油页岩综合开发利用项目油页岩蜡

油页岩综合开发利用项目

（油页岩蜡部分建议书）

二OO九年七月

目录

一、油页岩蜡简介…………………………………… 3页

二、项目提出背景和依据及意义…………………… 4页

三、产品市场初步预测……………………………… 7页

四、生产工艺选择，生产规模及产品方案………… 8页

五、物料平衡………………………………………… 10页

六、生产工艺技术及产品质量……………………… 11页

七、产品发展方向及其经济技术性………………… 13页

八、公用工程和辅助设计方案……………………… 15页

九、安全环保论述…………………………………… 16页

十、经济效益和社会效益的初步评价……………… 19页

十一、结论和建议…………………………………… 21页

一、油页岩蜡简介

油页岩蜡是用有机溶剂浸取油页岩而得到的物质。在煤化学术语中称之为沥青A，在国内可统称为煤蜡，因油页岩为腐泥煤。从褐

煤提取称为褐煤蜡，从泥炭提取称为泥炭蜡，从油页岩提取就称为油页岩蜡。在国际上统称为蒙旦蜡。煤的形成是动植物的死亡及堆积，经过漫长时间煤化成岩作用而致。动植物本身当中的蜡质物质在形煤过程中没有发生多大变化，所以煤蜡严格来讲是一种化石化动植物蜡。因它是从有机矿物质——煤中经有机溶剂浸取得到，所以人们有时称之为矿物蜡。

煤蜡用有机溶剂可以把它分成三部分：纯蜡（树蜡）、树脂（丙酮可溶物）、地沥青（异丙醇不溶物）。及天然动植蜡，如蜂蜡、虫白蜡、棕榈蜡、小烛树蜡等化学组成相似。主要由高级脂肪酸和高级脂肪醇所构成的高级脂肪酯组成，并含有部分游离脂肪酸和少量游离脂肪醇、酮及烷烃类物质组成。及矿物蜡，如石蜡、微晶蜡、地矿蜡等化学组成截然不同，煤蜡主要由C、H、O三种元素组成，并含有较多极性基团。而石蜡等物质则是有由C、H二种元素组成的烷烃类物质。

煤蜡有着优良的理化性能，熔点高；硬度大；板结倾向小；机械强度高；揩擦光亮度好；导电率低具有良好的电绝缘性；成膜性能好；能溶于多种有机溶剂和油脂，对酸和其他活性溶剂的化学稳定性能好；碳链饱和程度高，不象一般油脂那样易产生酸败现象，对光、氧的稳定性好；高碳游离蜡酸含量较多，溶色性能好，有良好的乳化性能；蜡中含有多种极性基团，及基础物粘结牢固，并且具有粘结促进作用；蜡分子中含有憎水性烃基，从而能增加表面膜防水性能；能及天然动植物蜡、矿物蜡、合成蜡、树脂、硬脂酸等物质相混熔，组成均一体的混合蜡或硬性油料。此外，它生物降解能力好，对环境无污染，无致癌物质，在使用上无需任何考虑。

它的化学组成和性能及天然动植物蜡相似，所以它广泛用作资源稀少、价格昂贵的天然动植物蜡代用品和补充品。现在它除了用于一些传统产品，如皮鞋油、地板蜡、家具蜡、汽车蜡、金属擦亮剂、皮革清洁光亮剂、复写纸、铜板纸、信息记录纸、电线电缆、补偿导线、电气绝缘浇注等外，还不断开拓一些新的应用领域。如皮革的加脂和涂饰剂、精密铸造蜡模、优质铺路材料沥青添加剂、橡胶多功能掺和剂等。浅色精制蜡，由于颜色浅，除上述应用外，另一个重要应用作为塑料行业的助剂，既在热塑材料和塑料成型过程中作为润滑剂和脱模剂，尤其是聚氯乙烯（PVC）塑料当中。浅色精制蜡中的s蜡（高碳脂肪酸），除用于合成蜡外，由于其碳链较长，饱和度高，可作为重要化工基础原料。如用以合成表面活性剂，皮革加脂剂等。

总之，煤蜡及其深加工制品，已广泛应用到所有用蜡部门，尤其是他乳化液作为现代化加工技术的助剂得到越来越多广泛的应用。它是当今社会经济发展和国计民生中一种不可缺少的重要化工产品。

二、项目提出背景和依据及意义

油页岩（腐泥煤）为非常规油气资源，其开发主要是通过低温干馏(热解)获取石油代替品——页岩油，或者直接燃烧用以产汽发电，余下的油页岩灰为建材原料。本项目提出是在油页岩干馏或燃烧之前用有机溶剂首先浸取油页岩，从中获取经济价值较高的油页岩蜡，提完蜡的油页岩在用以干馏（炼油）或燃烧（发电）。

1、提完蜡后的油页岩对干馏或燃烧无任何负面影响，反而能起到积极作用.

1.1对干馏产油率无影响。因提完蜡后的油页岩当中吸附一定量的有机溶剂，在低温干馏过程当中解吸出来成为页岩油组分，理论计算产量应略有增加，因吸附有机溶剂量大于浸取出来的蜡量。此外，由于油页岩蜡提出，增加了油页岩内部孔道（内表面积增大），在热解过程当中有利于页岩油导出和扩散，减少了聚合反应（形成半焦）和页岩油二次热解几率。

1.2有利于页岩油油品质量提高。

a)吸附在油页岩当中的有机溶剂成为页岩油组分，因有机溶剂为石油炼制当中优质的汽油馏分。

b)油页岩蜡在低温热解过程当中，进行脱羧、脱羰、脱羟基反应，形成烷烃基页岩油，其分子相对较大。若干馏前将页岩蜡提出，则页岩油组分当中轻组分相对增加。

c)由于油页岩内表面积增加，减轻页岩油聚合和热解反应，页岩油当中重组分相对减少。页岩油理化性质总体表现为密度、粘度、凝固点明显降低。

1.3有利于油页岩燃烧。

a)内表面积增加，有利于氧扩散传质过程。

b)吸附的有机溶剂热值大于提取出来的油页岩蜡。

c)油页岩挥发份增加，即燃烧比增加，有利于燃烧。

2、油页岩干馏或燃烧前提取油页岩蜡有很好的经济价值

油页岩蜡在油页岩当中虽然含量不高（含量高低主要取决于油页岩形成的原始物质），通常干基含量在1%左右。若干基含量

1.3%，蜡收率按80%计，每100t油页岩可提1t油页岩蜡。油页

岩在蜡成本当中可视为零，生产所需的水、电、汽由干馏炼油厂或燃烧发电厂提供，管理依靠项目依托企业，油页岩蜡综合成本8000-10000元/t，然而褐煤蜡2009年国内市场售价为30000元/t左右，其利润空间大。

3、填补国内、外油页岩开发项目当中一项空白

纵观国内、外油页岩开发过程当中，无一家工业化生产企业和科学院所对此研究，此环节往往被人忽视。一来人们认为其含量在油页岩当中较低，不值得研究和提取，二来人们对油页岩蜡

研究认识不深，从事其开发利用人就更少。本项目提出在油页岩干馏炼油或燃烧发电之前，为生产过程当中增加的一个环节，公用工程、辅助工程、管理等设施完全依托油页岩开发主业，不但有很好的技术经济价值，而且为油页岩综合开发开辟了一条新的途径，并填补了国内、外油页岩开发的一项空白。

4、油页岩蜡深加工，不但可延长产业链，而且经济附加值高

油页岩蜡颜色较深，在使用上受到一定限制。浅色精制蜡生产，就是通过强氧化剂进行氧化脱色，使之变成高碳脂肪酸，然后再以其为基础进行合成各种牌号浅色蜡。该生产工艺采用以油页岩蜡代替专业铬鞣剂厂生产所用的还原剂——葡萄糖，在得到浅色精制蜡的同时又得到皮革行业鞣制过程中用量最大、性能最好的硫酸铬鞣粉剂，一举两得，资源利用和工艺技术非常合理。其铬鞣剂及专业铬鞣剂厂相比，可节省大量葡萄糖和硫酸，并且铬鞣剂质量性能优异，能赋予皮革特殊功效（自然光亮、蜡感）。该项技术为国内独家技术，其产品在国内具有垄断性。浅色精制蜡和硫酸铬鞣剂粉均能形成系列产品，并且有很高的经济附加值。

5、油页岩蜡有较好的市场前景和较强的市场竞争力

目前国内、外无一家油页岩蜡企业。类似的褐煤蜡企业，国际上只有一个褐煤蜡超级大国——德国，垄断着国际市场。国内原有几家褐煤蜡厂相继破产或停产，主要原因资源枯竭和经营机制所致。油页岩蜡及其深加工制品，工艺技术成熟，资源利用合理，为油页岩开发过程中的一个环节，成本低。而国内、外褐煤蜡企业则不然，均以褐煤蜡为主产品，成本相对较高。所以油页岩蜡有很强的市场竞争力。

6、资源有保证，生产工艺技术成熟

我国油页岩资源储量之大，仅次于煤炭，位居世界第四位。用以干馏炼油或燃烧发电开发企业国内已为数不少，并且大有逐年增加趋势。所以用于生产油页岩蜡的资源有保证，无需任何顾虑。关键取决于其品位和干馏炼油及燃烧工艺。因油页岩蜡生产所需的油页岩粒度为1-10mm，若采用块状干馏工艺，如中国抚顺式干馏炉、巴西佩洛特瑟克斯、爱沙尼亚基维特、美国页岩泵等，则只能从干馏无法利用的小颗粒页岩中提取油页岩蜡，资源没有得到充分的利用。若采用中国大连理工新法干馏、爱沙尼亚葛洛特、澳大利亚塔瑟克、德国鲁奇——鲁尔盖斯等干馏工艺，或者采用流化床、循环流化床燃烧发电的油页岩，完全可以先提蜡，后炼油或发电，资源利用比较合理。

油页岩蜡及褐煤蜡生产工艺技术相同，在国内有相当丰富的生产经验。浅色精制生产技术科技含量高，保密性好，为国内独家技术，同样有多年生产实践。所以，从事油页岩蜡及其深加工生产，无任何技术风险。

三、产品市场初步预测

1、产品国内、外市场供需情况的现状和近期、远期需要量

目前国内年需要煤蜡2000吨左右，浅色精制蜡600吨，若包括动植物蜡在内年需要量＞1000吨，硫酸铬鞣粉剂8万吨。煤蜡原来大部分由国内几家蜡厂提供（吉林舒兰、云南寻甸、内蒙赤峰），只有极少部分进口德国蒙旦蜡，或者由价格昂贵动植蜡替代。浅色精制蜡全部依赖进口德国浅色蒙旦蜡。硫酸铬鞣粉剂80%由国内铬鞣剂专业厂或皮革厂自制提供，优质和高性能铬鞣粉剂全部依赖进口。

国际上年需要煤蜡1.5万吨，浅色精制蜡2万吨（包括动植蜡用量）。除极少数国家生产自给自足外，其余全部依赖进口德国蜡，或以动植蜡代替。德国煤蜡占国际市场85%，浅色精制蜡95%，垄断着国际市场。

2004年吉林舒兰由于含蜡褐煤枯竭破产。2004年云南寻甸转制停产，至今没有生产，因资产重组后，利用该煤发电，供黄磷生产。2008年内蒙赤峰因煤炭资源开采规模小，不符合国家相关政策被关闭，相应煤蜡厂无原料而停产。德国考虑国家自身能源安全，从2007年开始限制国内煤碳开采，蒙旦蜡企业也受到了很大程度影响。致使目前国内、外蒙旦蜡市场极度紧张，蜡的售价翻了一番。

煤蜡生产受资源限制，国际上煤蜡最大生产国——德国，又受到国内能源结构调整制约，并随着人民生活水平的提高和现代化科学技术的发展，煤蜡的乳化液，及作为现代化加工技术的助剂和添加剂将会得到越来越广泛的应用。煤蜡近期、远期需要量将会有很大缺口。油页岩蜡作为煤蜡行业新产品和补充产品，其发展前景十分广阔。

2、煤蜡及其深加工制品潜在市场预测

煤蜡作为优质铺路沥青的添加剂或助剂，它能提高及石料的粘结性和耐高、低温性能，并且使路面具有良好的防水性，自然光亮美观。在西方发达国家该技术早已应用到高级路面上。

浅色精制蜡中S蜡。它是高碳脂肪酸，其碳链长度远大于一般油脂水解和石蜡氧化所得的脂肪酸，并且碳链饱和程度高，不易产生酸败现象，耐光、耐候性强。它不但是其他浅色蜡合成的基础原料，而且也是重要化工基础原料；浅色精制蜡作为塑料行业，尤其是发展迅速聚氯乙烯（PVC）各种型材的内、外润滑剂，脱模剂，有着极大的潜在市场；浅色精制蜡作为皮革行业的合成加脂剂也有着广阔的前景，因为合成的加脂剂不但性能优异，而且能赋予皮革自然光泽和蜡感，并且还具有一定的鞣性。

铬鞣粉剂。皮革工业是我国轻工行业中的一项传统的历史悠久的产业，改革开放30年来，得到了迅猛的发展，成为我国轻工行业的支柱和出口创汇产业。铬鞣剂是目前所有鞣剂当中应用最广泛、量最

大的鞣剂，占所有鞣剂的80%左右，而且是鞣革效果最优良的鞣剂，号称“第一鞣剂”。到目前为止，还未有发现任何一种鞣剂能够完全体取代它。我国在二十世纪九十年代以前，铬鞣剂均有皮革厂自行配制，自配制的铬鞣剂不但质量和性能不稳定，而且也严重污染环境。目前国内、外皮革厂均采用有专业厂生产的铬鞣粉剂，及本工艺技术生产的铬鞣粉剂相比成本较高。因本工艺采用油页岩蜡代替常规铬鞣剂生产的还原剂——葡萄糖，并且可节省大量硫酸。产品性能上也好于常规生产的铬鞣剂，因部分蜡成分构成了铬鞣剂配位体，能赋予皮革蜡感和自然光亮的特殊功效。及同类产品相比，无论生产成本，还是产品性能，都有很强的市场竞争力和市场潜力。

3、产品市场竞争能力和进入国际市场的前景初步预测

油页岩蜡及其深加工制品只是《油页岩干馏炼油或燃烧发电综合开发利用》项目的一个环节，资源无浪费，工艺技术合理和成熟，产业链非常合理，低耗节能，所以生产成本要低于国内同行。产品质量和性能上也好及同行：油页岩蜡浸取有机溶剂毒性小，产出的产品自然相对绿色环保；铬鞣粉剂生产，油页岩蜡代替常规葡萄糖还原剂，能赋予皮革特殊功效——蜡感和自然光亮。所以产品在国内市场具有很强的市场竞争力，若运筹得当，产品完全可以做到国内市场独占鳌头，甚至垄断。

目前国际上只有一个煤蜡超级大国——德国，垄断着国际市场，其他国家虽然也生产，只能满足国内自己需要，在整个亚洲只有中国有煤蜡，但目前全部处于停产或破产状态。油页岩蜡为煤蜡的一种，目前国际上无一家企业生产，属于独家技术。若从事生产，油页岩蜡及其深加工制品进入国际市场前景十分开阔，尤其是亚洲市场。

四、生产工艺选择，生产规模及产品方案

1、生产工艺选择

目前国内、外煤蜡生产工艺技术有两种，一种德国槽带筛式连续萃取；另一种为罐组式间歇萃取。本项目采用罐组式间歇萃取，其理由如下：

1.1结合油页岩开发主业（干馏炼油和燃烧发电）油页岩粒度情况确定该工艺。罐组式要求粒度1-10mm，连续萃取要<2mm。

1.2油页岩含蜡量较低，罐组式生产温度、压力相对较高，有利于产蜡率提高。而连续萃取适合于高品位的煤蜡生产。

1.3罐组式生产国内已有30多年历史，有着相当丰富的生产实践经验和相关人力资源。而连续萃取生产工艺，目前世界上只有德国拥有，国内吉林舒兰曾经在上世纪80年代从德国引进该项技术，虽然建设安装竣工，但一直没有投入生产。采用该技术，虽然先进，但存在一定风险。

1.4罐组式提完蜡的页岩粒度有利于下一步开发利用。干馏炼油可采用颗粒干馏工艺，如大连理工新法干馏、爱沙尼亚葛洛特、澳大利亚塔瑟克、德国鲁奇——盖尔盖斯等。若燃烧发电，该粒度非常适合流化床、循环流化床锅炉，对电厂而言可省去破碎工序。

2、生产规模

生产规模的确定，应以油页岩开发主业为基础，。炼油厂若采用块状干馏工艺，则油页岩蜡生产规模，以干馏无法利用的小颗粒，扣除油页岩蜡浸取无法利用（<1mm）的油页岩为标准；炼油厂若采用小颗粒干馏工艺或电厂采用循环流化床燃烧，则生产规模，以扣除油页岩蜡浸取无法利用（<1mm）的油页岩为基准。由于油页岩量较大，生产规模确定时要考虑蜡市场因素（建议以卖方市场为导向）。

3、产品方案

为了减少一次性投资，便于集中人力、物力、财力，工程可分两期。一期以油页岩蜡为主，生产步入正常后，再集中精力搞二期工程。二期工程为油页岩蜡深加工系统，主要包括s蜡（高碳脂肪酸）、合成蜡（E、O、OP、OM蜡等）、硫酸铬鞣粉剂及其系列产品生产线。从化学工程来讲，分两期工程建设也是比较合理的，因一期工程为物理化学过程，而二期工程是一个化学反应过程。延长产业链，提高企业附加值，便于企业今后发展。80%的油页岩蜡转变成浅色精制蜡。因在得到浅色精制蜡的同时，可得到另一种重要化工产品—硫酸铬鞣粉剂。该产品无论从生产成本，还是产品性能均远好于同类产品，有很强的市场竞争力。每吨浅色精制蜡可得到四吨硫酸铬鞣粉剂。

五、物料平衡

1、油页岩

每生产1吨蜡，工业循环水消耗100吨，其中补新水80吨

六、生产工艺技术及产品质量

1、生产工艺技术

本项目为炼油厂或发电厂生产过程中的一个环节，干馏、发电之前，或者块状干馏无法利用小颗粒油页岩。经破碎、筛分后，1—10mm 作为油页岩蜡生产原料，<1mm作为干馏原料或者电厂燃料，若油页岩腐植酸含量高，也可作为腐植酸制品原料（可节省破碎费用）。粒度合格油页岩装入萃取罐中，其油页岩为载体，油页岩中蜡质为溶质，有机溶剂为萃取溶剂，加热条件下在萃取罐中进行质交换，既油页岩中的蜡质向溶剂当中扩散，形成含蜡溶液。该蜡溶液进入蒸发系统，使蜡液及溶剂分开。溶剂气体经冷凝成液体，往复使用。蜡液经冷却、成型、包装成为商品油页岩蜡。

萃取过后的油页岩，用过热蒸汽进行汽提，脱出油页岩中残留的溶剂。经冷凝、油水分离后，溶剂往复使用，水经处理后排放。提完蜡的油页岩从萃取罐中排出，作为下一道工序原料（炼油或燃烧）。

2、产品质量

油页岩蜡化学组成和产品理化性能，主要取决于油页岩成岩原始物质，其次取决于浸取有机溶剂性质，再次取决于生产过程控制。

油页岩蜡为国内、外空白产品，自然没有标准可言，由于其组成及褐煤蜡相似，产品理化指标完全可以用来借鉴，其检测方法采用对应的国家标准。

随着油页岩蜡行业发展，结合企业自身实际情况，再根据用户对蜡使用和要求情况，开始时制定出企业标准，然后上升到行业标准或国家标准。褐煤蜡质量标准和检测方法见下表：

七、产品发展方向及其经济技术性

油页岩蜡颜色较深，并含有一定的杂质，在工业应用上受到了一定限制。浅色精制蜡不但可以解决上述问题，而且经济附加值较高，同时也延深了产业链，有利于企业今后发展和做大做强。

1、浅色精制蜡生产是一个很好的工业项目

本生产工艺技术，采用以油页岩蜡代替常规铬鞣剂专业厂生产的还原剂—葡萄糖，在得到浅色S蜡（高碳脂肪酸）同时，又得到了皮革行业用量最大，性能最好的硫酸铬鞣粉剂。资源利用和工艺技术非常合理，一举两得。铬鞣剂及专业厂相比：可节省大量硫酸和葡萄

糖，产品性能优良，能赋予于皮革特殊功率。S蜡及不同醇、碱反应，可得性能各异的浅色合成蜡。同样铬鞣剂也能形成系列产品。此外，S蜡也是一种饱和程度高、碳键较长的重要化工基础原料。如用以生产表面活性剂、皮革加脂剂等。

该项目技术，保密性好，科技含量高，资源利用合理，产品一举两得。在国际上只有德国拥有，但只销售产品，不转让技术。在国内为吉林舒兰蜡厂独家技术，其产品具有一定的垄断性。本项目也可以铬鞣剂为主产品来做，但需解决油页岩蜡等煤蜡原料问题。

2、硫酸铬鞣粉剂简介

硫酸铬鞣粉剂，现称纯铬粉，又称标准铬粉，简称铬粉，旧称铬盐精。化学名称为碱式硫酸铬或盐基式硫酸铬，其化学通式为Cr(OH)m(SO4)n.XH2O,它是一种络合物，中心离子为Gr3+离子，及其配位的内界有H2O、OH-、SO42-、小分子一元和二元有机酸等。为无定形墨绿色粉末，颗粒在显微镜下具有玻璃态，易溶于水，吸湿性强，主要用于鞣制皮革。

在皮革工业，生皮准备是基础，鞣制是关键，使生皮变成皮革的质变过程称为鞣制。鞣制是鞣剂分子向皮内渗透并及生皮胶原分子活性基结合而发生性质改变的过程。目前制革鞣制基本都是采用铬鞣剂，铬鞣剂是目前应用最广泛而且鞣革效果最优良的鞣剂。到目前为止，还未发现任何一种鞣剂能够完全替代铬鞣剂。在铬鞣剂当中，又以硫酸铬鞣剂为最好，它在所有鞣剂当中号称“第一鞣剂”。

该工艺制得的硫酸铬鞣剂鞣制成的皮革有如下优点：

2.1革色浅淡，外观美丽，具有良好的染色和涂饰性能；

2.2物理性能良好，特别是具有高度的延伸性，柔软、丰满的手感和蜡感，优异的耐热湿稳定性，同时透水、透水汽性好；

2.3化学稳定性好，不易脱鞣、耐储存，对碱性稳定性较好，对微生物和酸的抵抗力也较高；

2.4起绒性好，耐水洗性良好；

2.5制鞋时定型好，并且有鞋靴所需要的其他性能。

3、该项目有很好的经济性

浅色精制蜡目前国内、外市场价格为普通煤蜡的3-5倍，价格6-10万元/吨。硫酸铬鞣粉剂生产成本远远低于同类产品，并且产品性能优良。所以项目产品经济价值不但很好，而且有很强的市场竞争力，在立足国内市场前提下，完全可以打入国际市场。

4、浅色精制蜡生产工艺

生产原理：油页岩蜡作为还原剂，红矾、硫酸为氧化剂，在加热反应釜当中进行氧化还原反应。氧化产物为高碳脂肪酸（S蜡），经酸洗、水洗、冷却成型，既为成品S蜡。然后再以S蜡为基础，进