2021年重油价格_2010重油价格
1.如何解聚回收聚酯材料
2.液态阳光经济 --甲醇燃料
3.原位开油砂矿藏的综合勘探方法与应用
4.2015国内甲醇厂家大盘点,醇基燃料骗了多少人
石油和天然气还能维持很长的时间。从现在开始,我们还能够使用 100 年,但是很快它就会成为稀有。
按照 BP Statistical Review of World Energy 2004(世界能源 2004 年 BP 统计回顾)统计,我们自 1965 年以来已经使用了大约 8600 亿桶石油,而已探明的储量还剩 11480 亿桶。全球能源研究中心估计,我们每年要使用大约 290 亿桶石油(每天 7900 万桶)。如果我们保持这样的用量,那么已知的石油储量只能维持 40 年左右。
美国地质调查 (USGS) 估计至少还有 1 万亿桶可开石油有待发掘。如果这是事实的话,那么按照我们现在的用量,还能供我们消耗 73 年。
OPEC 预计,到 2010 年,世界需求将提高到每天 9000 万桶石油 (mbpd),而到 2020 年将达到 1.07 亿桶。如果按照这样的速度,我们的石油很快就会枯竭。
自 1960 年成立 OPEC 以来,很多 OPEC 成员都限制其石油生产的水平,以保持价格上涨。不久以后,石油的全球需求将超过已经足够快速的全球石油产出能力。USGS 将此成为“滚雪球(The Big Rollover”,这将导致石油价格迅速上涨。
随着石油价格的上涨,从小油田产出石油或使用“提高集率”法从旧油田提取更多石油将成为非常经济的方式。世界上还有重油、沥青砂和沥青的已知储量。通过这些产出石油虽然非常昂贵,但是在石油价格高低不下时,它们也将成为经济的方式。
天然气不会维持太长时间。BP 的回顾估计,我们自 1980 年以来已经使用了大约 60 万亿立方米的天然气,而储量还剩大约 176 万亿立方米。按照国际气体工业联合会 (IGU) 统计,我们在 2000 年使用了 24.42 亿立方米天然气。以这个使用速度,我们已探明的储量只能维持 70 年。虽然还会勘测出更多的储量,但是需求同样是与日俱增。IGU 预计到 2030 年,我们将使用 43.81 亿立方米天然气。
虽然我们永远不会使世界的石油和天然气遗原殆尽,但是我们需要开始提倡节约。
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由上节分析可看出,当前我国油气形势使外部环境趋于宽松,内部供求状况偏紧,总体上对我国经济发展有利。但需居安思危,防微杜渐,必须对我国油气安全予以高度重视。
一、世界各主要国家油气安全战略概述
从四到八章的分析可以看出,世界上各主要工业国家都高度重视能源战略,尤其是制定了本国油气安全战略,归纳如下:
1.加强国内石油勘探开发
保障油气安全的最佳选择是本国的油气消费完全由本国提供,所以美国、俄罗斯等国在油气比较成本允许的范围内,强化国内的油气勘探开发,确保从国内最大限度供应油气。
2.加强国际贸易,实行进口来源多元化
美国、日本、韩国、法国等均取分散石油进口国的办法,以降低从一国或一地区进口石油的潜在危险。
3.大力开发境外石油天然气
为确保油气供应安全,美、日、韩、英等国实施优惠政策或提供经济支持,鼓励本国油气企业购买外国石油公司股份,参与开发,以获得股份油,或直接投资勘探开发境外油气田等。
4.抑制消费,鼓励节约,提高能源使用效率
美、日、韩、法、英等国均从本国实际出发,优化能源供应和消费结构,坚持开源和节流并重,把节约放在优先地位,抑制不合理消费,提高能源使用效率。
5.积极寻找开发新的替代能源
为了减少对油气的消费,调整能源消费结构,各国纷纷开展对核能、太阳能、风能、潮汐能、燃料电池等新能源的研究开发。
6.加强区域和国际能源合作,建立世界石油安全体系
美、日、韩、法、英等国积极开展能源外交,稳定并强化与产油国的关系。各国还在一定程度上寻求地区油气需求国的合作,共同防范石油风险,联合起来一致对付能源危机。
7.实施并增加战略石油储备
美、日、韩、法、英、加拿大等国际能源组织机构(IEA)成员国,纷纷增加石油战略储备,实施或国家或企业或二者共同储备的方式,并保持相当于90天石油进口的应急储备量。
二、对我国油气安全战略的建议
根据国际经验和我国专家们的研究意见,现对我国油气安全战略提出以下建议。
1.建立国家石油战略储备,保障国家安全
石油既是一种蕴含着巨大财富的商品,更是一种战略物资,它常被某些国家当作武器使用,以威胁或制约他国以达到某种经济的或政治的目的,所以石油关系一个国家的安全与发展大局。
人们还记得,一战结束时,石油每桶的价格仅2美元,而且一直保持到10年。但是到了13年,因第四次中东战争,阿拉伯产油国家同仇敌忾,以石油为武器,削减石油产量,实行石油禁运,使石油价格从每桶5美元涨到40美元,主要石油消费国经济因此遭受前所未有的冲击,不少工厂倒闭,经济陷入衰退之中。此后,西方工业国为应对石油危机带来的影响纷纷做出了能源政策调整,决定建立石油战略储备。
据报道,到1992年的3月底,经合组织(OECD)共有战略石油储备40640万吨,可供消费93天。这一庞大的石油储备大约相当于世界石油消费量的1/6,经合组织消费量的1/4,或进口量的1/2。其中美国储备20170万吨,可消费107天;日本储备8000万吨,可消费111天;瑞典540万吨,可消费107天;法国储备4230万吨,可消费116天。另据报道,上述国家还在增加战略石油储备量,以增加可供使用天数。足见发达国家对石油储备十分重视。
石油战略储备的功能主要有:①应对石油和其他能源供应突然出现中断的风险,保障供给,使国民经济重要部门特别是军队能够正常运作;②应对石油国际市场暴涨的风险,稳定油价,一旦出现石油危机或油价暴涨,便将储备石油,向市场抛售,以遏制石油价格的上涨;③应对地区冲突战争及各种政治风险等,在紧急时刻起威胁作用,以减轻和限制石油武器或石油危机的冲击力。
显然借鉴国际经验,我们应当建立适合中国国情的石油战略储备制度,以保证国家安全,宜用如下措施:
1)必须按照“要储备,先立法”的原则,加快建立石油战略储备体系。因为石油储备关系国家安全问题,是的职责,是企业和公民的义务;储备油品的种类及数量,战略储备的主体及经费来源,战略储备油品动用机制等,都应以法律形式加以明确。
2)以为主,多渠道筹集石油战略储备资金。石油战略储备关系国计民生,必须承担起责任。比如美国至1999年已为战略石油储备拨款190亿美元,其中160亿美元用于购买原油,其余30亿美元用于设施建设。我国十五规划已明确提出,中国要建立600万~700万吨的石油储备,并争取到2010年全国的石油储备量达到1500万吨。据有关部门披露,实施顺利的话,到2005年,我国石油储备能力将达到800万吨,相当于目前我国全年进口量的1/10,在特殊情况进口石油中断可保障供给36天。尽管离IEA规定的90天保障量有不少差距,但毕竟是个了不起的进步。其实在国家储备方式中,建议国家通过发行国债等方式筹集资金,以建设国家储备粮和储备粮库的方式来建立国家战略石油储备体系,这样从经济承载力上可行性较大。我国石油消费目前的对外依存度为30%,到2005年将达42%。石油消费总量约为2.6亿~2.7亿吨,需进口石油9600万~1亿吨。按90天储备量计,则需储备2500万吨左右。若按20美元一桶的油价计算,总共需要资金350亿元人民币。配套工程约需262.5亿元人民币,总共约需612.5亿元。按为主占70%,企业为辅占30%,用三年时间实现储备90天的目标,每年国家则需约143亿元,是有可能的。三大石油公司三年共筹约184亿元也是能够实现的。国家亦可向其提供低息或贴息的方式来解决。
3)战略石油储备应以原油为主。战略石油储备,主要目的是为了国家安全。而原油比其他任何油品及天然气都易于储存和运输。另外我国原油加工能力较强,且大部分在北方,多进口并储备一些原油在国内加工,发挥石油加工企业的加工能力,亦有较好经济效益。
4)战略石油储存方式应多样化,布局应分散。出于安全和经济上的考虑,战略石油储存不易集中而应分散布局,方式多样化。以最大限度地减少突发引发的破坏和损失。在储备方式上实行实物储备和产地储备相结合。在布局上,可以利用现有油田和石油加工企业的有利区位进行储备。这在基础设施建设上既有产业依托,又有城镇聚集效应,方便安全管理,也可大幅降低成本。同时便于石油加工企业必要时有原油加工来源,便于调用和使用。储存方式上,可根据不同情况而定。在山区可建岩洞储存,沙漠可建地下或地面罐池储存,沿海可建浮动式船罐储存。显然分散布局,多样化储存既有利于安全,具有可靠性,同时经济性也好。
2.建立稳定的国内油气供应体系
中国油气供应安全的根本立足点是建立稳定的国内油气供应体系。为此应解决好四个问题,一是加强国内油气勘探开发,增加可拥有量;二是优化能源消费与供应结构;三是发挥区域优势,实行全国油气配套供应;四是开源与节流并重。
首先,加大勘探开发投入,增加探明可量。前已述及,当前世界各国都十分重视增加石油勘探开发投资,使本国拥有更多的储量。如英国和挪威扩大北海石油勘探规模。美国极力鼓励其石油企业增加石油勘探开发投资,其投资地区不仅仅局限于国内,还将大量资本投向诸如加拿大和北海等一些石油前景良好的地区和国家。显然,我国要建立稳定的国内油气供应体系,必须立足于加大自身的石油勘探开发,增加拥有量。据国土部领导披露,我国石油地质总量为1068亿吨,可石油量为135亿~160亿吨,探明可石油储量为63.95亿立方米。可天然气为10万亿~20万亿立方米,探明可天然气储量为2.56万亿立方米。目前我国陆上石油探明程度为28%,天然气探明程度为6%,均低于世界石油探明程度的45.6%和天然气探明程度的22.45%。可见,我国油气勘探开发潜力很大。随着科学技术的进步,国家只要制定正确的政策,实行东部挖潜,发展西部,开发海域,海陆并进的方针;坚持综合勘察,综合评价,综合利用的原则;国家投资主要用于开展新一轮全国能源大调查和油气战略选区的深入调查上。在此基础上,国家主要改善投资环境,设立石油和天然气投资基金和风险勘查基金等,多渠道吸引国内外资金勘探开发我国的油气。在美国“9·11”后,其经济和投资环境逐渐恶化,中东等国家投资逐渐从美国市场撤出,中国可以制定优惠政策,吸引这些国家的“石油美元”,为中国的油气勘探开发提供雄厚的资金支持。
其次,优化能源消费与供应结构,大力节约使用石油天然气。我国煤炭和水能十分丰富。今后相当长时间内,我国能源结构仍是以煤炭为主。问题是应该尽可能减轻煤对大气和环境造成的污染,建设生态工业园区,发展循环经济,将利用燃煤动力尽可能集中,尽可能将其变成电力,并使周围企业可利用其余热废渣,使被循环利用,提高能源利用率,以达节能目的。还应大力度推广洁净煤技术,以使能够用煤的企业或设备尽量减少对用油的压力。在石油和天然气的使用上,由于天然气属洁净能源,可开年限长于石油,所以凡能用天然气作替代能源的尽可能使用天然气。目前天然气在一次能源消费中的比重不足3%,预计到2010年将达到10%。此外,我国水电十分丰富,国家正大力兴建水电站,并制定了西电东送战略,这对增加水电在能源结构中的比重,减轻对石油的压力具有重大意义。
第三,发挥区域优势,实行全国油气配套供应。与水分布不均衡一样,我国油气分布也不均衡。而企业的本质是追求利益最大化,没有能力也没有机制约束他们承担石油短缺引起的风险。这就要发挥宏观经济政策的作用。应建立规范的市场操作,以产业政策为宏观调控的重要手段,促进石油市场发展,发挥市场对优化配置的作用,协调油气的配套供应,以确保国内油气供给的连续性和稳定性。
第四,开发与节约并重。我国石油不足,解决石油供需之间的矛盾已不能单纯依靠发展石油生产,而应特别强调节约。多年来我国石油供应紧张,资金短缺,有限,严重影响了经济发展。另一方面,我国在石油的加工和使用上又存在着极大的浪费,石油消费是粗放型的,经济效益低。近年来,我国石油消费弹性系数已接近1.0,高于以石油为主要能源的发达国家的数值。1992年我国每万元国内生产总值的石油消耗尽管已由80年代初的一吨多下降到0.6吨,但仍未摆脱高投入,低产出的状况,能源利用效率只有30%。而一般世界先进国家的能源利用率均在30%~60%以上,差距很大。所以,不能只重视生产发展战略,忽视节约发展战略。要把节约发展战略提高到与生产发展战略并重的高度,来解决我国石油问题。今后10年到20年内,为了全面建设小康社会,实现国内生产总值翻两番,石油消费弹性系数必须控制在0.5~0.6,石油投入系数应在2000年的每万元国内生产总值消耗石油0.4639吨的基础上,下降到2010年的0.3559吨,年均节油率20世纪90年代为3.08%,21世纪应为2.67%。
其措施包括:通过立法完善有关节油的法令和规定。抑制油气消费增长;放开石油价格,确立以市场定价为基础的油价申报制;对用油机具进行技术改造,提高石油利用效率,降低油耗。加强石油开,运输及加工的管理,减少损耗;限制不合理烧油;淘汰小炼油厂,实行规模效益经营,提高原油加工利用深度和石油利用经济效益。
这里特别要强调的是,节油的重点应放在终端消费上。我国的石油终端消费可分为:公路交通、铁路交通、航空运输、远程运输、渔业、农垦、农机、电力、钢铁、建材、化工等十几种,还有三大石油公司自用油消费。这些终端消费应大力提倡节约,更新技术,降低油耗。国家应尽快颁布新的油耗标准和燃油税政策,健全监督检查机制,防止超标新车新设备进入市场。铁路应加快电气化建设,淘汰燃油机车。冶金建材等耗油行业都应尽量用新技术,使单位产值耗油标准向世界先进水平看齐。
3.石油进口应该“多源化”和“多样化”
我国现有剩余探明石油储量相对不足,不宜大规模开,每年稳定在1.6亿~1.8亿吨之间为宜。因此国内石油供给量与消费量之间的缺口越来越大,从国外大量进口油气已成定局。目前我国原油主要来自伊朗、沙特、伊拉克、卡塔尔、安哥拉、阿曼、印尼等国家,其中一半来自中东地区且多依靠海运。中东各国虽与我关系较好,但该地区历来为多事之地。为了使我国经济持续快速发展,保证石油供给安全,油气进口应“多源化”和“多样化”。
石油进口“多源化”即在稳定中东地区进口原油的同时,尽量扩大其他可能的石油供应来源。当前应特别重视与俄罗斯在石油进口方面的合作,要成立专门班子,加强攻关,尽快促成俄罗斯—中国石油管线的铺设和运营,使俄罗斯的石油成为与中东石油互为补充的,稳定的石油供应来源。即使在中东地区,也要实行“多源化”,在积极发展与沙特、科威特等国的石油合作关系时,要不失时机地开展与伊朗、伊拉克的石油外交,建立长期稳定的石油供应关系。
石油进口“多样化”即在进口原油的同时,也要多进口成品油。原油进口价格低,可以发挥我国炼油潜能,但也有环境污染问题。应充分利用日本、韩国和新加坡的大量剩余炼油能力,进口相当的成品油,形成石油安全共享的利益格局。还可以通过购并、参股的方式直接利用周边国家的炼油能力,分享利益,共担风险。(周大地等,2002)
4.优化能源结构,发挥煤炭基础能源作用,开发可再生能源
农业经济时代的能源是地上的柴薪,工业经济时代的能源是地下的煤、石油、天然气等。这些传统的能源大多是不可再生,除越开越少外,还带来了严重的环境污染、生态的破坏,危及人类的生存。因此,应优化能源结构,发挥煤炭基础性能源作用,大力研制开发可再生的替代能源。
首先,应发挥煤炭的主导型能源作用。我国煤炭量达5.3万亿吨,探明储量为9800亿吨,目前年产量约11亿~13亿吨,占一次性能源消费的65%以上。所以,煤炭作为基本能源,将长期在我国能源结构中占有不可替代的主导地位。但是,煤炭在燃烧中产生的二氧化硫及其粉尘对环境的污染不容忽视。所以我们必须解决煤炭的“绿色燃烧”问题,这与“建立世界级清洁、安全、高效的能源供应体系”的目标相辅相成。应积极开发“煤变油”技术,“煤变油”就是通过化学加工,改变煤的性状,把固体的煤变成液态石油或化工产品的洁净利用煤炭的技术。国际上已达到工业化生产规模。我国神华集团公司已成立煤炼油公司,预计2005年可实现产品油100万吨,发展下去,可以大大缓解我国石油供应不足的矛盾,同时满足保护环境的要求。20世纪80年代末研究出的以煤、煤层甲烷、天然气、缔合气、重油残渣为原料的二甲醚,是一种清洁的柴油发动机燃料(无黑烟),经试验证明燃用二甲醚后可使原柴油发动功率提高10%~15%,热效率提高2%~3%,燃烧噪音降低5~10分贝,其各种污染物的排放量比一般柴油机低60%~70%,是一种极好的柴油替代液体燃料。目前二甲醚技术在我国已受到高度重视,一个投资40亿元、年产量达100万吨的世界规模的最大的二甲醚生产线正在筹划中。推广使用二甲醚技术及其他洁净煤技术对优化我国能源结构,缓解石油供应压力,改善环境起重大作用。
其次,大力开发利用水能。我国水利十分丰富,而且是可再生。我国水理论量为6.79亿千瓦。可开发水能为3.95亿千瓦。目前全国平均开发程度仅为19%,而西部开发程度更低,为8%,大大低于世界22%的水平。目前水电在能源总结构中仅为8%。所以我国决定并开始实施的“西电东送”工程。其中相当比重为水电。经过“十五”及以后的建设,可望水电在能源总结构中达10%以上。这对缓解油气的不足,优化能源结构、改善环境具有重要意义。
第三,加大勘探开发天然气和煤层气。天然气和煤层气是清洁能源。我国天然气和煤层气与石油相比相对丰富。1995年产气180亿立方米,至2002年产气313亿立方米。预计2005年和2015产量将分别达到500亿立方米和1000亿立方米,在能源结构中将上升到10%以上。目前实施的“西气东输”、俄罗斯东输管线的建设,我国东部天然气的开发,印尼液化天然气的进口等,都将是很好的石油替代品,大大缓解石油供应的压力。
第四,开发和利用生物能源也是缓解石油供应压力,保障经济可持续发展的重要方面。生物能源开发,首先要重视沼气,国外已利用沼气发电,实现废物利用;其次是发酵,如用玉米发酵制酒精,生产配合油等;三是生物柴油。由于生物能源利用的是某些含油分的植物或肥料,是一种可再生能源,又是废物的再利用,符合循环经济概念和原则,极有利于经济实现可持续发展。
第五,利用太阳能。目前,太阳能利用的主要障碍是成本偏高。日本的“阳光”指出,当太阳能电力价格降到10日元/千瓦小时的时候,就可以与火电或水争了,以目前发展速度,专家们预计到2030年太阳能发电可达世界总发电量的20%~30%。我国应加快对太阳能的开发研究,争取赶上世界先进水平,到时对缓解我国石油供应压力,优化能源结构该是何等美好的前景。
第六,大力发展利用风能(目前难度也是成本偏高)、潮汐能、地热能等。特别是应加大受控热核聚变研究,使之尽快投入商用,实现真正的“水变油”的梦想。还应发展宇宙空间技术,到其他星球上去寻找新的能源。
5.实行大集团战略,应对突发石油价格波动
我国石油剩余可储量十分有限。从全球状况看,现已探明的石油基本上被世界上少数跨国石油公司所控制,全球前20家石油公司拥有石油剩余可储量1138亿吨左右,年产量21亿吨左右,分别占全球的80%和60%。跨国公司也控制着世界1/3的石油和化工总值、2/3的石油化工贸易、70%以上的投资、80%以上的技术开发与转让。在这种格局下,中国的石油企业应该实行大集团战略,积极“走出去”,尽快将自己打造成跨国公司,使我国石油公司在国际石油市场拥有越来越多的份额和权益,对石油价格波动的承受能力越来越强,使国家石油供应安全保障力也越来越强。
6.注重接替,迅速增加产量
目前我国拥有的边际油井8000多口,难以动用的边缘储量几十亿吨。总体来说,边缘储量的石油品位低,渗透率低,丰度低。为了对其进行开发利用,一方面要依靠科技进步,降低生产成本,努力提高探明储量的收率,提高对低渗透率和低品位原油的利用水平。另一方面,建议国家能取税收优惠政策或风险基金的办法,减轻企业因开发边缘储量石油高成本的压力,调动石油企业的勘探开发积极性。据专家估计,开边缘储量,平均每年可增加300万吨的产量,相当于开发了一个中型油田。这对延长一些油田的开发寿命,增加原油产量,保障石油供应安全不失为可行之捷径。
可见,全面建设惠及十几亿人口的小康社会,必须有足够的油气保障。因此,应该加快实施石油战略储备;建立稳定的油气供应体系;“走出去”开发利用国外油气;节约使用有限能源,开发可再生替代;国家油气企业走出去,融进大的跨国油气公司;开发边缘油气,寻找接替等。只有这样才能保证国家经济安全和社会稳定,实现经济社会的可持续发展。
液态阳光经济 --甲醇燃料
废塑料的回收和再生利用
废塑料的回收:
废塑料的回收是进行再利用的基础。回收的难度在于废塑料数量大、分布广、品种多、体积大,许多废塑料与其他城市垃圾混在 一起,给回收造成很大困难。
目前,国外在废塑料回收方面已积累了不少经验,他们把废塑料的回收作为一项系统工程,、企业、居民共同参与。德国于1993年开始实施包装容器回收再利用,19年回收再 利用废塑料达到60万吨,是当年80万吨消费量的75%。 目 前,德国在全国设立300多个包装容器回收、分类网点,各网 点统一将塑料制品分为瓶、薄膜、杯、PS发泡制品及其他制 品,并有统一颜色标志。日本树脂再生利用成功的秘诀就在于 建立了回收循环体制。回收循环管理体制的核心就是尽量减少 回收环节,各厂家在建立销售网点的同时也要考虑建立回收网 点。厂家负起回收利用自家生产的产品废旧物品的责任,在回 收自家生产的废旧物品时,原标准零部件及其材料性能就容易 把握,可以充分有效地再生利用,能够确保再生产品的性能。 同时,还可以减少热回收,减少烦琐程序和环境污染。由于产 品的模块化,使再生利用部分的技术研究开发方向更加明确。
为进一步利用,回收的废塑料往往进行分离,用的主要分离 技术有密度分离、溶解分离、过滤分离、静电分离和浮游分离等, 见图2.1。日本塑料处理促进协会的水浮选分离装置一次分离率就 可达到99.9%以上,美国DOW化学公司也开发了类似的分离技 术,以液态碳氢化合物取代水分离混合废塑料,取得了更佳的效 果。美国凯洛格公司与伦塞勒综合技术学院联合开发出溶剂性分离 回收技术,不需人工分拣,即可使混杂的废旧塑料得到分离。该法 是将切碎的废旧塑料加入某种溶剂中,在不同温度下溶剂能有选择
地溶解不同的聚合物而将它们分离。应用的溶剂以二甲苯为最佳, 操作温度也不太高。 对一些新的分离技术如电磁快速加热法、反应性共混法等也有 不少报道。电磁快速加热法可回收分离金属—聚合物组件,反应性 共混法能实现对带涂料层废弃保险杠的回收分离。另外,国外已开 发出计算机自动分选系统,实现了分选过程的连续自动化。瑞士的 Bueher公司用卤素灯为强光源照射下,经过4种过滤器的识别,由计算机可分离出PE、PP、PS、PVC和PET废塑料,生产能力为It/h。
直接使用或与其他聚合物混制成聚合物合金。这些产品可用于制造 6生塑料制品、塑料填充剂、过滤材料、阻隔材料、涂料、建筑材 料和粘合剂等。这是一种简单可行的方法,实现了重复使用,可分 为熔融再生和改性再生两类。
(1)熔融再生
该法是将废塑料加热熔融后重新塑化。根据原料性质,可分为简单再生和复合再生两种。
简单再生已被广泛用,主要回收树脂生产厂和塑料制品厂生 产过程中产生的边角废料,也可以包括那些易于清洗、挑选的一次 性使用废弃品。这部分废旧料的特点是比较干净、成分比较单一,用简单的工艺和装备即可得到性质良好的再生塑料,其性能与新料相差不多。现在塑料废弃物品约有20%用这种回收利用方法, 现阶段大多数塑料回收厂是属于这一类的。
复合再生所用的废塑料是从不同渠道收集到的,杂质较多,具 有多样化、混杂性、污脏等特点。由于各种塑料的物化特性差异及 不相容性,它们的混合物不适合直接加工,在再生之前必须进行不 同种类的分离,因此回收再生工艺比较繁杂,国际上已用的先进 的分离设备可以系统地分选出不同的材料,但设备一次性投资较 高。一般来说,复合再生塑料的性质不稳定,易变脆,故常被用来 制备较低档次的产品,如建筑填料、垃圾袋、微孔凉鞋、雨衣及器 械的包装材料等。
目前,我国大连、成都、重庆、郑州、沈阳、青岛、株洲、邯 郸、保定、张家口、桂林以及北京、上海等地分别由日本、德国引 进20多套(台)熔融法再生加工利用废塑料的装置,主要用于生 产建材、再生塑料制品、土木材料、涂料、塑料填充剂等。
(2)改性再生
是指通过化学或机械方法对废塑料进行改性。改性后的再生制品力学性能得到改善,可以做档次较高的制品。
日本宝冢市工业技术研究开发试验所发明了一种方法,可将废纸和废聚乙烯加工成合成木材,这种合成木材可以和天然木材一样 加工,质地也和天然木材一样好。澳大利亚克莱顿聚合物合作研究中心研究出一种用聚乙烯薄膜边角料和废纸纤维生产建筑业用木材 替代物的生产工艺,该加工过程系在一台双螺杆挤出机内进行,工 艺温度低于200℃,能避免纤维的降解。用该方法生产的新闻纸/ 聚乙烯复合材料的外观、密度和机械性能与硬纤维板相似,可用标准工具进行切割、成型,在钉钉子时的防裂性也很好,防水性能比 硬纤维板要好。西堀贞夫的“爱因木”技术以干态研磨清洗达到塑 料废弃物再化,使用再生原料PE、PP、PVC、ABS等混合废 弃木屑,生产木屑含量超过50%以上的新型木板。爱因木技术的 问世引起了世界各国,特别是发达国家的关注并产生了强烈反响。
在化学添加剂方面,汽巴—嘉基公司生产出一种含抗氧剂、共 稳定剂和其他活性、非活性添加剂的混合助剂,可使回收材料性能 基本恢复到原有水平;荷兰也有人开发出一种新型化学增容剂,能 将包含不同聚合物的回收塑料键合在一起。美国报道用固体剪切 粉碎工艺(Solid State Shear Pulverization,S3P)进行机械加工,无需加热和熔融便可对树脂进行分子水平上的剪切,形成互容的共 混物,共混物大部分由HDPE和LLDPE组成,极限拉伸强度和挠 曲模量可与HDPE和LLDPE纯料相媲美。近两年出现的固相剪切 挤出法、反应性共混法、多层夹心注塑技术以及反应挤塑法则使一 些难以回收的废塑料的再生利用成为可能。
(3)木粉填充改性废塑料
木粉填充改性废塑料是一种全新的绿色环保塑木材料,其加工 方法也是物理改性再生方法。由于近几年来国内外对该方面的研究 较多,发展较快,并且已有商品化产品出现,塑木材料及其相关技术的发展已成为一种趋势
木粉与废旧塑料复合材料的开发与研究不但可以提供充分利用 自然的机会,而且也可以减轻由于废旧塑料而引起的环境污 染,因此,这种木塑复合材料是一种节约能源、保护环境的绿色环保材料。其应用范围很广,主要应用在建材、汽车工业、货物的包 装运输、装饰材料及日常生活用具等方面,有广阔的发展前景。从国内外专利调研中也可看出这点。木粉作为塑料的一种有机填料,具有许多其他的无机填料所无法比拟的优良性能:来源广泛、价格 低廉、密度低、绝缘性好、对加工设备磨损小。但它并没有像无机填料那样得到广泛应用,原因主要有以下两点,与基体树脂的相容性差;在熔融的热塑性塑料中分散效果差,造成流动性差和挤出成 型、加工困难。
①木粉的处理:木纤维材料优选为炊木材料,如白杨木、雪 松锯屑等,这种木纤维有规则的形状和纵横比,使用前需经处理干 净,尽量干燥,然后加工成类似锯屑规格的木粉。各专利对木粉的规格、大小都作了相应规定:长度优选为1—10mm,厚度0.3—1.5mm,纵横比2.5—6.0,吸湿率小于12%(按重量计)。
②对塑木复合物的加工要求:复合物颗粒挤出成材时,若用的是无通风设备的挤出工艺,颗粒应尽可能干燥,含水量应在 0.01%~5%(质量分数)之间,最好小于3.5%。有通风设备的,含水量小于8%是可以接受的。否则,挤出材料会产生裂纹或其他表面缺陷。
对复合物颗粒的截面形状作了研究,认为有规则几何形状的截面更有利,包括三角形、正方形、矩形、六边形、椭圆形、圆形等’,优选为有近似圆形或椭圆截面的规则圆柱体。
在挤出工艺中木纤维更宜沿挤出方向取向,这种定向能使相邻平行的木纤维与包覆在定向木纤维上的高分子相互交叠,从而能改善材料的物理性能。通常取向度为20%,优选30%。这种结构的材料有着充分增强的强度、拉伸模量,适宜于制作门窗。
研究了木粉与废塑料的混合比例,优选条件为塑料45%(质量分数,后同)、木粉55%,还发现从塑料40%、木纤维60%到 塑料60%、木纤维40%的混合比例都可生产合用的产品。混合物组分的选定视终产品的特性、塑料和木纤维的类型而定。
③相容性的改善:由于木粉中主要成分是纤维素,纤维素中含有大量的羟基,这些羟基形成分子间氢键或分子内氢键,使木粉具有吸水性,吸湿率可达8%一12%,且极性很强,而热塑性塑料多数为非极性的,具有疏水性,所以两者之间的相容性较差,界面的粘结力很小。使用适当的添加剂改性聚合物和木粉的表面,可以提高木粉与树脂之间的界面亲和能力,改性的木粉填料具有增强的性质,能够很好地传递填料与树脂之间的应力,从而达到增强复合材料强度的作用。因此,要得到性能优良、符合条件的塑木复合材 料,首先要解决的问题是相容性的问题。 ·
相容性问题主要依靠加入各种添加剂解决。
偶联剂法:偶联剂可以提高无机填料及无机纤维与基体树脂之间的相容性,同时也可改善木粉与聚合物之间的界面状况。硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂是应用最广泛的两类偶联剂,实验表明,这两种偶联剂都能改善填料与树脂的相容性。
相容剂法:加入相容剂法是最简单而且很有效的方法。据报道,合适的相容剂有马来酸酐等接枝的植物纤维或马来酸酐改性的聚烯烃树脂、丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物。这些相容剂中大部分含有羟基或酐基,能够与木粉中的羟基发生酯化反应,降低木粉的极性和吸湿性,故与树脂有很好的相容性。
④添加剂的用量对复合材料性能的影响:偶联剂的用量与填料的活化效果并非成正比关系,当添加剂含量为1%时,材料的拉伸强度和拉伸模量最好,随着添加剂用量的增加,材料的性能反而下降。因此添加剂的用量不能太多,否则,既影响性能,又造成不必要的浪费。
⑤流动性能的改善:对于挤出成型加工来说,要求所加工的物料有一定的流动性。大多数情况下填充塑料都需要经过熔融、受力、变形后,经冷却定型制成各种制品,因此木粉填料的加人对熔体流变性能的影响是必须加以研究的。其中最重要的是对熔体粘度的影响。
随着木粉含量的增加,聚合物熔体粘度升高,这与木粉在基体树脂中的分散状况有关。木粉颗粒在基体中是以某种聚集状态的形式存在,呈聚集态的木粉对填充体系流动性能的影响是不利的,可加入适量的硬脂酸来降低木粉颗粒的集聚数量,改善成团现象,使其在基体树脂中充分分散。此外,木塑复合材料在熔融状态时属于塑性流体,随着剪切速率的增加,表观粘度下降。所以为了使填充体系具有良好的加工流动性能,应当尽可能用较高的剪切应力,以降低填充体系的剪切粘度,使之适合于挤出成型加工。
⑥加工条件的改善:挤出成型、热压成型、注射成型是加工 塑木复合材料的主要成型方法。由于挤出成型加工周期短、效率 高、成型工艺简单,因此挤出成型方法是一种较佳的选择方案。
单螺杆挤出机可完成物料的塑化和输送任务。由于木粉的填充 使聚合物熔体粘度增大,增加了挤出难度,所以,用于木粉填充改 性的单螺杆挤出机必须用特殊设计的螺杆,螺杆应具有较强的混炼塑化能力。
由于木粉结构蓬松,不易对挤出机螺杆喂料,在挤出之前应对物料进行混炼制粒。由于木粉具有吸水性,制粒前应对木粉进行干燥处理,干燥温度为150℃左右,时间以3h为宜,如果干燥不充分,制品中会有气泡产生,致使材料的机械强度下降。加工温度的控制也十分重要,温度过高,木粉由于热作用会发生炭化现象,从而影响材料表观颜色。因此,在加工过程中应适当控制加工温度。
化学方法:
是指通过化学反应使废旧塑料转化成低分子化合物或低聚物。 这些技术可用于以废旧塑料为原料生产燃料油、燃气、聚合物单体 及石化、化工原料。
从技术角度来说,化学方法主要有高温裂解、催化裂解、加氢裂解、超临界流体法以及溶剂解。热裂解法生成沸点范围宽的烃类,回收利用价值低。催化裂解由于有催化剂存在,反应温度可降低几十度,产物分布相对易于控制,能得到晶位高的汽油。超临界流体法因其环保、经济、分解速度快、转化率高等特点,正成为目前的研究热点,既适用于废塑料油化,又可用于缩聚物溶剂解。溶剂解主要用于缩聚型废塑料的解聚回
收单体。
从用途来讲,化学方法因终产品的不同又可分为两种,一种是制取燃料(汽油、煤油、柴油、液化气等),另一种是制取基本化工原料、单体。
(1)制取燃料(油、气)的油化技术
国外早在20世纪70年代石袖危机时期已开始开发油化技术,
裂化,lkg废塑料产油最多可达iL。这种技术不使用搅拌装置,只适合于聚烯烃,还不能用于含卤类塑料。
APME(欧洲塑料生产者协会)认为,回收工艺要有生命力,必须能够接受组成广泛的混合塑料。目前工业界已对富含PVC (高至60%)的废塑料进行了实验室工程研究和初步的中试,但尚未对示范装置的建设提供最佳工艺条件。
日本在2000年4月对废塑料全面实施“包装容器再生法”后,为解决混杂塑料的油化问题,日本废塑料再生促进协会及废物研究 财团在的资助下,开发成功一般混合废塑料的油化技术。其工 艺过程包括前处理工序、脱氯工序、热分解。为了改善油品质量, 加入催化剂进行改质。
三菱重工、东芝、新日铁等日本公司均已先后进行了中试或工业化试验,可产出汽油、柴油、重油等油晶,技术已过关,但经济上尚未过关。为此,有关公司正通过改进工艺以大幅度降低成本,突出的为东北电力会同三菱重工利用超临界水进行废塑料油化试验的结果,反应时间由过去的2h大幅缩短至2min后,油品的回收率仍保持在80%以上的高水平,从而有利于成本的降低。考虑到油价的上涨将有利于提高经济效益,目前正在进行的0.5t/h的工业化试验,预计成功后将较快实用化。
(2)制取基本化学原料、单体回收的技术:
混合废塑料热分解制得液体碳氢化合物,超高温气化制得水煤气,都可用作化学原料。德国Hoechst公司、Rule公司、BA公司、日本关西电力、三菱重工近几年均开发了利用废塑料超高温气化制合成气,然后制甲醇等化学原料的技术,并已工业化生产。
近年来废塑料单体回收技术日益受到重视,并逐渐成为主流方向,其工业应用亦在研究中。1998年5月在德国慕尼黑举行的第14届国际分析应用裂解学术会议上,出现了有关高分子废弃物再生利用发展的新趋向。从本次会议发表的论文看,对于高分子材料的“白色污染”问题,国际上在基本解决了高分子废弃物经裂解制备燃料的研究和工业化之后,已趋向将高分 子废弃物通过有效的催化—裂解方法转化为高分子合成原料的新
阶段。目前研究水平已达到单体回收率聚烯烃为90%,聚丙烯酸酯为%,氟塑料为92%,聚苯乙烯为75%,尼龙、合成橡胶为80%等。这些结果的工业应用亦在研究中,它对环境及利用将会产生巨大效益。
美国BattelleMemorial研究所(美国专利US5136117)已成功开发出从LDPE、HDPE、PS、PVC等混合废塑料中回收乙烯单体技术,回收率58%(质量分数),成本为3.3美分/kg,目标是两年后实现工业化。日本总代理商——三菱商社已引进该技术并商业化开发,已建成流量20L/h的连续反应装置。
溶剂解(包括水解和醇解)主要用于缩聚高分子材料的解聚回收单体,适用于单一品种并经严格预处理的废塑料。目前主要用于处理聚氨酯、热塑性聚酯和聚酰胺等极性废塑料。例如利用聚氨酯泡沫塑料水解法制聚酯和二胺,聚氨酯软、硬制品醇解法制多元醇,废旧PET解聚制粗对苯二甲酸和乙二醇等。
另外,近年来超临界流体法也越来越多地应用于解聚缩聚型高分子材料,回收其单体,效果远优于通常的溶剂解。日本T.Sako等人利用超临界流体分解回收废旧聚酯(PET)、玻璃纤维增强塑料(FRP)和聚酰胺/聚乙烯复合膜。他们用超临界甲醇回收PET的优点是PET分解速度快,不需要催化剂,可以实现几乎100%的单体回收。他们还用亚临界水回收处理PA6/PE复合膜,使PA6水解成单体‘·己内酰胺,回收率大于70%一80%。
热能再生:
塑料燃烧可释放大量的热量,聚乙烯和聚苯乙烯的热值高达46000kJ/kg,超过燃料油平均44000kJ/kg的热值。燃烧试验表明,废塑料完全具备作为燃料的基本性质。它与煤粉、重油的燃烧对比试验详见表2.2。从表2.2中可看出,废塑料发热量与煤和石油相 当,且不含硫。此外由于含灰分少,燃烧速度快。
因此,国外将废塑料用于高炉喷吹代替煤、油和焦,用于水泥回转窑代替煤烧制水泥,以及制成垃圾固形燃料(RDF)用于发电,收到了很好的效果。
(1)燃料化:垃圾固形燃料RDF
日本积极推广用废塑料制垃圾固形燃料(RDF)。RDF技术原 由美国开发,日本近年来鉴于垃圾填埋场不足、焚烧炉处理含氯废 塑料时造成HCI对锅炉的腐蚀和尾气产生二D8英污染环境的问题,利用废塑料发热值高的特点混配各种可燃垃圾制成发热量20933kJ/kg和粒度均匀的RDF后,既使氯得到稀释,同时亦便于贮存、运输和供其他锅炉、工业窑炉燃用代煤。垃圾固形燃料发电最早在美国应用,并已有RDF发电站37处,占垃圾发电站的21.6%。日本结合大修将一些小垃圾焚烧站改为RDF生产站,以便于集中后进行连续高效规模发电,使垃圾发电站的蒸汽参数由<30012提高到45012左右,发电效率由原来的15%提高到20%~25%。秩父小野田水泥公司已在回转窑上试烧RDF成功,不仅代替了燃煤,而且灰分也成为水泥的有用组分,效果比用于发
电更好。目前日本各水泥厂正积极推广。
(2)高炉喷吹、水泥回转窑喷吹
高炉喷吹废塑料技术是利用废塑料的高热值,将废塑料作为原料制成适宜粒度喷人高炉,来取代焦炭或煤粉的一项处理废塑料的新方法。国外高炉喷吹废塑料应用表明,废塑料的利用率达80%. 排放量为焚烧量的0.1%~1.0%,仅产生较少的有害气体,处理费用较低。高炉喷吹废塑料技术为废塑料的综合利用和治理“白色污染”开辟了一条新途径,也为冶金企业节能增效提供了一种新手段。
德国的不莱梅钢铁公司于1995年首先在其2号高炉(容积2688m3)上喷吹废塑料,并建立了一套70kt/a的喷吹设备,随后克虏伯/赫施钢铁公司也建立了一套90kt/a的喷吹设备,德国其他的钢铁公司也准备用此项技术。日本NNK公司1996年在其京滨厂1 号高炉(容积4093m3)上喷吹废塑料,处理废塑料30kt/a,它
还打算向日本其他厂转让此项技术。日本环保界和舆论界对此寄予厚望,日钢铁联盟已将此纳入2010年节能规划,要求年喷吹100万吨以上,相当于钢铁工业能耗的2%,前途大有可为。
另外,日本水泥回转窑喷吹废塑料试验成功。德山公司水泥厂在长期燃烧废轮胎的基础上,于1996年在废塑料处理促进协会的配合下成功进行了回转窑喷吹废塑料试验。
发酵法
有资料报道,废聚乙烯可以通过氧化发酵和热解发酵两种方法转化成微生物蛋白。该法为非主流方法,目前不常用。
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甲醇这一化工产品的发展历史已经多年了。人类认识它也有几百年了。最初,甲醇主要作为煤化工产品被人们认识,但真正重视甲醇化工产品,还是在上世纪70年代第一次世界石油危机之后。
那次石油危机让人类认识到,石油不光不是取之不尽用之不竭的,而且与国际政治密切相关。有句名言?“谁控制石油,谁就控制世界经济”。那次石油危机之后,全球掀起了替代燃料发展热。后来随着国际形势缓和,石油价格回落,甲醇作为石油替代燃料的热潮也随之减退。
我国的能源结构是“缺油少气,相对富煤”,而且我国是全球最大的甲醇生产国和消费国,产能和产量占全球一半以上。中国的煤炭丰富,但有相当一部分劣质煤炭,既不能发电,也不能作为燃料直接燃烧,但却能用来生产甲醇,还可以获得硫磺、硫酸等副产品。生产甲醇过程中的高浓度二氧化碳可以收集再生甲醇,实现综合利用。
使用甲醇做燃料,一是可以大幅减少石油和天然气的对外依存度,节省大量购买石油的经费;二是实现煤炭产业综合利用,激活煤化工产业技术进步,实现煤炭产业链发展和就业;三是创建一个新兴的甲醇燃料制备、储备、输配送、应用新兴的万亿产业。
中国甲醇汽车的技术和应用,已被全球汽车和能源领域所认可,其技术和推广应用保障体系,已经走在世界前沿。
甲醇作为汽车燃料
2019年10月举行的“甲醇汽车及燃料输配送加注装备展览会”,有“甲醇部长”之称的何光远指出,中国发展甲醇汽车和甲醇燃料应用的时机已经成熟。经过近60年来的努力,我国对甲醇汽车的发展和甲醇燃料的应用,已经出台了部分相关技术标准。此外,我国在甲醇生产技术和装备以及应用技术等方面,均具有完全的核心自主知识产权。
水氢产业联盟早在2002年就开始研究甲醇制氢应用,成功攻克了移动制氢的难题,实现了制氢和发电合二为一,为氢能的广泛应用打开了大门,成为目前国内生产小型可移动水氢机的高新技术企业。
水氢机是用汽化催化重整及纯化多项技术从甲醇水中获得高纯氢,通过燃料电池系统产生电、热等多种能源的系统装置。以甲醇与水为原料进行气化催化重整提纯生成高纯度氢气,氢气再参与低温质子交换膜燃料电池反应生成电。它利用制氢上的优势与当前最高效的氢燃料电池进行高度集成,实现了氢燃料电池的最长寿命化、最高效化、最清洁化。把水氢机运用到汽车上的水氢汽车避开了传统用氢过程中的储运及加氢过程,解决了氢能应用的安全问题、成本问题及基础设施的建设问题。?
甲醇燃料与安全
甲醇在自然界天然存在,在发酵生产酒类过程中会同时生成微量甲醇,国家标准也对酒类中的甲醇含量做出限定。在毒理学数据中,甲醇与乙醇的LD50数值大小互相交叉,处于同一水平。在国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》(GBZ230-2010)中,根据分级和评价依据计算所得甲醇的毒物危害指数THI为20,而汽油的毒物危害指数为28,即:在职业性接触标准下,甲醇的毒性低于汽油。
甲醇汽车及甲醇燃料供应系统的使用运行安全方面,已具有成熟可靠的装备和工艺措施。工信部组织甲醇汽车试点工作五年以来,组织相关人员2500人次体检,检测相关加注站点、维修工厂等环境空气中甲醇含量112次,均未出现影响涉醇人员人体健康的病例,涉醇场所空气中甲醇浓度也都低于我国职业接触标准限值。
甲醇的火灾(包括爆炸)发生风险也小于汽油。在相同的情况下,汽油更容易挥发,它产生的蒸汽压是甲醇的2~3倍;汽油蒸汽比空气重2~4倍,更容易贴近地表运动接触到周边火源,而甲醇蒸汽仅比空气略重,更容易扩散、稀释到起燃浓度以下;甲醇的热值低于汽油热值的一半,甲醇闪点12℃,汽油闪点-50℃,因而甲醇更难被点燃。即使被点燃后,造成的危害也比汽油小。
安全性好,是甲醇被美国印地赛车选作为燃料的主要原因。美国在推广甲醇汽车期间,也对甲醇燃料在安全方面的优越性做了详细介绍。
甲醇燃料与环境
甲醇发动机工况在精细标定后,甲醇汽车实际尾气的常规排放中,一氧化碳、碳氢污染物大幅下降,氮氧化物也有所降低,整体排放得到有效、平衡的控制,对改善大气污染有明显的贡献。
甲醇生产过程高温高压,装置全密闭,三废排放控制达标,固体废渣用于生产建材,原料煤中的硫化物成为硫磺、硫酸等副产品,得到综合利用,是我国煤炭清洁化利用的有效途径。
此外,甲醇作为船舶燃料目前进展迅速,如若发生事故导致大量甲醇泄露到水体中,甲醇对水体动物的影响也有专门研究。以鱼类为例,甲醇的半数致死量为15400mg/L,广泛作为船舶燃料的重油、柴油分别为79mg/L和65mg/L,大概是甲醇的194倍和237倍。而汽油的半数致死量达到8.2mg/L,达到甲醇的1878倍。也就是说,甲醇对水体动物(鱼类、甲壳类、软体动物等)的毒性远远小于汽柴油等其他船舶燃料。
来源:第一电动网
作者:广东合即得
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
2015国内甲醇厂家大盘点,醇基燃料骗了多少人
单玄龙1 付永昌2 管宏图3 罗洪浩1
(1.吉林大学地球科学学院,吉林 长春 130061; 2.吉林中财石油开发有限公司,吉林 长春 130122; 3.中化地质矿山总局吉林地质勘查院,吉林 长春 130022)
摘 要:我国适合原位开的油砂油地质量为41.14×108t,可量为19.16×108t。油砂原位开 方法主要有两类:热和溶剂提取。针对我国油砂分布广、非均质性强和厚度不大、含油率中等地质 特征,将油砂勘探划分为预探、普查和详查三个不同阶段,明确了不同阶段的主要目的和工作方法手段。借 鉴加拿大油砂勘探方法,提出了一套适合我国油砂原位开方法的地质-地球化学和地球物理的综合勘探方 法,包括化探法、瞬变电磁法或油气自电法、钻探、测井、分析测试和地质综合研究等。预探阶段以物化探 为主,通过少量预探井进行异常验证,结合典型样品的分析测试数据,确定油砂矿是否具有远景。在远景区 进行普查,普查阶段以普查井岩心研究、测井解释和岩心系统分析测试数据为主,确定油砂矿有无工业规模。在有规模的油砂矿区进行详查,详查阶段以详查井岩心研究、测井解释和地质综合研究为主,确定油砂矿的 成藏条件与主控因素、计算油砂储量、评价开经济技术条件并完成开发可行性建议。最后在松辽盆地西部 油砂矿藏勘探中进行了应用,取得了良好的勘探效果。本文提出的油砂综合勘探方法旨在促进我国油砂原位 开的工业化,并对规范我国埋藏油砂勘探具有一定的指导意义。
关键词:松辽盆地;油砂;原位开;勘探方法;应用
The Comprehensive Exploration Method and Application of Oil Sands in situ
Shan Xuanlong1,Fu Yongchang2,Guan Hongtu3,Luo Honghao1
(1.The college of the earth science,Jilin university,Changchun 130061,China; 2.Zhongcai petroleum development Co.Ltd,Changchun 130122,China; 3.Jilin Geological Exploration Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Changchun 130022,China)
Abstract:Oil sands in place is about 41.41×108t for in situ,and reserves and resources are 19.16×108t in China.SD and SOIV are main development methods in situ.Exploration for oil sands is divided into three stages: preliminary,prospecting and general exploration,and objectives and methods are brought up according to geological conditions of oil sands in China.The authors bring up an geological,geochemical and geophysical comprehensive exploration method of oil sands in situ,including geochemical exploration,transient electromagnetic method or oil-gas self- potential method,drilling,logging,forecasting and analysis and geological comprehensive research.The geochemical and geophysical explorations are important on preliminary stage,and the geochemical and geophysical anomalies would be tested by some drillings,and it is estimated that the oil sands is perspective or not.Then,on the perspective area,prospecting exploration would be carried on.It is estimated that the oil sands has commercial scale or not by more drillings,logging,analytical data.If it has commercial scale,General exploration would be done.On the stage,forming conditions and main factors of oil sands,calculation of reserves,developing economic and technica 1 conditions,exploitable proposal would be made.At last the method was lied in oil sands exploration in west Songliao basin,and got good explorating result.We hope that the method can promote industrialization of oil sands development in situ and it can become the standard for oil sands exploration.
Key words:Songliao basin;oil sands;in situ;exploration method;lication
引言
我国的油砂相当丰富[1]。据全国新一轮油气评价结果,我国油砂量近60×108t,是 重要的石油天然气补充。它们在能源、化工、材料等领域显示出巨大的应用前景。这些的开发 利用将对缓解我国能源供给紧张形势,维护我国能源安全意义重大。
近年我国油砂地质与成因研究取得了重要进展。目前,我国油砂研究地质与成因研究的主要进展为 以下四个方面:油砂矿藏开展了较为系统的地质研究[2~17],基本建立了适合我国的油砂评价体系 与潜力分析[18~20],基本查清我国油砂形成的构造背景和成藏模式[21~25],探索了油砂勘探方法,包括 化探法[26]、瞬变电磁法[27]、油气自电法[28]等。
我国大部分油砂适合原位开,但缺少针对原位开油砂矿藏的勘探方法。我国适合原位开 油砂埋深深度为100~500m,预测油砂油地质量为41.14×108t,可量为19.16×108t。但如 何获得这些油砂分布的详细特征,是制约我国油砂原位开的关键因素之一。国外油砂原位开方 法主要有两类:热和溶剂提取[29,33]。本次研究针对我国油砂实际地质条件,提出了一套适合两类油 砂原位开方法的地质-地球化学和地球物理的综合勘探方法,并在松辽盆地西部镇赉油砂矿藏勘探中 进行了应用,取得了良好的效果。
1 原位开油砂矿藏的综合勘探方法
参照油气勘探规范和油砂的实际地质特征,将油砂勘探阶段划分为预探、普查和详查三个阶段,每 个阶段的勘探目地和勘探方法如表1。
表1 原位开油砂矿藏的勘探阶段与方法
预探阶段是某地区利用瞬变电磁法或油气自电法进行了油砂勘探,结合油砂化探方法,确定了本区 油砂层位置和深度。再通过预探井和测井(包括伽马测井、电阻率测井、密度测井、中子测井)进行 油砂矿层的验证,并获取油砂样品,分析油砂含油率,综合以上工作成果,分析这一地区油砂的前景。
普查阶段是在预探基础上,选择有前景的地区钻探普查井,井距1600m,并进行测井(包括伽马测 井、电阻率测井、密度测井、中子测井、油砂层温度和压力),取得5类样品(油砂样、油样、储层物 性样、油砂力学性质样、油砂分离和合成油实验样)。钻井液体通常会污染岩心。当取小直径岩心样品 时,特别要注意这点。取出的岩心切成75厘米长,两端加盖封闭,并用胶带封好,在现场冷藏。了解 油砂层的厚度、分布、品质等,初步估算油砂量,确定油砂规模。
详查阶段是针对普查认为有规模的油砂矿,制在800~400m,并进行测井(包括伽马测井、电阻率 测井、密度测井、中子测井、油砂层温度和压力),增加5类样品的数量,进行分析测试。本阶段要求 查清搞清油砂矿地质条件及控制因素、计算油砂矿储量、评价开经济技术条件、开发可行性建议。
2 原位开油砂矿藏的综合勘探方法的应用实例——松辽盆地西部× ×油 砂矿
松辽盆地西斜坡油砂主要是在0~300m以浅,其中0~100m油砂油地质量1.64×108t,100~ 300m油砂油地质量3.11×108t,为西斜坡油砂主要富集深度,适合进行原位开。
××油砂矿位于吉林省的西北部,行政区划隶属白城市。构造位置属于松辽盆地西部斜坡超覆带(图1)。油砂富集于上白垩统姚家组和嫩江组中。
图1 油砂矿构造位置图
松辽盆地位于西太平洋陆地边缘北部,其主体部分位于黑龙江板块群的中部,该板块群北部西伯利 亚板块,南部中朝板块。松辽盆地的地理位置西邻大兴安岭,东邻张广才岭,向北经孙吴-逊克盆地穿 过小兴安岭是俄罗斯的捷雅盆地,南部是渤海盆地的下辽河断陷;在东西方向上构成两峡一盆的盆山体 系。黑龙江板块群在二叠纪末期已固结为统一的 块体,三叠纪后中国东部地应力场由近东西向的 主导方向转变为北北东方向,并使中国东部陆内 处于一个以伸展作用为主的张性环境,在此基础 上中生代盆地群开始发育。松辽盆地主要由基底 和盖层两部分组成,前中生代地层为盆地的基底,经过多期碰撞拼贴形成,由前古生代、早古生代 与晚古生代地层组成。盆地的盖层为中新生代地 层,包括侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第 四系,其中白垩系最为发育。
2.1 油砂化探
由于油砂性质与原油中的重油相近上,选择 烃类(甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、乙 烯、丙烯)作为寻找油砂的直接指标。研究区油 气化探测量统计结果表明,在台地丘陵景观区内,烃类异常中乙烷/乙烯比值在12~58之间,在草原 景观区内,乙烷/乙烯比值在33~82之间,表明烃 类异常是由地下深处的油气藏(油砂)引起[26]。
研究区内共圈出3处以烃类为主的油砂土壤 化探异常,Ht1异常呈块状,Ht2异常呈条带状,Ht3异常呈串珠状(图2)。
图2 台地丘陵区(左)和草原区(右)化探异常特征[26]
2.2 瞬变电磁法
在油砂化探异常区域,进行瞬变电磁测量,在剖面2D反演视电阻率等值线图(图3)上,在整个 区域普遍存在浅部泥岩层,引起低阻正常场,视电阻率为5~15Ω·m,计算深度为-30~100m,推断 泥岩为油砂矿体上覆标志层。其下为过渡层,视电阻率为15~25Ω·m,计算深度为-100~-150m,推断为砂岩层。再下为异常所在层,视电阻率为25~100Ω·m,计算深度为-150~-200m,推断为含 油砂岩层[27]。
图3 矿区地面瞬变电磁0000线2D反演视电阻率断面图[27]
2.3 钻探与测井
先针对化探和瞬变电磁方法确定的油砂可能的位置和深度,布置预探井。在化探异常地区先后布置 了13个钻孔进行验证。结果有11个孔见到了油砂,取得了良好的地质效果。与预测结果不一致的仅有 两个钻孔,预测准确率近84.6%。其中施工在瞬变电磁异常和化探异常区上的6个钻孔全部见矿,见 矿率100%。ZK006见矿深度为141.53m,ZK002见矿深度为174.8m,与瞬变电磁计算深度一致。分析 测试数据表明油砂含油率平均大于7%。综上分析镇赉油砂矿具有较好前景。
在圈定的具有远景的区域内进行普查工作,按1600m的井距布置普查井63口,并进行测井(包括 伽马测井、电阻率测井、密度测井、中子测井、油砂层温度和压力),图4为Zk1609的综合柱状图。系 统测试5类样品57件。初步了解了本区油砂形成的地质过程和量。
2.4 油砂矿藏地质
临近的齐家-古龙凹陷青山口组和嫩江组烃源岩在燕山晚期进入生油门限.原油生成之后,进入 “储层”,此时正逢晚中生代的重要构造运动——燕山运动晚期,它使松辽盆地西部边缘地带强烈抬升,储层中的原油在构造运动的动力支持下开始向抬升方向由地层深处向浅处运移,运移过程中,在 “与 地表水不连通的” 系统内原油被“稠化”,变稠了的原油被地层带到地表,当地层遭强烈剥蚀,变稠变 重的原油开始向地表泄漏,发生了根本性的转变,由 “与地表水不连通的系统(封闭系统)” 向 “与地 表水连通系统”(开放系统)转变,稠化了的原油与地表水接触,被水洗、氧化、生物降解,使稠变了 的原油进一步变稠变重,流动性大减,一部分便与剥蚀层的岩石碎屑-细砂、粉砂发生了物理方式相互结合,形成油砂。
图4 ZK1609的综合柱状图
2.5 油砂储量和开经济技术条件
矿区内地质储量5734.×104t,根据加拿大现有开技术的经验以及矿区的实际情况初步预定油 砂矿的开系数为65%,据此计算油砂矿的可储量为:5734.×65%=3727.73×104t。
本区油砂矿藏埋深150~200m,厚度变化较大,从0.5m到26m左右,多数油砂层厚3~5m,含油 率均值大于7%,综合上述特征,适合用原位有机溶剂提取法进行开。从当今世界石油价格来看,每桶(国际标准)油的价格为104美元/桶(时价),普查区油储量约为3.6亿桶,可油储量约为 2.34亿桶,价值约为2.34亿×104美元/桶=243.36亿美元,约合人民币1594亿元。
3 结论
针对我国油砂实际地质条件和国内外油砂原位开技术特点,提出了一套适合油砂原位开方法的 地质-地球化学和地球物理的综合勘探方法。将油砂勘探划分为预探、普查和详查三个不同阶段,明确 了不同阶段的主要目的和工作方法手段。最后在松辽盆地西部油砂矿藏勘探中进行了应用,取得了良好 的效果。为我国油砂原位开的工业化奠定了地质勘探基础,并对规范我国埋藏油砂勘探具有一定的指 导意义。
由于本方法只在一个油砂矿的勘探中进行了应用,而且还只是进行到普查阶段,因此随着勘探的不 断深入,本方法还有待进一步完善。
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