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1、第一章 中国油砂开发背景分析 第一节 油砂概述 一、油砂定义 油砂（Oil sand），亦称“焦油砂”、“重油砂”或“沥青砂”。外观似黑色糖蜜，其开采方法与传统石油开采截然不同。简单地说，油砂开采是“挖掘”石油，而不是“抽取”石油。已露出或近地表的重质残余石油浸染的砂岩，系沥青基原油在运移过程中失掉轻质组分后的产物。砂岩多为淡水及半咸水相，以加拿大阿萨巴斯卡河为最大，属白垩系，面积达33400平方公里。有时也指浸渍轻馏分部分逸出后的一种天然石油的砂或砂岩。可用以提炼重油和沥青。二、油砂加工主要产品 （1）稀释沥青 沥青是一种憎水性的有机胶凝材料，构造致密，与石料、砖、混凝土及砂浆等能牢固的黏结
2、在一起。沥青制品具有良好的隔潮、防水、抗渗、耐腐蚀等性能。在地下防潮、防水和屋面防水等建筑工程中及铺路等工程中得到广泛的应用。用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻制沥青或稀释沥青。沥青的软化点高，在溶剂中不易溶化，溶融温度亦较高，调配时不安全。（2）合成沥青 合成沥青是指按照一定目标经过加工而成的沥青。合成沥青的性质由于采用的原料和工艺的不同而具有不同的结构和性质。分类 合成沥青按结构可分为光学各向同性沥青和光学各向异性沥青。光学各向同性沥青芳香性分子平面无序排列，沥青在各个方向性能相同，熔融时为牛顿型或接近牛顿型流体。光学各向异性沥青又称为中间相沥青，是沥青大分子沿分
3、子层面方向平行排列，形成了类似于近晶型液晶的聚集态结构。中间相沥青在热、电、光、磁等方面具有特殊的性能。中间相沥青熔融时为非牛顿型流体，表现为切力变稀特性。光学各向同性沥青和光学各向异性沥青在一定条件下可以互相转化，但由于沥青结构的差异而使转化的难易程度有别。合成沥青应用范围广泛。常规的应用领域有：建筑上用作防水材料、墙缝填充剂，公路上作为铺路材料，冶金工业中作为炉衬黏结剂，化学工业中用作防腐剂、涂料(黑漆、沥青搪瓷、沥青漆、沥青乳及沥青环氧树脂等)、密封材料、铵油炸药，炭素工业中作为炭黑、炭砖、活性炭原料，软沥青还可作为制造沥青塑料等复合材料的原料。高软化点合成沥青一般具有特定的用途，如沥青
4、炭纤维、针状焦和高性能石墨的优质原料。合成方法 分为光学各向同性沥青的合成和中间相沥青的合成。光学各向同性沥青的合成包括空气氧化法、硫化法、减压热缩聚法和化学氧化法。(1)空气氧化法。氧化沥青也叫吹制沥青。空气氧化法合成沥青是以煤系或石油系渣油、焦油和沥青为原料，在一定温度下(适中的温度为300340)经空气吹扫，发生脱氢缩聚反应，同时生136成水、二氧化碳等小分子，使沥青分子量增大，针入度减小，软化点提高。沥青氧化是典型的自由基聚合反应，为了加快反应速率，在体系中加入沥青、FeCl3、KMnO4、S或松香等，以缩短诱导反应时间，加快反应速率。沥青氧化可能发生氧化交联、羧化副反应。空气氧化法特
5、点是反应温度低、速率快、收率高，可通过控制温度和氧气的浓度来控制反应速率和程度。(2)硫化法。硫化法合成沥青的反应机制与空气氧化法类似，由于S与沥青相溶性好，分散均匀，且S的氧化活性较O弱，反应温和，制得的沥青均匀，高温流动性好，是理想的高产碳浸渍剂、可纺沥青。但是硫化法合成沥青由于S的存在，易于造成环境污染，沥青中残留的S对热处理的复合材料性能具有不良影响。(3)减压热缩聚法。沥青分子芳环的共振结构，使自由基稳定性提高，因此沥青分子的惰性很强，在低温下难于发生聚合，即使在350的高温下聚合反应速率也很慢。但是在高温下(通常390以上)又容易生成中间相小球，影响沥青的结构和均匀性。因此减压热缩
6、聚法在以煤焦油、煤沥青为原料合成光学各向同性沥青中应用较少，主要用于以石油系原料制备高软化点沥青。中间相沥青的合成 沥青类有机化合物在一定条件下经脱氢、环化、芳构化和缩聚等一系列反应，生成分子量较大、具有一定平面结构的多核缩合芳烃化合物，逐步形成表面能较小的球体，这种球体进一步长大、融并形成中间相。中间相沥青的合成的主要方法如下：(1)UCC法(一步热缩聚法)。该法采用鼓氮热处理石油沥青得到软化点330以上的中间相沥青。这种方法要求原料沥青为A240沥青，对原料结构要求高，且制得的中间相沥青软化点较高。但是，美国AMOCO公司采用该法生产的P100和P200炭纤维仍然处于世界领先地位。(2)E
7、xxon法(新中间相法)。新中间相法采用芳香度高的石油沥青、煤焦油沥青及石油重质油为原料，以溶剂抽提分离出新中间相前驱体沥青，再经热处理制得中间相。新中间相沥青具有较好的化学稳定性和抗热震性，其QI含量一般小于25。该法对原料沥青的组成和结构有一定要求，溶剂分离过程复杂，收率低(即使A240沥青也只有1020的前驱体沥青)。(3)预中间相法(九工法)。该法在380500下加氢处理煤焦油，450下热处理制中间相。预中间相沥青一方面保持了较高的芳香性，另一方面由于芳核的氢化，使沥青的流动性增强，同时防止过大的片层聚集分子形成。该法工艺要求复杂，要求原料芳香度高，分子结构要具有一定平均尺寸。(4)潜
8、在中间相法。该法在440下处理A240沥青制得各向异性沥青，再经氢化处理，350400下热处理，制得软化点为230250的各向同性沥青，这种沥青在熔纺过程中受剪切力作用而变成各向异性。该沥青在中间相即将出现时发生大量的氢转移，但自由基浓度低，因此，这种沥青虽然QI含量较高，但软化点较低。该工艺过程中氢化较为困难，过程也复杂。(5)催化改性法。催化改性法是利用超强酸催化剂催化作用，在较低的温度下引发重质油、萘、蒽等芳香碳氢化合物发生阳离子聚合反应，一方面提高炭收率，同时改性过程中引入环烷结构，使中间相沥青具有较低的软化点和较好的流动性、溶解性，该中间相沥青也成为可溶性中间相沥青。以AlCl3催化
9、改性乙烯焦油沥青制取中间相沥青，软化点225，各向异性含量100。但是AlCl3催化剂溶于沥青中，难以分离，影响后续制品的性能。以HF/BF3超酸催化改性萘、蒽及其甲基取代物等煤焦化副产品制备中间相沥青，软化点215235，QI2333，AC100。该法具有如下特点：1)原料纯净易得；2)较低温度下反应；3)改质过程中引入环烷结构，使中间相沥青在各向异性100时仍有较低的软化点和较好的溶解性；4)热稳定化时分子活性高，容易处理；5)石墨化性优良。目前该法已在工业生产中应用。HF/BF3超酸腐蚀严重，对设备性能要求苛刻。以固体超强酸催化剂ZrO2/SO42-一体系催化改性萘制得结构良好、软化点较
10、低的中间相沥青。但是在反应过程中容易结焦。(6)其他方法。合成中间相沥青的方法还有Yang.Duk.Park的加压-真空法，B.S.Rhee等的回流-气体吹扫法，重力沉降分离中间相法，共炭化法，PVC改性中间相法。（3）合成原油 合成油是通过化学合成或精炼加工的方法获得的，其工艺复杂，炼制成本高昂，拥有矿物油不可比拟的优势：合成油的黏度指数更高，所以黏温特性更好，高温时润滑更充足，低温下流动性好（室温条件下外观感觉比同级别矿物油稀）。同时用合成油调配的机油抗氧化性更强，大大地延长了换油周期，虽然在机油上增加了投入，但减少了更换机油和滤清器的次数。合成油因其蒸发损失小，所以机油消耗低，减少了添加
11、机油的繁琐，并且能更好地保护三元催化器等昂贵的废气控制系统部件。此外，合成油适应更高负荷的发动机，还拥有更强的抗高温抗剪切能力，在发动机高速运转下，机油也不会损失黏度，对发动机的保护更全面。 合成型基础油来自原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯，再经聚合、催化等繁复的化学反应（费托合成技术，即 GTL 技术）才炼制成大分子组成的基础油。在本质上，它使用的是原油中较好的成分，加以化学反应并透过人为控 制达到预期的分子形态，其分子排列整齐，抵抗外来变数的能力自然很强，因此合成油品质较好，其对热稳定、抗氧化反应、抗黏度变化的能力自然要比矿物油强得多。三、油砂开发成本分析 （1）油砂开发成本现
12、状 1979年时，油砂生产成本在每桶25.81美元的水平。在油价于2004年达到40美元一桶的水平之前，开采油砂几乎无利可图。 2004年以后，随着油价狂飙，油砂成为拥有竞争力的世界资源的新亮点。由于开采和炼化技术的进步，采油砂提炼一桶大概只需10美元，甚至更低，这引爆了油砂开发的利润井喷。根据和黄提供的数据，赫斯基能源首两个油砂项目位于加拿大的德加与旭日区。德加油砂项目的建造工程在2006年8月完成，并在2006年底开始生产石油。这个项目预期生产期长达35年、每天最高产量超过3万桶。而旭日区油砂项目于2005年12月获得了监管机构的批准，赫斯基估计旭日区项目可生产32亿桶沥青，并拥有40年的
13、生产年期。有分析员指出，赫斯基能源油砂的开采及生产成本大约为每桶10.7美元12.59美元，提炼成本大约为2.52美元2.94美元，油价只要高于每桶20美元，便有利可图。（2）油砂开发成本发展趋势 最近几年，随着技术创新，油砂开采取得重大突破。分析人士说，只要国际油价达到每桶20美元以上，油砂项目就能够盈利。而目前高企的油价，已促使越来越多的战略投资者将目光投向了油砂资源，作为加拿大的邻国，美国的石油企业正不断加大对油砂项目的投资。过去10年里，尽管全球油砂开采快速发展，其日产量也不过约150万桶，在世界石油供应量中所占比例尚未超过2%。但产业组织加拿大石油生产者联合会（CAPP）预计，到20
14、25年，全球油砂产油量将接近350万桶/日。人们希望从油砂中产出更多石油，原因不只是为了满足石油从业者的利益，这也是油砂生产成本日益下降的结果。数年前，大多数企业认为油砂燃油的保本价格是75美元/桶，但正如壳牌等企业所言，现在新型开发技术已将这一门槛降低到了50美元/桶。 油砂开采也有障碍，主要来自污染。在油砂燃油的主要市场美国，反对增加进口艾伯塔沥青油的呼声日益高涨。在加拿大，长期强烈反对开采油砂、建设油管的力量也在不断壮大。但国际能源组织认为，普通石油的产量正在接近或已经处于巅峰，只有非传统石油的产量出现飞跃，才能防止全球油价进入新一轮飙涨，因此，即便各国都愿意控制二氧化碳排放，也必须有加
15、拿大沥青油一类的替代产品来填补日后的供需缺口。第二节 油砂开发环境分析 一、经济环境分析 在十二五期间，我们可能要发生一些事。一个可能要发生的事，十二五期间可能要发生一场经济危机。有人奇怪了，不是刚爆发了一场经济危机吗？刚爆发的是美国的次贷危机引发了我们的出口下降，经济增长下降。但是，我们中国人自己的经济危机还没有爆发，我们的银行还没有破产，我们中国人的经济危机正在酝酿之中，那什么时候爆发呢？我认为是2013年，为什么？给大家分析四个原因：第一个原因，经济方面的原因，经济方面的原因引发这场危机爆发的可能性有两个，一个是房地产泡沫破灭，另一个是地方债务危机。当然这两个问题是相关联的，我重点从第二
16、个角度跟大家说起，地方政府的收入来源主要有两大块，一块是工商业税收，最近一段时间以及未来一两年，因为很多的中小企业民营企业不太景气。有些地方政府的工商业税收要相应地减少，第二块收入来源是卖地收入。从今年开始，很多地方政府卖地已经大规模减少，是前几年的50%，甚至30-40%。前几年都是我们开发商求着政府给地，最近有一段时间开始流行政府问开发商，你什么时候来买我的地。为什么？因为他们已经面临收支缺口的压力，北京市一年土地储备的贷款2500亿，这里面的利息支出压力就非常大， 光朝阳区一个月的土地储备贷款利息支出就1000多万。如果土地卖不出去的话，收支平衡就麻烦了。所以工商业税收的减少，以及土地财政收入的减少，有很多地方政府承受着很大的压力。 支出呢，反而是增加的，两大块支出，一大块是通常的支出，从国家层面来
