石油与化学工业低碳发展关注点白颐.PPT课件

精品课件,1,石油和化学工业低碳发展关注点白颐2010.6,精品课件,2,“十二五”是我国石油和化学工业重要的战略机遇期，也是从“石化大国向石化强国转变”的关键时期，面对全球金融危机等新形势，全行业需按照全面落实科学发展观的要求，紧紧抓住机遇，应对各种挑战，提高产业发展的质量和效益，进一步增强行业的国际竞争力和可持续发展能力，并从国家战略高度做好石油和化学工业的发展规划研究工作。,精品课件,3,行业形势分析,（1）全行业正在进入产业转型的关键时期目前包括石油和化学工业在内的原材料工业在我国发展迅速，多种产品产能位居世界第一位，在国际上占据了举足轻重的地位。原材料工业的发展取决于国家所处工业化阶段，以及由各阶段所决定的需求、供给条件和比较优势的变化。“十二五”期间，我国经济发展正处在工业化中期向工业化后期转变的过渡时期。随着我国工业化的阶段性变化，原材料工业的内部结构特征也将相应发生变化，主要是传统产业比重下降，而高端和新型产业将得到较快发展。这将成为我国原材料工业调整转变的关键时期，既要满足国民经济发展的需求，也要为应对未来需求升级和产能过剩进行战略性调整。在这个转型时期，石油和化学工业全行业结构调整需进一步加快，以适应国内相关工业产业升级对化工产品提出的更高需求。,精品课件,4,行业形势分析,（2）石化产品结构性短缺现象仍在持续我国石油和化学工业经过多年迅速发展，大多数产品产能快速增加，产品供应已由“整体数量短缺”转变为“结构性短缺”。比如2009年我国有甲醇产能2200万吨/年，装置开工负荷仅50%，而同期甲醇进口量达到529万吨；聚乙烯和聚丙烯、乙二醇、聚苯乙烯、ABS、合成橡胶等石化下游产品2009年的进口量均超过2008年，其中竞争力不强的因素较突出；在下游新型化工材料和精细化学品领域主要体现为：高端品种短缺，产品差异化程度较低。产品结构性短缺是行业内部结构性矛盾的具体体现，究其原因，主要包括：原料供应受到多重限制，行业集中度仍然偏低，落后产能仍占有较大比重，产业竞争力不强；部分行业缺乏有力的监督和引导，产业盲目发展，产能过剩严重；产业布局由于历史原因，仍存在原料与生产分割、产品与市场分割等不合理之处；自主创新能力仍然较弱，很多科研成果难以实现生产应用，以企业为核心的创新体系尚未建立等。,精品课件,5,行业形势分析,（3）资源短缺成为长期制约产业发展的主要因素我国原油资源短缺，人均占有储量只有世界平均水平的11%，并且产量难以在短期内大幅提升。随着国内经济的快速发展，我国原油缺口逐年扩大，2009年我国石油缺口高达2.1亿吨，预计2015年将进一步达到2.62亿吨，原油进口依存度达到55%，同时还将面临着国际原油价格巨幅波动的影响。原油资源的短缺，不仅对我国石化产业的发展产生重大制约，而且是关乎国家能源安全以及社会稳定的重大问题。天然气作为清洁能源，供需矛盾十分突出，价格不断上涨。根据我国天然气利用政策和天然气的价格，化工利用已受到制约。我国煤炭产量约占世界总产量的40%，储量丰富，煤种齐全。我国煤炭资源地域分布差异较大，主要特点是“北多南少、西多东少”。丰富的煤炭资源为发展煤化工行业提供了良好的支撑条件，但煤化工生产耗水量较大，我国水资源缺乏，并且和煤炭资源呈现明显的“逆向分布”，煤炭资源则主要分布在水资源匮乏和生态环境比较脆弱的中西部地区。水资源已经成为了西北地区发展煤化工产业的重要制约因素。,精品课件,6,行业形势分析,（4）全社会节能减排与环境保护压力不断增大2008年，我国人均GDP达到2500美元，城市化水平不断提高、居民消费升级，能源重化工产品的需求快速增长，钢铁、冶金、石化、建材、机械制造等重型工业行业保持了较高的增长速度。重型工业化的快速发展，使我国环境形势日趋严峻，很多地区主要污染物排放量超过环境承载能力，生态环境总体恶化的趋势仍未得到根本扭转。此外，我国还面临着CO2等温室气体减排的巨大压力。在环境承载能力有限的情况下，传统的高投入、高消耗、高排放、低效率的经济增长方式急需转变，是对包括石油和化学工业在内的多个工业行业提出的重大课题。近几年，公众对环保的关注度日益上升，我国已经从政策、法律制定等方面加紧了对高耗能、高污染行业的监管与治理。目前，我国石油和化工行业在污染物排放、三废处理技术、能源利用效率等方面与国际先进水平仍有一定差距，将要付出更多的努力。,精品课件,7,行业形势分析,（5）技术创新能力整体不足近些年，我国提出了建设创新型国家的战略目标，科技创新不断取得进展，但仍然存在整体创新能力不足、企业科技投入少的问题。石油和化学工业的科技创新具有系统复杂、资金投入大、周期长等一系列自身特点，目前大多数成果仍处于追随和仿制阶段，自主创新能力不足。比如，在成套技术方面，许多先进技术仍需要系统地进行集成和优化；已经国产化成功的大型设备，在质量和运行稳定性上与国外先进水平相比还有一定差距；在新技术和新产品应用开发方面，相当一部分尚停留在小试或中试的水平上；许多先进技术如节能节水技术、过程耦合技术、智能化模拟技术、污水零排放技术等，还需要加大推广力度；,精品课件,8,结构调整重点,落实科学发展观，贯彻石化工业调整与振兴规划的有关要求，按照保增长、扩内需、调结构的总体战略部署，统筹国内外两种资源，以满足内需为主导，以保持全行业平稳增长、增强行业竞争力为目标，以保障国内有效供给、调整产业结构、优化产业布局、推动节能减排为工作重心，以淘汰落后产能和增强自主创新能力为突破口，积极推进循环经济和低碳经济，加快传统产业升级改造，发展高端产品。石油和化学工业要加快实现三个转变，即：从发展基础化工原料向发展高新化工品方向转变，从以规模化入手发展初级化工产品向发展高附加值的高端化工产品方向转变，从粗放型生产向资源节约、环境友好型转变。,精品课件,9,结构调整的核心任务,保证有效供给，实现行业长期稳定增长加快产业结构调整，坚决淘汰落后产能优化产业空间布局，坚持一体化发展模式科技创新仍是核心动力，发展高端石化产品，以差异化、高价值的产品技术引领发展原料多元化、发展新能源成为战略重点，积极推动走出去战略，加快国际化进程“绿色”低碳经济与环境保护将成为高度关注焦点。,精品课件,10,结构调整的具体措施,企业结构进一步优化：到2015年，形成若干个2000万吨级的炼油市场基地，全国炼厂平均规模超过600万吨/年，乙烯装置平均规模达到60万吨/年以上。氮肥、农药、氯碱、纯碱、电石等传统行业通过淘汰落后、兼并重组减少企业数量，提高产业集中度；全国石油和化工百强企业销售收入占行业的比重提高到1/3，销售收入过千亿的企业达到10个以上等。产品结构更加合理：进一步提高油品环保质量，柴油、汽油比例趋于合理，可基本满足国内油品需求；乙烯下游产品专用料比例上升，品种进一步丰富；高浓度化肥比重提高到85%、缓控释肥推广规模扩大；子午线轮胎、离子膜烧碱、高效低毒低残留农药、环境友好型涂料和染料等先进产品的比重明显提升；工程塑料、氟硅材料、聚氨酯等高端石化产品自给率进一步提高等,精品课件,11,结构调整的具体措施,原料结构更加优化：乙烯原料多元化，煤、重油制烯烃的比重提高到20%以上；天然气氮肥的比重有所下降；劣质煤资源和低品位矿的利用效率进一步提高；盐化工原料中盐卤利用比例达到80%以上，PVC中乙烯原料法的比重进一步提高等。产业布局更趋合理：成品油“北油南运”的状况得到改善。长三角、珠三角、环渤海地区产业集聚度进一步提高，建成若干个2000万吨级炼油、200万吨级乙烯生产基地。煤化工产业向原料产地集中，煤化工“全面开花”的势头得到遏制；原料产地化肥比重提高到60%；专用化肥等深加工产品和精细化学品向消费地集中。石化园区和石化产业集群的建设更为完善。,精品课件,12,石油和化学工业实施低碳经济背景,现阶段我国“低碳经济”的主要含义，一是减少或节约高碳化石能源的消耗，二是节能减排，低碳经济就是以低消耗、低能耗、低污染为基础的经济。我国“十一五”规划纲要提出单位GDP能耗降低20%的目标，即万元国内生产总值能耗将由2005年的1.22吨标准煤下降到1吨标准煤以下，从目前公布的数据看，到2010年可以实现此目标。我国仍处于工业化的中期阶段，发展的任务仍然很重。国务院已经确定到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40-45%，作为约束性指标纳入“十二五”及其后的国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法加以落实。此目标也将成为我国发展低碳经济的量化考核目标。碳排放与能耗基本成正比关系，可以推断2020年我国的万元国内生产总值能耗应降低到0.73吨标煤，比2010年降低27%。“十二五”能耗降低幅度15%左右,即2015年达到0.85吨标煤,“十三五”再降低12%,2020年可以达到0.75吨标煤。,精品课件,13,历年我国GDP、总能耗和万元GDP能耗,精品课件,14,碳循环示意图（单位：109t碳）,注：大气碳库工业化社会前为CO2280ppm,精品课件,15,实现低碳经济，在工业生产中的治理环节：源头治理减少高碳化石能源的使用，开发可再生能源。过程治理生产与消费中实施节能措施。末端治理CO2捕集、储存和加以利用。,精品课件,16,石油和化学工业实施低碳经济背景,全行业有不同规模和所有制企业10万余家，规模以上企业两万多家，20余种主要石油化工产品的产量居世界前列。在国家公布的千家重点耗能企业中，石化企业有340家，占1/3；在环保部公布的废气、废水污染源国家重点监控企业中，石油和化工企业分别有482家和803家，占13.4%和25.8%。,精品课件,17,石油和化学工业实施低碳经济背景,目前我国石油和化学工业的产业结构仍以基础原材料的生产为主，高附加值、精细化的产品比重偏低，落后产能仍占有相当的比例，高耗能的基础原材料产品的平均能耗比国际先进水平要高20%左右，因此，我国石油和化学工业仍有一定的节能潜力。化学工业具有产业链长、能量利用等级多等特点，采取园区化发展我国的化工产业具有可实现隔墙供应、能量优化利用等特点，已经成为我国各地方发展化工产业的必选之路。采取的战略途径主要包括以下两个方向：一是科学控制新增量，即严格禁止低能效项目的上马，积极鼓励高能效项目的建设。二是大力改造“存量”，即淘汰落后的高能耗工艺和装置，积极推动低能效设备（系统）的节能改造以及能量梯度利用优化。,精品课件,18,宏观关注点,提高碳资源利用率开发新的低碳资源利用途径页岩气、煤层气的合理利用，引进海外低碳资源和中间原料加以利用，纤维素乙醇的生产，绿藻制油等。提高原有碳资源的利用率焦炉气的综合利用（生产甲醇、合成氨、制氢），优化炼化一体化流程（宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油），重油轻质化（催化裂化和加氢裂化），重油催化裂化和催化热裂解制烯烃，乙烯原料的轻质化（加大碳四和炼厂气原料应用比例），煤炭分质利用（褐煤中低温热解和制备天然气、粉煤和低煤质化煤炭气化），盐化工生产中连产多种类氯产品，热电化多联产，连续加压煤气化技术和先进氨合成技术及预还原催化剂等。多种资源要素和生产要素进行深度优化和配置以沥青、石油焦、煤为原料的IGCC和炼油生产集成的炼油流程，一定区域内集中小股资源集约化建立具有循环经济和节能减排特征的一体化产业集群，实现了资源的高效转化和清洁生产，如煤炭和天然气的联合利用（碳氢比例更加合理），以煤、油田气、渣油等为原料建设低碳烯烃,精品课件,19,宏观关注点,积极推进各项节能减排技术优化现有炼油流程，发展高品质柴油促进柴油轿车的发展（柴油车比汽油车效率高30，排碳减少）；乙烯行业推广高效燃烧器、低NOx烧嘴和新型高效热管空气预热器等以不断提高锅炉和裂解炉效率；煤制合成气深度净化技术和氮肥生产污水零排放技术；干法乙炔技术，大型密闭式电石炉、中空电极和炉气综合利用、等离子体煤裂解制乙炔技术；农药无溶剂和非光气工艺；采用溶剂溶解萤石和低温法生产氟化氢工艺；橡胶助剂采用清洁工艺；膜分离技术的应用；皮革化学品无铬鞣剂等。,精品课件,20,宏观关注点,鼓励发展低能耗的精细化工和化工新材料产品突出化学工业产业链关联需求的特点，在现有传统产业的基础上，积极发展高端精细化工和化工新材料产品，鼓励企业或园区建设成为具有专业产业链特色的基地，不单独追求最大，而是追求最强的发展模式。,精品课件,21,宏观关注点,化工园区（基地）建立有效的循环经济产业链化学工业具有产业链长、能量利用等级多等特点，采取园区化发展可以实现原料隔墙供应、资源得到优化利用的目标，将成为我国发展化工产业的必选之路。积极发展化工园区专业物流是实现低碳经济的重要途径之一。化工物流具有特殊专业化的特点是第三产业的重要组成，具有显著的低能耗特点。化工园区配套发展化工物流具有良好的市场优势和管理优势，可以显著的降低园区的单位能耗。化工园区的能源体系利用比较复杂，表现为不同等级的电力、蒸汽需求量大，应高度重视园区的能量系统集成利用问题，由于企业副产不同等级的蒸汽及高热值尾气，园区内能量系统集成优化的潜力很大，采取热电联产的方式供应园区基本能源是有效的方式之一。,精品课件,22,精品课件,23,精品课件,24,精品课件,25,精品课件,26,宏观关注点,鼓励对外高新技术和低碳资源的合作探索进口低碳原料发展下游产业，目前国际贸易量比较大的化工原料产品有甲醇、合成氨、磷酸、硫磺、醋酸等，近几年增长较快的产品还有丙烷、丙烯、苯、混合碳四和其他有机原料等。这些产品的生产过程具有高耗能和高碳排放的特点。进口部分上述产品相当于进口了低碳资源和能源，可适度减少碳排放压力。但是这一模式比较适合于沿海港口地区，虽然有效解决了部分基础原料供应问题，但是要客观判断进口渠道可靠性和价格风险。,精品课件,27,宏观关注点,加快低碳产业末端处理的技术研发，建立示范装置。CO2捕集封存CCS（Carboncapture&Sequestration）是当今国际关注的课题，具体措施有：注入衰竭油田、煤层和气田（可以顶出甲烷气）或深海封存等。随着碳减排的研究深入，更多的研究方向将集中如何由CCS向CCRS（Carboncapture&Reuseequestration）发展,目前二氧化碳已经被广泛用于工业化生产的有尿素、纯碱和干冰等装置；应用前景较好的有将二氧化碳作为氧化剂与焦炭反应生产合成气，此工艺可用于远离煤炭资源地区的合成气的生产，但是规模不宜太大；近几年开发成功的二氧化碳利用新工艺还有用于可降解塑料的生产，发展前景较好；目前二氧化碳利用的难度之一是规模化的富集手段。,精品课件,28,CO2利用,CO2+C2COH1=283.0KJ/mol(吸热）耦合C+1/2O2COH2=-110.5KJ/mol（放热）,如含O2煤田气利用,精品课件,29,宏观关注点,建立行业考评体系各行业在发展过程中，不论是评估新增产能或是淘汰落后产能，都需要建立以能耗及碳排放为指标的考评体系，以此作为行业管理的依据。园区建设更需要依据行业的考评体系，不能仅以招商引资的数量来作为工作的主要目标，避免项目选择带来的盲目性。建立行业考评体系使行业管理科学化的重要标志，也将成为现代化工园区的重要标志之一。,精品课件,30,各行业关注点,炼油乙烯行业：为适应进口原油质量日益复杂、品种变化的趋势，对现有炼油流程做进一步优化改造，力争做到宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油；脱碳和加氢工艺结合，进一步提高重油轻质化水平（催化裂化和加氢裂化），新建项目应考虑加氢型炼油厂，发展高品质柴油以促进柴油轿车（柴油车比汽油车效率高30，排碳减少）；发展重油催化裂化和催化热裂解制烯烃，乙烯原料进一步轻质化，加大碳四和炼厂气原料应用比例；燃料消耗在乙烯装置能耗中所占的比例超过了70%。通过优化操作和应用最新节能技术，积极推广高效燃烧器、低NOx烧嘴和新型高效热管空气预热器等，不断提高锅炉和裂解炉效率；,精品课件,31,各行业关注点,5.近年来，通过工业验证的技术包括C2、C3加氢催化剂和工艺技术、裂解炉扭曲片管强化传热技术、结焦抑制剂技术、空气预热技术、裂解炉引风机变频调速技术、乙烯装置先进控制和优化技术等，通过应用新技术可以降低能耗物耗，延长装置运转周期6.采用高压变频设备节电，采用新型高效凉水塔降低水耗和能耗，提高燃料利用效率。7.利用热泵、热力升压器，使低温位和能级较低的热能升温得以充分利用。,精品课件,32,各行业关注点,8.裂解装置工艺凝液进行汽提处理，提取出的烃类化合物作为后续反应的原料；9.汽提处理后的废液作为稀释蒸汽的补充水源，提高水资源利用率；10.乙烯裂解装置的中高压锅炉产生的污水经闪蒸处理后产生低压力等级蒸汽，减少污水排放。针对有机原料和合成材料生产中的驰放气，回收有效资源以及余热回收等。1.羰基合成驰放气中丙烯/丙烷回收工艺：目前国内有多套丁辛醇生产装置，丁辛醇驰放气中主要含有丙烯、丙烷及混合丁醛以及其它气体，可回收丙烯、丙烷和混合丁醛等化工产品，实现资源的合理利用。,精品课件,33,各行业关注点,2.顺酐生产中余热综合利用：顺酐生产根据原料路线可分为苯法、正丁烷法和碳四烯烃法，正丁烷生产顺酐工艺是比较先进的技术。由于顺酐的反应为正丁烷（或苯）氧化放热反应，合理利用反应热降低装置的能源消耗水平是顺酐设计和生产中的一个大的方向。例如以正丁烷为原料与空气催化氧化反应生产2万吨/年顺酐，装置内产生的过热蒸汽一路用于蒸汽透平驱动鼓风机，每年可以节省用电2828万度；一路用于推动功率为1500KW背压式汽轮发电机组，直接供本厂用电；汽轮机背压蒸汽经减温后并入本厂低压管网，直接供本厂低压用户，充分利用了蒸汽高低热能差。,精品课件,34,各行业关注点,3.顺丁橡胶装置节能降耗措施：顺丁橡胶装置生产过程中排放大量汽提气，在冷却过程中将有大量热能排放到环境中。吸收式热泵（AHT）是利用低温位热量（排放的废热60100）向环境排放的同时对外作功，把部分废热转移到更高的温位，加以重新利用。国内首套3370kW工业级吸收式热泵（卧式）于2005年在顺丁橡胶装置投产，技术可靠、运行平稳，节能效果显著,精品课件,35,各行业关注点,4.聚烯烃生产中，采用冷凝态和超冷凝态技术，推广应用先进的APC控制技术等。冷凝态和超冷凝态操作：冷凝态及超冷凝态操作技术是由Univation公司等开发的，在气相流化床聚乙烯工艺基础上，使反应的聚合热由循环气体的温升和冷凝液体的蒸发潜热共同带出反应器，从而提高反应器的时空产率和循环气散热的先进技术。对于流化床聚乙烯生产工艺，采用冷凝态技术可使生产能力大幅提高，而资金投入只有新建同能力装置的1/3。该技术可显著降低单位产品的投资及操作费用，操作稳定性也得到了一定提高，装置物耗、能耗水平有明显的降低，节能降耗优势明显。目前国内采用Unipol气相法工艺的聚乙烯生产装置多采用了冷凝态操作工艺或进行了基于冷凝态操作的改造。,精品课件,36,各行业关注点,5.先进控制技术（APC）：先进控制技术（APC）是一种采用多变量预估控制，以在线实时优化为核心的过程优化技术，通过模型计算技术建立起生产模型，计算出一些常规测量和简单计算无法测知的质量指标，并预报其在未来一段时间内的变化情况，为生产作指导。APC具有比DCS更高级的控制功能性，可提供DCS无法实现的控制如工艺过程最优化、预测模型控制、更高级的自动化及工艺过程可靠性和监测。采用APC技术可以在DCS系统常规控制技术的基础上，投入少量的资金及人力即可产生较好的收益，使工艺参数尤其是聚合反应器的操作条件控制更加稳定可靠，实现卡边操作，使产品质量和生产能力得到提高，并可在产品牌号切换时减少过渡料的产生。,精品课件,37,各行业关注点,6.膜分离法尾气回收：膜回收技术也是目前聚烯烃装置正在推广的技术之一。采用选择性高分子复合膜，根据不同气体分子在膜中的溶解扩散性能的差异和分子大小不同的穿透性能差异，在一定压差推动下，可凝性有机蒸汽（如乙烯、丙烯、氯乙烯、重烃等）与惰性气体（如氮气、甲烷、氢气等）相比，被优先吸附渗透，从而达到分离的目的。通过采用有机蒸汽膜法回收烯烃，可以显著降低聚烯烃装置尾气中乙丙烯含量，提高单体回收率，从而降低聚烯烃单耗，提高效益。另一方面，排放气体中可燃气浓度的降低也可减少对环境的污染，对环保和清洁生产有着重要意义。,精品课件,38,各行业关注点,化肥行业：煤制合成气深度净化技术和氮肥生产污水零排放技术；合成氨原料气中微量CO、CO2脱除新工艺；循环冷却水超低排放技术；氨法锅炉烟气脱硫技术；LH型等蒸发式冷却（冷凝）器技术；尿素CO2脱氢技术；磷石膏综合利用技术，无水氢氟酸，碘回收利用技术，磷石膏渣场防渗、筑坝治理技术，湿法磷酸净化技术，磷铵料浆浓缩技术改进，WFS废水选矿技术等。,精品课件,39,各行业关注点,煤化工行业：焦炉煤气生产甲醇：焦炉煤气中含有5560%的H2，2327%的CH4，58的CO，可以作为生产甲醇的原料，既有效地回收了能源，又不造成二次污染，是有效合理的节能减排途径。一定区域内集中小股资源集约化建立具有循环经济和节能减排特征的一体化产业集群，实现了资源的高效转化和清洁生产，如煤炭和天然气的联合利用（碳氢比例更加合理），以煤、油田气、渣油等为原料建设低碳烯烃。煤炭分质利用，褐煤中低温热解（产品为半焦、焦炉气和焦油）分别加以利用，褐煤制天然气、粉煤和低煤质化煤炭气化，热电化多联产，连续加压煤气化技术和两段进料气化炉技术等。,精品课件,40,焦炉气和合成气联合利用,精品课件,41,各行业关注点,4.煤清洁转化对环境的影响小于煤炭直接燃烧，现代煤化工属于洁净煤技术，总体上有利于提高煤的利用效率，减少对环境的污染。但生产过程中不可避免增加对环境的SO2、温室气体、废渣和废水的排放，先进的生产技术的使用正在不断的减少排放物，尽可