清洁生产_清洁燃料生产技术及发展方向概述

第三章清洁燃料生产技术及发展方向 目录 中国炼油工业面临挑战汽柴油组成与排放的关系国外清洁燃料的变化趋势及发展动向我国车用汽油及柴油质量现状清洁汽油生产技术及发展方向清洁柴油生产技术及发展方向 炼油工业正面临环保及汽车双重压力 环境 车用燃料 汽车 中国加入WTO2008年在我国举办绿色奥运汽车工业国际化 现代化汽车排放标准 欧II 欧III 执行的时间表提前 中国炼油工业面临的挑战 1 石油资源不足的挑战2000年进口原油6880万吨2010年进口1亿吨 消费量的1 32015年进口1 8亿吨 消费量的1 2 2 企业装置规模与经济效益的挑战装置规模能耗开工周期装置开工率 中国炼油工业面临的挑战 3 装置结构与产品结构的挑战 催化裂化比例高 加氢裂化 加氢精制 催化重整 烷基化和醚化装置比例低催化裂化汽油比例高 重整和烷基化汽油低 成品汽油高辛烷值组分低 烯烃 硫高 二次加工柴油比例高 加氢精制能力不足 硫高 安定性差 部分柴油十六烷值低柴油需求量大 柴汽比需提高到2 0以上 中国炼油工业面临的挑战 4 原油质量变差与提高产品质量的挑战原油越来越重进口含硫 高硫原油比例上升 5 环境保护与可持续发展的挑战石油产品规格指标日趋严格清洁生产 零排放开发环境友好产品与技术更加经济有效的重油转化技术代用燃料开发及能源的综合利用 我国大气环境污染状况 大气污染酸雨 SOx温室效应 CO2 CH4 NOx 臭氧层破坏 氟氯烃光化学烟雾 NOx 汽车尾气SOx NOx HC 颗粒物PM 北京市大气污染的主要问题 1998年度 总悬浮颗粒物 TSP 超标89 PM10PM2 5来源复杂二氧化硫 S02 超标100 氮氧化物 NOX 超标204 一氧化碳 CO 冬季交通干线超标臭氧 O3 夏季存在超标问题 大气污染物中机动车排放分担率 汽油组成对排放的影响 降低硫含量 可显著减少SOx排放 有限度减少NOx CO HC和有毒物排放 降低芳烃含量 可明显减少尾气中有毒物质排放 降低烯烃 可明显降低同臭氧结合的倾向 加入含氧化合物 可提高抗爆性 使燃烧完全 降低CO HC排放 但对NOx 有毒物排放影响不显著 柴油组成与排放的关系 随着硫含量的增加 尾气中的SOX增加随着多环芳烃的增加 NOX和PM增加 而CO和HC下降随着十六烷值的增加 CO和HC排放显著下降 NOX排放略有下降 但PM增加 硫含量对汽车排放的影响 硫含量从450ppm降低至50ppm 烯烃含量对汽车排放的影响 烯烃含量从20 降低至5 芳烃含量对汽车排放的影响 芳烃含量从45 降低至20 车用柴油十六烷值与排放关系 车用柴油多环芳烃含量与排放关系 控制途径 汽车生产技术改进生产使用清洁燃料 提高汽车压缩比电子喷射闭环控制催化转换器汽油缸内直接喷射PM捕集过滤器废气再循环 控制机动车尾气排放 降低挥发性有机物 VOC 排放减少毒性空气污染物 Toxics 排放苯 1 3丁二烯 甲醛 乙醛 多环有机物减少氮氧化物 NOX 的排放减少颗粒物 PM2 5 PM10 排放提高尾气催化转化器转化效率和使用寿命 清洁燃料的主要目标 清洁汽油的一般特性 尽可能低的苯含量较低的蒸汽压尽可能低的硫含量较少的芳烃较少的烯烃较低的终馏点添加含氧化合物足够量的汽油清净剂 清洁车用柴油的一般特性 降低多环芳烃含量提高十六烷值尽可能低的硫含量限制密度范围较低的终馏点添加柴油清净剂 国外车用汽油的发展趋势 尽可能低的苯含量较低的蒸汽压尽可能低的硫含量较少的芳烃较少的烯烃较低的终馏点添加含氧化合物足够量的汽油清净剂 环保及汽车制造商对汽油组成的要求 降低多环芳烃含量提高十六烷值尽可能低的硫含量限制密度范围较低的终馏点添加柴油清净剂 国外车用柴油的发展趋势 环保及汽车制造商对柴油组成的要求 美国含氧汽油及新配方汽油 1990 11美国国会批准 空气清净法 修正案 1992 11含氧汽油开始 含氧量 2 7wt 1995 1新配方汽油简单模型 1998 1复杂模型开始 2000第二阶段开始 44个CO超标地区 9个臭氧超标城市 美国新配方汽油的市场份额 含氧汽油 新配方汽油32 常规汽油 简单模型和复杂模型 美国基础汽油规格 美国加州第2阶段新配方汽油规格 汽油常规2000年2004年500ppm加州40 RFG150ppm30ppm柴油常规2004or2005年500ppm30or50ppm 美国车用燃料硫含量的发展趋势 欧洲新配方汽油规格 欧洲汽油标准变化 欧洲轻型汽油车排放限值1 欧洲车用燃料硫含量的发展趋势 汽油当前2000年2005年500ppm150ppm50ppm柴油当前2000年2005年500ppm350ppm50ppm 世界燃油规范汽油主要指标 1998年6月 在比利时布鲁塞尔举行的世界燃油会议上 由美国 欧洲和日本汽车制造商协会和发动机制造商协会提出 world widefuelcharter 欧洲车用柴油标准变化 国内车用汽油质量现状 硫含量高集团公司2000年平均硫含量为0 05 最低0 01 最高0 10 烯烃含量高集团公司2000年90 汽油烯烃含量平均45 7 最高为60 最低为17 芳烃含量低集团公司汽油芳烃含量平均为15 左右 最高为35 最低为6 5 苯含量低 平均约为1 左右 世界燃油规范 美欧日汽车制造商协会建议的理想标准 2000 年 7 月 1 日起 开始执行 国内外汽油标准的差别 国内外汽油与柴油组成 烷基化 异构化 醚化 催化裂化 重整 34 33 33 世界 中国 80 其它 20 催化裂化 柴油世界主要是直馏柴油中国一部分来自催化裂化 一部分来自加氢精制 汽油 2003年集团公司汽油升级目标烯烃含量 35 v v 硫含量 0 08 m m 三大城市汽油 执行相当于世界燃油规范 类的股份公司企业标准主要指标 硫含量小于200ppm 烯烃 芳烃小于60 其中烯烃小于30 苯含量小于2 0 国内车用汽油发展趋势 近期 2000 2003年 目标全部生产90号以上无铅汽油烯烃含量 35 v v 硫含量 0 08 m m 未来 2005 2010年 目标硫含量 0 005 m m 清洁汽油生产技术开发目标 降低催化裂化汽油中烯烃的技术降低汽油硫含量技术生产高辛烷值组分技术 清洁汽油生产技术 降低催化裂化汽油烯烃技术 降低FCC汽油烯烃催化剂GOR及工艺一代二代降低催化裂化汽油烯烃的助剂LGOA 工业试验 GORA最大量生产气体和柴油工艺 MGD 最大量生产异构烷烃的FCC新工艺MIP技术 催化汽油降低硫含量催化剂和助剂催化汽油选择性加氢脱硫技术 RSDS FCC汽油异构加氢脱硫降烯烃技术 RIDOS 催化汽油吸附脱硫技术 溶剂抽提脱硫技术 降低汽油硫含量技术 扩大生产高辛烷值汽油组分装置的能力 特别是重整装置的能力 低压组合床重整技术 LPCBR 和催化剂装置进行扩能改造高空速重整原料预加氢技术和催化剂开发新型半再生重整催化剂 PRT 系列开发新一代低积炭连续重整催化剂PS VI 开发固体酸烷基化 轻汽油醚化和C5 C6异构化技术 新配方汽油研究和汽油清净剂研究应用开发符合中国国情的清洁汽油配方技术开发用于燃烧室清净的清净剂汽油抗磨剂等添加剂技术 清洁汽油其他生产技术 硫含量高2000年集团公司轻柴油硫含量平均为0 15 最高达到0 5左右 十六烷值呈下降趋势2000年集团公司0 柴油的十六烷值为48左右氧化安定性差2000年集团公司0 柴油实际胶质平均35mg 100ml芳烃及多环芳烃含量高2000年集团公司轻柴油芳烃含量平均为19 46 多环芳烃含量平均为11 02 最高为16 96 国内轻柴油质量现状 国内外柴油标准的差别 国内轻柴油发展趋势 集团公司轻柴油升级目标2002年1月1日起轻柴油全部执行新的国家标准 硫含量小于0 2 十六烷值不小于45 2003年1月1日起供应三大城市的轻柴油要执行相当于世界燃油规范 类的股份公司企业标准硫含量小于300ppm 十六烷值不小于50 近期 2000 2003年 目标芳烃含量 20 硫含量 500ppm未来 2005 2010年 目标硫含量 50ppm芳烃含量 10 多环芳烃 1 清洁柴油生产技术开发目标 柴油质量提高途径 影响我国轻柴油质量的主要项目是硫含量 氧化安定性和十六烷值 需要通过不同程度的加氢工艺来解决 如 加氢精制 加氢裂化 加氢脱芳 加氢改质 加氢异构等 柴油精制技术提高柴油十六烷值 降低柴油密度技术中压加氢裂化技术生物脱硫技术柴油添加剂 清洁柴油生产技术 柴油精制技术 高活性加氢精制催化剂RN 10中压加氢改质技术 MHUG 可生产低硫低芳柴油 十六烷值可达53以上 被美国 油气 成为生产高品质柴油的三大技术之一 提高柴油十六烷值 降低柴油密度技术 以劣质催柴为原料 生产清洁柴油的 RICH 技术大幅度提高十六烷值和降低密度十六烷值提高10个单位以上 柴油收率 95m 已工业化 催柴单段加氢处理脱硫脱芳技术 SSHT 柴油两段脱硫脱芳烃技术 DDA 满足世界燃油规范II IIISSHT于2001年7月在燕山石化投产 产品满足世界燃油规范IIDDA的柴油收率可达98 以上 柴油脱芳烃技术 中压加氢裂化技术主要是RMC技术 生物脱硫技术生产硫含量低于10ppm的柴油加氢技术 生物脱硫技术相结合中科院化学冶金研究所等已开展探索研究 柴油添加剂柴油清净剂 消烟节能剂 稳定剂 降凝剂 清洁柴油其他生产技术 符合中国原油特点和炼油生产之国情汽油 柴油尽可能低硫汽油烯烃与芳烃合适的比例提高汽油辛烷值提高柴油十六烷值提高柴油氧化安定性代用燃料的开发利用 我国清洁燃料的发展方向 代用燃料 目前使用最广泛的代用燃料是压缩天然气 CNG 液化天然气 LNG 和液化石油气 LPG 我国已制定了压缩天然气和液化石油气产品标准 其主要技术要求见表18和表19 汽车用压缩天然气主要技术要求 GB18047 2