셰일 오일

Shale oil
이 기사는 오일 셰일에서 생산되는 합성 석유에 관한 것이다.셰일 저장소에서 발생하는 원유의 경우 타이트 오일을 참조하십시오.

셰일 오일은 열분해, 수소화 또는 열분해로 인해 오일 셰일 암석 조각에서 생성되는 특이한 오일입니다.이러한 과정은 암석(케로겐) 내의 유기물을 합성 석유와 가스로 변환시킨다.생성된 오일은 즉시 연료로 사용하거나 수소를 첨가하고 황, 질소 등의 불순물을 제거하여 정유사 공급 원료 사양에 맞게 업그레이드할 수 있습니다.정제된 제품은 원유에서 추출된 것과 동일한 용도로 사용될 수 있습니다.

"쉐일 오일"이라는 용어는 다른 매우 낮은 투과성 포메이션의 셰일로부터 생산되는 원유에도 사용된다.그러나 오일 셰일에서 생성된 셰일 오일이 오일 함유 셰일 원유와 혼동될 위험을 줄이기 위해 "밀착 오일"이라는 용어가 [1]후자에 선호된다.국제에너지기구(IEA)는 경질유(light tight oil)를, 세계에너지평의회의 2013년 보고서는 석유가 함유된 셰일([2][3]shale)의 원유에 대해 경질유(tight oil)라는 용어를 사용할 것을 권고하고 있다.

역사

주요 기사:오일 셰일 산업의 역사
19세기 스코틀랜드 초기 파라핀 석유 산업의 증거인 웨스트 로디언 셰일 마운드 3개

오일 셰일은 [4]인간이 사용한 최초의 광물 오일 공급원 중 하나였다.10세기에 아랍의 의사 마사와이 알 마르디니는 역청 [5]셰일로부터 기름을 추출하는 방법을 처음으로 설명했다.그것은 또한 14세기 [6]초에 스위스와 오스트리아에서 사용되었다고 보고되었다.1596년 뷔르템베르크 공작 프레데릭 1세의 주치의는 그 치료 [7]특성에 대해 썼다.셰일 오일은 18세기 [7]초에 이탈리아 모데나의 거리를 밝히는 데 사용되었다.영국 왕실은 "일종의 [7][8][9]돌에서 많은 양의 피치, 타르, 오일을 추출하고 만드는 방법을 발견한" 세 사람에게 1694년에 특허를 주었다.나중에 베튼의 브리티시 오일로 판매된 이 증류제품은 "아키스와 고통"의 다양한 사람들에 의해 많은 [10]혜택을 받아 시험되었다고 한다.현대의 셰일 오일 추출 산업은 1830년대에 프랑스에서, 1840년대에 [11]스코틀랜드에서 설립되었습니다.석유는 연료로, 윤활유와 램프오일로 사용되었습니다. 산업혁명은 조명 수요를 증가시켰습니다.그것은 점점 더 희귀해지고 비싼 고래 [7][12][13]기름을 대신하는 역할을 했다.

19세기 후반 동안, 셰일-오일 추출 식물들 호주, 브라질과 미국에서 지어졌다.중국, 에스토니아, 뉴질랜드, 남 아프리카 공화국, 스페인, 스웨덴과 스위스가 20세기 초에 셰일 오일을 배출했다.비록 에스토니아와 동북 중국은 21세기 초에 그들의 채굴 산업을 유지했다 원유의 중동에 대한 발견 mid-century 동안 중단되었다, 이들 업종의 대부분을 가져왔다.[11][14][15]21세기의 변화에 따라 석유 가격이 치솟는 것에 응하여, 추출 작업, 탐사되거나, 미국, 중국, 호주 그리고 요르단에 있어 시작했습니다.[15]

추출 과정

주요 기사:Shale 기름 추출 법

Shale 기름 열 분해, 수소 첨가, 또는 오일 셰일의 열적 해산에 의한 자백은 있다.[16][17]돌의 열 분해 증류기에, 땅은 바위 자체 내에서 위에 위치한 수행된다.후에 바위, 으깬, retorting 시설로 운반되는 지뢰가 있지만 여러 실험 기술 장소(현장)의 과정을 수행하는 2008년, 대부분의 유혈암 산업들이 셰일 오일을 추출 과정을 수행한다.는 kerogen 사용 가능한 탄화 수소로 분해 온도는 과정의 하지만 강하게 지상에서의 retorting 과정 부패 과정의 300°C(570화씨 온도)에서,지만은 더 급격하게 그리고 완전히 높은 온도에서 진행을 시작한다 다양하다.분해를 가장 빠르게 온도에 480과 520°C(900과 970명 °F)사이에서 일어난다.[16]

Hydrogenation 및 열 분해(유체 프로세스 반응)기름을 수소 기증자들 용제, 또는 이러한 조합을 사용하여를 추출한다.열적 해산, 융해된 유기물 분해 석유 생산량 증가하고 용제의 높아진 온도와 압력에서 애플리케이션을 포함한다.다른 방법 같은 특성을 이용 셰일 오일을 생산하고 있다.[17][18][19][20]

셰일 오일의 추출이 실행 가능성에 대한 비판적인 조치는 에너지는 유혈암로부터 생산되는 에너지는 광산업과 처리에 사용되는 비율"에너지 반환되는 에너지 공기업에"(EROEI)로 알려진 비율에 있다.한 EROEI 2(또는 2:1비율)그 석유의 1배럴 burnt/consumed 에너지에서 실제적인 기름 2배럴에 상응하는 것을 생산하는 것을 의미한다.84년 연구는 EROEI 다양한 알려진 oil-shale 예금의 0.7–13.3.[21] 보다 최근의 연구 사이에서 변화하는 오일을 폭로하려면 해 1–2:1또는 2–16:1– 여부 self-energy 비용이나 내부 에너지와만 구입한 에너지 입력으로 간주된다 제외된다로 계산된 수치에 따라 EROEI 것으로 추산하고 있다고 추정했다.[22]Royal Dutch Shell은 2006년 "Mahogany Research Project"[23][24]에서의 현장 개발에 대해 3~4의 EROEI를 보고했다.

리터팅 중에 회수할 수 있는 기름의 양은 오일 셰일과 사용되는 [15]기술에 따라 달라집니다.그린리버 층의 오일 셰일 중 약 6분의 1은 오일 셰일 톤당 25~100 US 갤런(95~379 l, 21~83 imp gal), 약 3분의 1 US 갤런(38~95 l, 8.3~20.8 imp gal)의 비교적 높은 산출량을 가지고 있다(미국 10 갤런당 약 3.4톤).그린 리버 층의 오일 셰일즈 중 절반 가량은 10 갤런/톤 [25]미만입니다.

세계 주요 셰일 오일 생산업체들은 그들의 상업적 운영의 수확량을 발표했다.푸순 광업 그룹은 660만 톤의 셰일에서 연간 30만 톤의 셰일 오일을 생산하고 있으며,[26] 이는 중량 기준으로는 4.5%의 생산량이라고 보고했습니다.VKG Oil은 200만 톤의 셰일에서 연간 25만 톤의 석유를 생산하고 있으며, 이는 13%[27]의 수율이라고 주장하고 있습니다.페트로식스 공장에서 생산되는 석유는 하루 550톤으로 셰일 6,200톤으로 생산량은 9%[28]입니다.

특성.

생 셰일 오일의 특성은 모체 오일 셰일의 구성과 [29]사용된 추출 기술에 따라 달라집니다.셰일오일은 기존 석유와 마찬가지로 탄화수소의 복잡한 혼합물이며, 석유의 부피 특성을 사용하는 것이 특징이다.셰일오일은 보통 다량의 올레핀성 및 방향족 탄화수소를 함유하고 있다.셰일오일은 또한 상당한 양의 헤테로아톰을 포함할 수 있다.전형적인 셰일 오일 조성물에는 산소 0.5~1%, 질소 1.5~2%, 황 0.15~1%가 포함되어 있으며, 일부 퇴적물은 헤테로아톰을 더 많이 함유하고 있다.광물 입자와 금속도 [30][31]종종 존재한다.일반적으로 오일은 원유보다 유동성이 낮아 24~27°C(75~81°F)의 온도에서 주입 가능하지만, 기존 원유는 -60~30°C(-76~86°F)의 온도에서 주입 가능하므로 기존 [30][32][33]파이프라인에서 셰일 오일의 수송 능력에 영향을 미칩니다.

셰일오일은 발암성 다환방향족 탄화수소를 함유하고 있다.원료 셰일 오일은 일부 중간 정제 제품에 버금가는 가벼운 발암 가능성을 가지고 있는 반면, 업그레이드된 셰일 오일은 대부분의 다환 방향족들이 수소화에 [34]의해 분해되는 것으로 여겨지기 때문에 발암 가능성이 낮다고 기술되었다.세계보건기구(WHO)는 셰일오일을 인간 [35]발암물질 1급으로 분류하고 있다.

업그레이드

원료 셰일 오일은 연료유로 즉시 연소될 수 있지만, 많은 응용 분야에서는 업그레이드해야 합니다.원유의 성질이 다르기 때문에 기존의 [36]정유공장으로 보내지기 전에 그에 상응하는 다양한 전처리가 필요합니다.

원유의 미립자는 하류 과정을 막는다; 유황과 질소는 대기 오염을 일으킨다.황과 질소는 비소와 철과 함께 [37][38]정련에 사용되는 촉매도 파괴합니다.올레핀은 불용성 침전물을 형성하여 불안정성을 일으킨다.원유보다 높은 수준으로 존재하는 기름 속의 산소는 파괴적인 유리기를 [31]형성하는데 도움이 됩니다.수소탈황 및 수소탈수소법은 이러한 문제를 해결하고 벤치마크 원유에 [30][31][39][40]필적하는 제품을 생산할 수 있습니다.페놀은 먼저 물 [40]추출로 제거할 수 있다.셰일 오일을 운송 연료로 업그레이드하려면 수소 첨가(수소 분해) 또는 탄소 제거(코크)[39][40]를 통해 수소 대 탄소 비율을 조정해야 합니다.

키비터 공정과 같은 일부 기술에 의해 생산된 셰일 오일은 석유 성분 및 페놀 화합물의 공급원으로 더 이상 업그레이드하지 않고도 사용할 수 있습니다.키비터 공정의 증류 오일은 석유 유래 중유의 희석제 및 [40]아스팔트 등의 역청 소재의 접착력 강화 첨가제로도 사용할 수 있습니다.

사용.

제2차 세계대전 전에는 대부분의 셰일오일이 수송용 연료로 개량되었다.그 후, 화학 중간체, 순수 화학 물질, 공업용 수지, 철도 목재 방부제로 사용되었습니다.2008년 현재, 그것은 주로 난방용 오일과 해양 연료로 사용되며, 다양한 [36]화학 물질의 생산에는 덜 사용되고 있다.

셰일 오일의 고 끓는점 화합물 농도는 등유, 제트 연료 및 디젤 [31][41][42]연료와 같은 중간 증류물 생산에 적합합니다.추가적인 균열로 [31][43]인해 가솔린에 사용되는 탄화수소가 가벼워질 수 있습니다.

"페일 술폰화 셰일 오일"(PSO), 황산염 및 암모니아 중화 변종인 "이크탐몰"(화학:비투미노술폰산암모늄)은 [44]오늘날에도 여전히 사용되고 있습니다.

매장량 및 생산량

주요 기사:오일 셰일 매장량

기술적으로 회수 가능한 전 세계 오일 셰일 매장량은 최근 약 2.8-3조 3천억 배럴(450×910^~520×9103^m)로 추정되며, 미국에서 가장 많은 매장량이 1.5-2조 6천억 배럴(240×910^-410×9103^[14][41]m)로 추정된다.[45][46] 2008년 전 세계 셰일 오일 생산량은 하루 17,700배럴(2,810m3/d)로 추정됐다.주요 생산국은 중국(하루 7600배럴3),[14] 에스토니아(하루3 6300배럴), 브라질(하루3 3800배럴)이었다.

셰일오일의 생산은 기술적 어려움과 [47]비용 때문에 차질을 빚고 있다.2011년 3월, 미국 국토관리국은 상업적인 목적으로 오일 셰일을 추출하고 가공할 수 있는 경제적인 방법이 아직 알려져 있지 않다면서 상업적인 운영을 위한 미국의 제안에 의문을 제기했다.[48]

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