地面干馏指对露天开采或井下开采的油页岩，经破碎筛分至所需的粒度后放入干馏炉内，通过加热裂解生成油、裂解气、水及页岩半焦等产物。干馏炉有外热式干馏炉和内热式干馏炉。外热式干馏炉由于热效率低，很少被采用。内热式干馏具有热效率高、干馏速度快等优点，被工业界广泛采用，目前世界上用于工业生产的干馏炉都属于内热式干馏炉。内热式干馏炉又分为气体热载体和固体热载体两种炉型。
1．气体热载体干馏工艺技术
目前世界上工业运转的适合块状油页岩干馏的气体热载体干馏炉主要有中国抚顺式干馏炉、爱沙尼亚Kiviter干馏炉、巴西Petrosix干馏炉等。
（1）中国抚顺式干馏炉
抚顺式干馏炉在中国抚顺已有长达70多年的工业应用历史。该炉为直立圆筒形，外壁为钢板，内衬耐火砖，高10m以上。油页岩直径为10－75mm，原料从炉顶加入，自上而下地在炉子上半段（干馏段）被自下而上的热气体加热升温进行干燥、干馏；产生的页岩油气自炉上部逸出，油页岩转化成页岩半焦进入炉子下半段（发生段），与自炉底进入的空气、水蒸气相遇而汽化燃烧，页岩灰自炉底的灰皿排出。此外，该工艺还在炉中部引入了500～700℃热循环气作为补充进入炉上部加热页岩。目前国内抚顺页岩油厂、山东龙口龙福公司、吉林成大弘晨能源有限公司、甘肃窑街煤电公司等都采用了抚顺干馏炉及其改进炉型。
（2）爱沙尼亚Kiviter干馏炉
Kiviter炉是直立圆筒型气燃式炉，炉上部和炉中部两侧有长方形燃烧室，有燃烧嘴通入空气和干馏循环气进行燃烧，生成热烟气横向进入炉上部的两个干馏室，加热自上而下的油页岩（形成薄层干馏），生成的油气径向导出，页岩半焦被炉下部进入的冷循环干馏气冷却后经水封排出。1953年曾在爱沙尼亚基维利（Kivili）市油页岩炼油厂建设一台日处理200t颗粒油页岩固体热载体干馏装置（UTT－200），运转至1963年，1963年又建一台日处理500t的放大规模的同类葛洛特装置（UTT－500），运转至1981年，生产锅炉燃料、浸枕木油等。1984年，爱沙尼亚纳尔瓦（Narva）油页岩电厂建起了两台日处理3000t颗粒页岩的葛洛特干馏装置（UTT－3000），运转至今。
（3）巴西Petrosix干馏炉
20世纪50年代，巴西国家石油公司设计并开展了小型实验研究，1972年建成了一个半商业化工厂。反应器直径为5．5m，单炉页岩处理能力为1500t/d，原料块径6．4～76mm。1982年建立商业性生产装置，反应器直径11m，每天处理6000t，油收率90％，年产页岩油约20万t。Petrosix干馏技术属于成熟工艺技术，目前巴西石油公司一直在使用。
2．固体热载体干馏工艺技术
国内外的固体热载体工艺主要有爱沙尼亚Galoter和加拿大ATP干馏工艺，已被工业化应用，是“十二五”期间国内外矿场固体热载体干馏应用最多的工艺；其他如美国ToscoⅡ干馏工艺、德国LR干馏工艺、大连DG干馏工艺和中国石油CNPC－STP干馏工艺还没有商业应用。
（l）爱沙尼亚Galoter干馏工艺
Galoter工艺最早是由莫斯科能源研究院和圣彼得堡原子能设计院设计，历经半个世纪的发展，工艺成熟，技术可靠，年运转时间达到6600h，环保指标可以达到欧盟标准。该工艺第三套在建装置将原料为0～25mm颗粒页岩，用烟气进行气流干燥，升温至180℃，进入预混合器（折流板混合器），混合后进入回转式干馏炉，炉长约15m，直径5m。干馏温度500℃，炉内衬耐火砖，回转炉转速为1r/min，干馏时间约20min。油气经2级旋风粉粒除尘后，进入冷凝回收系统，经油洗冷却至300℃，得重油，再经3级空冷，冷却至250℃，得重质油，油气再进分馏塔。分出轻油（15％）、中油（35％）和重油（约55％，用作铺路材料）。
（2）加拿大ATP干馏工艺
ATP技术的核心为回转炉，它是一个水平放置的旋转容器，包括4个部分：燃烧段、干馏段、预热段和冷却段。预热段与干馏段之间有内螺旋式料封密封页岩半焦输送管，干馏段中心有气体产物导出管，该管通过燃烧段一直延伸到窑外。燃烧段顶部有燃烧空气入口管和启动燃烧器管。该工艺用于处理颗粒直径小于10mm的页岩，页岩首先经预热干燥，然后在进料管与外层的高温页岩灰和烟气间接热交换，页岩继续预热，最后页岩在预热段与干馏段之间的料封密封管与高温页岩灰直接混合后进入干馏段。油页岩被加热到500℃，油母分解后，产物从窑的气体导出口导出窑外，直接进入油品分馏装置。生产出石脑油和中页岩油。干馏后的页岩半焦进入外螺旋式料封密封输送管送到燃烧段与空气进行燃烧反应。半焦中的固体炭从20．4％降到6％左右，燃烧后的高温页岩灰回到干馏段继续作热载体。
（3）中国石油CNPC－SRTP干馏工艺
中国石油勘探开发研究院廊坊分院针对小颗粒油页岩的特性，借鉴加拿大ATP工艺和爱沙尼亚Galoter工艺，提出了一种小颗粒固体热载体干馏工艺，2005年设计了处理量20t/d，在新疆开展了油砂的干馏试验，取得了主要工业参数。2011年设计了日处理500t的小颗粒固体热载体水平旋转干馏装置。该工艺主要有以下7大关键技术：回转高效混合反应器（高效、均匀）；旋转动态密封技术（运动状态下的密封技术）；内部物料动态密封技术（料封长度，料封结构设计）；温度自动控制技术（干馏段温度、预热段温度控制）；物料动平衡输送技术（物料安全位控制，匹配控制）；系统压力自动控制技术（干馏室压力匹配）；油气除尘技术（水喷淋技术，旋风除尘技术）；流化燃烧控制技术（燃烧影响因素、配氧控制技术）。