полукокс с низким содержанием

образовавшаяся в процессе зола утилизируется, а

серы, полученный при газификации, направляет-

попутные дымовые газы направляются в секцию

ся на сжигание. Горячая сланцевая зола обеспечи-

хранения сланцев для поддержания температуры.

вает теплом секцию газификации. Горячие газы и

Анализ энергетической эффективности пе-

циркулирующие твердые частицы, образующиеся

чей сухой перегонки горючих сланцев. Бра-

в результате газификации, обеспечивают теплом

зильская печь Petroxex. Характеристики по потре-

процесс пиролиза. В технологии KENTORT II при-

блению энергии печью Petroxex представлены в

меняется газовое отопление и два режима теплопе-

табл. 9.

редачи. Температура пиролиза в режиме газообраз-

ного теплообмена регулируется в секции пиролиза

Эстония, печь Kvitt. КПД печи Kvitt:

скоростью потока пара, температура пиролиза в

режиме теплообмена с твердым теплоносителем

регулируется скоростью потока теплоносителя из

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

154

GUANGYAN LIU и др.

Таблица 9. Потребление энергии на переработку 1 т горючих

Таким образом, история разработки и исполь-

сланцев и производства 1 т сланцевой нефти в печи Petroxes в

зования горючих сланцев насчитывает почти

Бразилии

200 лет. Китай имеет хорошую базу и богатый

1 т горючих

1 т сланцевой

Объект

опыт по производству и переработке сланцевой

сланцев

нефти

нефти. Горючие сланцы применимы не только при

Вода, т

1.5

производстве сланцевой нефти, но и при очистке

Электроэнергия, кВт·ч·т^-1

синтез-газа и других продуктов химической про-

Пар, кг·т^-1

150

1900

мышленности. Побочные продукты переработки

Потребление

энергии,

358

4542

горючих сланцев используются при производстве

МДж·т^-1

строительного кирпича и цемента.

Тепловой коэффициент,

6.28

42.7

-1

МДж·кг

В основе переработки и использования горючих

Потребление энергии, %

5.7

10.6

сланцев лежит процесс сухой перегонки. Несмотря

Эффективность, %

на то, что процесс перегонки применяется доста-

точно давно, в нем присутствуют некоторые не-

Table 10. Потребление энергии на переработку 1 т го-

достатки: дефекты при сушке сланцев, отсутствие

рючих сланцев и производства 1 т сланцевой нефти в

полезного использования полукокса и отрицатель-

печи Kvitt

ное воздействие на окружающую среду. Однако мы

1 т горючих

1 т сланцевой

считаем, что в ближайшем будущем будут разра-

Объект

сланцев

нефти

ботаны экологически чистые, энергосберегающие

Вода, т

0.2

1.2

и эффективные технологии перегонки горючего

Электроэнергия, кВт·ч

сланца.

Пар, кг

На сегодняшний день ведется активная дискус-

Потребление энергии,

100

600

сия о промышленных технологиях сухой перегон-

МДж·т^-1

ки горючих сланцев и о проблемах, связанных с их

Тепловой коэффициент,

13800

42700

применением. С одной стороны, международный

МДж·т^-1

и внутренний рынок Китая ориентирован на ком-

Потребление энергии, %

0.7

1.4

плексное использования горючих сланцев с целью

увеличения объемов добычи сланцевой нефти; с

Таблица 11. Потребление энергии на переработку 1 т

другой стороны, активно развиваются процессы

горючих сланцев и производства 1 т сланцевой нефти в

выработки энергии для сжигания полукокса, ком-

печи Galoter

бинированные процессы сухой перегонки с при-

1 т горючих

1 т сланцевой

Объект

менением твердого и газового теплоносителя, ком-

сланцев

нефти

бинированные процессы с применением твердого

Вода, т

теплоносителя и циркулирующего псевдоожижен-

Электроэнергия, кВт·ч·т^-1

200

ного слоя, процессы совместной переработки и

Пар, кг·т^-1

Потребление энергии,

130

870

производства сланцев и процессы выработки энер-

МДж·т^-1

гии при сгорании. Т. е. необходимо активно содей-

Тепловой коэффициент,

13.8

42.7

ствовать всестороннему использованию и глубокой

-1

МДж·кг

переработке горючих сланцев.

Потребление энергии, %

0.9

2.0

В результате проведенных исследований выяв-

Эффективность, %

лено, что печь для перегонки гранулированного

сланца с твердым теплоносителем является наи-

более перспективной, так как она характеризуется

Характеристики по потреблению энергии для

высокой степенью переработки сланцев, высоким

печи Kvitt представлены в табл. 10.

выходом сланцевой нефти, системой регенерации

Процесс сухой перегонки Galoter. Характеристи-

холодной энергии, высокой энергоэффективно-

ки по потреблению энергии и энергоэффективно-

стью и низким уровнем загрязнения окружающей

сти процесса Galoter представлены в табл. 11.

среды.

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

155

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

He Y.G. Mining and utilization of Chinese Fushun oil

shale // Oil Shale. 2004. V. 21. № 3. P. 259-264.

Данная работа была поддержана National

Xu M., Chen D., Xiao S., Xie M., Hao L. Experimental

Natural Science Foundation of China (№ 51468014),

study on denitrification process of Daqing shale oil //

Guangxi Natural Science Foundation

(№

J. of Petroleum (Petroleum processing).

2012.

2018GXNSFAA138199, № 2015GXNSFCA139018)

V. 28. № 1. P. 55-59. https://doi.org/10.3969/j.

и Guangxi Key Laboratory of New Energy and

issn.1001-8719.2012.01.010

Building Energy Saving (№ 17-J-21-7 и 17-J-21-8).

10.

Niu M., Wang S., Han X., Jiang X. Yield and character-

istics of shale oil from the retorting of oil shale and fine

oil-shale ash mixtures // Applied Energy. 2013. V. 111, P.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

234-239. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.04.089

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

11.

Qian J., Wang J., Li S. Oil shale development in China //

интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Oil shale. 2003. V. 20. № 3. P. 356-359.

12.

Wang W.D., Zhou C.Y. Retorting of pulverized oil shale

in fluidized-bed pilot plant // Oil Shale. 2009. V. 26. № 2.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

P. 108-113. https://doi.org/ 10.3176/oil.2009.2.03

Yuanhao Wang, ORCID - https://orcid.org/0000-

13.

Stahnke C., Silva M.K., Rosa L.M., Noriler D., Mar-

0002-3797-1746

tignoni W.P., Bastos J.C.S.C., Meier H.F. Oil shale re-

actor: Process analysis and design by CFD // Chem.

Hai Wang, ORCID - https://orcid.org/0000-0001-

Eng. Res. Des. 2019. V. 152. P. 180-192. https://doi.

8099-7725.

org/10.1016/j.cherd.2019.09.043

14.

Wang J., Feng L., Steve M., Tang X., Gail T.E., Mikael H.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

China’s unconventional oil: A review of its resources and

outlook for long-term production // Energy. 2015. V. 82.

Han X., Lu G., Sun Z., Wang Z., Geng W. Progress in

P. 31-42. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.12.042

research and development of oil shale dry distillation

15.

Jiang X.M., Han X.X., Cui Z.G. New technology for

process abroad // Sino-Global Energy. 2011. V. 16. № 4. P.

the comprehensive utilization of Chinese oil shale re-

69-74. https://doi.org/CNKI:SUN:SYZW.0.2011-04-014

sources // Energy. 2007. V. 32, № 5, P. 772-777. https://

Qian J., Wang J., Li S. Trends in the development and

doi.org/10.1016/j.energy.2006.05.001

utilization of oil shale in the world. A record of the 27th

16.

Na J.G., Im C.H., Chung S.H., Lee K. B. Effect of

Int. Oil Shale Conf. in the United States // Sino-Global

oil shale retorting temperature on shale oil yield and

Energy. 2008. V. 13. № 1. P. 11-15. https://doi.org/

properties // Fuel. 2012. V. 95. P. 131-135. https://doi.

CNKI:SUN:SYZW.0.2008-01-004

org/10.1016/j.fuel.2011.11.029

De Almeida P., Silva P.D. The peak of oil production -

17.

Muhammad A.F., El Salmawy M.S., Abdelaala A.M.,

Timings and market recognition // Energy Policy. 2009.

Sameah S. El-Nakheil oil shale: Material characterization

V. 37. № 4, P. 1267-1276. https://doi.org/10.1016/j.

and effect of acid leaching // Oil Shale. 2011. V. 28. № 4.

enpol.2008.11.016

P. 528-547. https://doi.org/10.3176/oil.2011.4.06

Borisova L.S. The origin of asphaltenes and main trends

18.

Kök M.V. Heating rate effect on the DSC kinetics of oil

in evolution of their composition during lithogenesis //

shales // J. Therm. Anal. Calorim. 2007. V. 90. № 3.

Petrol. Chem. 2019. V. 59. № 10. P. 1118-1123. https://

P. 817-821. https://doi.org/10.1007/s10973-007-8240-3

doi.org/10.1134/s0965544119100037

Feng X., Cheng C., Cheng D. New development of oil

19.

Soone J., Doilov S. Sustainable utilization of oil shale

shale in situ technology // China Mining Magazine.

resources and comparison of contemporary technologies

2011. V. 20. № 6. P. 84-87. https://doi.org/10.3969/j.

used for oil shale processing // Oil Shale. 2003. V. 20.

issn.1004-4051.2011.06.023

№ 3. P. 311-323.

Zhang Q., Guan X., He D. Several typical dry distillation

20.

Sheng J.J., Chen K. Evaluation of the EOR potential of

techniques of oil shale // Jilin University (Global Science

gas and water injection in shale oil reservoirs // J. of Un-

Edition). 2006. V. 36. № 6. P. 1019-1026. https://doi.org/

conventional Oil and Gas Resources. 2014. V. 5. P. 1-9.

CNKI:SUN:CCDZ.0.2006-06-026

https://doi.org/10.1016/j.juogr.2013.12.001

Han X.X., Jiang X.M., Cui Z.G. Studies of the effect

21.

Zeng P., Du X., Wei Y., Cai T. Present situation of

of retorting factors on the yield of shale oil for a new

shale oil industry and development of shale distilla-

comprehensive utilization technology of oil shale //

tion process // Modern Chemical Industry. 2006.

Applied Energy. 2009. V. 86. № 11 P. 2381-2385. https://

V. 35. № 3. P. 190-193. https://doi.org/10.3969/j.

doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.03.014

issn.1671-0460.2006.03.014

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021

156

GUANGYAN LIU и др.

22.

Grady, D.E., Kipp M.E. Continuum modelling of ex-

Process. Technol. 2015. V. 134. P. 317-324. https://doi.

plosive fracture in oil shale // International Journal of

org/10.1016/j.fuproc.2014.12.051

Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics

33.

Yan J., Jiang X., Han X. Study on the characteristics of

Abstracts. 1980. V. 17. № 3. P. 147-157. https://doi.

the oil shale and shale char mixture pyrolysis // Energy

org/10.1016/0148-9062(80)91361-3

Fuels. 2009. V. 23. № 12. P. 5792-5797. https://doi.

23.

Harada K. Research and development of oil shale in

org/10.1021/ef9008345

Japan // Fuel. 1991. V. 70. № 11. P. 1330-1335. https://

34.

Gao G.M., Zou H.F., Gan S.C., Liu Z.J., An B.C., Xu J.J.,

doi.org/10.1016/0016-2361(91)90224-X

Li G.H., Preparation and properties of silica nanopar-

24.

Golubev N. Solid oil shale heat carrier technology for

ticles from oil shale ash // Powder technology. 2009.

oil shale retorting // Oil Shale. 2003. V. 20. P. № 3. P.

Vol. 191. № 1-2. P. 47-51. https://doi.org/10.1016/j.

324-332.

powtec.2008.09.006

25.

Opik I., Golubev N., Kaidalov A. Current status of oil

35.

Braun R.L., Christiansen D.E., Diaz J.C., Lewis A.E.

shale processing in solid heat carrier UTT (Galoter) re-

Results of mathematical modeling of oil shale retorting

torts in Estonia // Oil Shale. 2001. V. 18. № 2. P. 99-108.

in an aboveground, internal combustion retort // Fuel

26.

Fainberg V., Garbar A., Hetsroni G. Secondary pyrolysis

Process. Technol. 1984. V. 9. № 2. P. 125-138. https://

of the products of the thermal destruction of high-sulfur

doi.org/10.1016/0378-3820(84)90026-2

oil shale // Energy Fuels. 1997. V. 11. № 4. P. 915-919.

36.

Vasalos I.A., Tatterson D.F., Furlong M.W. Applica-

https://doi.org/10.1021/EF9601733

tion of a cold flow model in testing the feasibility of

27.

Taciuk W., Turner L.R. Development status of Australian

an oil shale retorting process // Ind. Eng. Chem. Res.

oil shale processing utilizing the Taciuk processor //

1984. V. 30. № 6. P. 1200-1204. https://doi.org/10.1021/

Fuel. 1988. V. 67. № 10. P. 1405-1407. https://doi.

ie00054a020

org/10.1016/0016-2361(88)90132-9

37.

Carter S.D., Taulbee D.N. Fluidized bed steam retorting

28.

Dung N.V. A New concept for retorting oil shales //

of Kentucky oil shale // Fuel Process. Technol. 1985.

Fuel. 1987. V. 66. № 3. P. 377-383. https://doi.

V. 11. № 3. P. 251-272. https://doi.org/10.1016/0378-

org/10.1016/0016-2361(87)90098-6

3820(85)90004-9

29.

Schmidt S.J. New directions for shale oil: Path to a secure

38.

Carter S.D., Robl T.L., Rubel A.M., Taulbee D.N. Pro-

new oil supply well into this century: On the example of

cessing of eastern US oil shale in a multistaged fluidized

Australia // Oil Shale. 2003. V. 20. № 3. P. 333-346.

bed system // Fuel. 1990. V. 69. № 9. P. 1124-1128.

https://kirj.ee/public/oilshale/7_schmidt_2003_3s.pdf

https://doi.org/10.1016/0016-2361(90)90067-Z

30.

Fainberg V., Garbar A., Hetsroni G. Integrated oil shale

39.

Al-Ayed O.S. Matouq M. Anbar Z. Khaleel A.M., Abu-

processing into energy and chemicals using combined-cy-

Nameh E. Oil shale pyrolysis kinetics and variable ac-

cle technology // Energy Sources. 1998. V. 20. № 6. P.

465-481. https://doi.org/10.1080/00908319808970072

tivation energy principle // Appl. Energy. 2010. V. 87.

31.

Raja MA., Zhao Y., Zhang X., Li C., Zhang S. Practices

№ 4. P. 1269-1272. https://doi.org/10.1016/j.apener-

for modeling oil shale pyrolysis and kinetics // Rev.

gy.2009.06.020

Chem. Eng. 2017. V. 34. № 1. P. 21-42. https://doi.

40.

Tamm P.W., Langlois G.E. US Patent. 1980. № 4199432.

org/10.1515/revce-2016-0038

https://patents.google.com/patent/US4199432A/en

32.

Loo L., Maaten B., Siirde A., Pihu T., Konist A. Exper-

41.

Eden A.H., Gil J.Y., Hirshfeld Y., Yehudai A. Towards

imental analysis of the combustion characteristics of

a mathematical foundation for design patterns (1999).

Estonian oil shale in air and oxy-fuel atmospheres // Fuel

http://www.math.tau.ac.il/~eden/bibliography.html

НЕФТЕХИМИЯ том 61 № 2 2021