炼油及石油化学工业的环保工艺及环境化学-20211733

1、2.3 炼油及石油化学工业的环保工艺及环境化学 能源环境化学、化学工程、节能减排能源环境化学、化学工程、节能减排 降低工业GDP/能耗比 降低生产能源产品的能耗：炼油炼油、生物质能。 降低大宗耗能工业原料的能耗：化肥化肥、水泥、炼铝、炼焦炼焦、钢铁等。 提高发电厂能效。 发展可再生能源、洁净能源、洁净煤工艺技术洁净能源、洁净煤工艺技术。 降低工业GDP/水耗比，增加水循环使用比率增加水循环使用比率。 回收利用废弃物，废弃物发电及供热。回收利用废弃物，废弃物发电及供热。 发展绿色产品、绿色及节能工业发展绿色产品、绿色及节能工业、绿色建筑。炼油厂及一般石油化学工业的三废减排及处理炼油厂及一般石油化

2、学工业的三废减排及处理 1. 废水初级处理（除油、除渣）、生物处理（除有机物）、深度处理及再利用。2. 冷却水、清洗水、冷凝水应当回收，增加水循环使用的比例。3. 废油渣能源化使用，废催化剂回收。4. 高浓度废碱液需要特殊处理。5. 有效利用酸碱废液的中和，废溶剂回收等。6. 防止有机气体(as VOC, volatile organic carbon)的泄漏；回收及处理有机气体。7. 发展及采用新产品，如生物分解性好的清洁剂。8. 发展及采用新工艺，如以往成功地使用隔模法电解食盐水（取代汞电极）制备氢氧化钠、氯气、氢气、氯乙烯。一般炼油厂废水处理过程炼油厂废水处理过程 除油（物理化学方法）除

3、油（物理化学方法） 除溶解的有机质（微生物法）除溶解的有机质（微生物法） 除含毒性物质除含毒性物质 处理废渣处理废渣重要的水质污染定义 ThOD COD BOD TC, TOC TN, TON, Ammonium nitrogen练习题 计算酚、乙酸、乙醇、氨的ThOD 废水中含100 mg/L胺基苯，其TON 为多少？COD? TOC?Concept of BOD Biological oxygen demand要抄笔记！要抄笔记！BOD = THOD Leftover Energy stored asMicrobial BiomassSome ThOD of a compound is o

4、xidized, some is left over, and some is stored.高浓度废液酚类萃取回收酚类萃取回收Extraction and recovery of phenols炼油及裂解过程的副产物及废物：含硫废碱液，含酚废碱液 CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O COS + 4NaOH Na2S + Na2CO3 + 2H2O RSH + NaOH RSNa + H2O湿式氧化工艺湿式氧化工艺Wet Oxidation Technology 非催化湿式氧化工艺非催化湿式氧化工艺 催化湿式氧化工艺催化湿式氧化工艺

5、 超临界氧化工艺超临界氧化工艺WAOWAO 练习题“酸气”脱硫过程N-Methyldiethanolamine MDEAN,N-Diethanolamine DEARemove H2S from sour gas大自然中硫的变化途径简示 NOx 氧化途径： 2 原理原理： VOC (volatile organic carbon)Control Benzene and BTEX Organic halides: VCM, RX, CFC Vaporized Solvents General HC vapor练习题 算出下列各化学反应的反应热加入甲醇或尿素还原一氧化氮End甲基叔丁基醚 甲基叔丁

6、基醚，英文缩写为MTBE（methyl tert-butyl ether），分子式为：CH3OC(CH3)3 溶点-109，沸点55.2，是一种无色、透明、高辛烷值的液体， RON：118，MON：100，是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。 MTBE是含氧量为18.2%的有机醚类，具有醚样气味，它能有效提高汽油辛烷值，而且还能降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。炼厂禁用MTBE后汽油改质的技术进展 美国汽油加入MTBE不仅为了满足汽油含氧2%的要求，MTBE也具有道路辛烷值110和RVP（雷德蒸气压）仅为8（lb/in2）的优点。加入MTBE满足汽油含氧2%的要求，使汽油数量增加11%

7、。美国禁用MTBE正在推进之中，加州、纽约州和康涅狄克州已禁用MTBE，其他州也计划要禁用。 为满足炼厂汽油高辛烷值要求，烷基化技术和烯烃改质技术正在发展之中。 2.4 煤的处理及炼制工艺。煤层气。煤炭工业环保工艺及环境化学 2.5 洁净煤工艺 汽油添加剂甲基叔丁基醚（MTBE）项目 建设地址：莆田市太湖工业园石化小区所属行业：石油化工建设理由：甲基叔丁基醚是最理想的高辛烷值汽油添加剂，它被称为 “第三代石油化学品”，是近年来长盛不衰、销售量最大、发展最快的化学品，含10甲基叔丁基醚的汽油能使燃料消耗下降7，生产成本降低20左右，并可减少汽车尾气污染物的排放量，甲基叔丁基醚采用混相床催化蒸馏组

8、合工艺，生产原料甲醇，占35，异丁稀，占65。我国每年需约2.8Mt的甲基叔丁基醚，现有产量远不能满足需求。我区处于福建炼化一体化基地的北侧，产品可直接提供给炼化一体化工程。汽油添加剂甲基叔丁基醚（MTBE）项目 建设内容：建设年产万吨的甲基叔丁基醚（MTBE）的装置。投资规模：项目总投资6800万元人民币。经济效益及市场分析：年产值7200万元，年利润税2580万元，投资回收期4年。项目建设的配套条件：园区具备项目建设所需的条件。莆田市城厢区政府办公室 2007-05-31 08:15: 汽油改质的技术进展 乙醇是可行的含氧化合物替代品，其辛烷值约115，但在满足汽油含氧2%的要求时，RVP

9、为18（lb/in2），加入量仅约6%。美国MTBE消费量已从30万bbl/d减少到约17.5万20万bbl/d (2005)。烷基化油替代技术烷基化油替代技术 UOP烷基化工艺使用HF催化剂和硫酸催化剂，使异丁烷与C3C6烯烃转化成石蜡基汽油调合料，其辛烷值为9395、RVP仅约4（lb/in2）。 UOP和大陆菲利浦斯（COP）公司是HF烷基化技术领先的供应商。在现有装置改造技术中，COP公司推出分开的烯烃进料技术（SOFT），通过使异丁烷：烯烃比从1213：1降低至79：1，可提高能力高达70%。SOFT技术通过在COP循环管式反应器提升管中多点注入异丁烷，而避免使用过量异丁烷。烷基化油

10、替代技术烷基化油替代技术 Stratco公司硫酸法技术改进了取热量束，用于现有烷基化装置改造，使处理能力提高10%15%。 埃克森美孚研究与工程公司（EMRE）和催化蒸馏技术（CDTech）公司硫酸法烷基化技术采用新的接触器，可使酸耗降低至少50%，也可提高辛烷值，降低投资费用。 烷基化采用固体酸催化剂可解决环境问题，已有几家公司开发这一技术。UOP公司已向外转让其固体酸烷基化工艺Alkylene；鲁姆斯、雅宝催化剂和芬兰Neste石油公司开发了AlkyClean工艺，已在Neste公司Porvoo炼油厂完成验证并推向工业化。烯烃改质烯烃改质 C3 C5烯烃反应工艺可生产汽油调合组分，典型的工

11、艺可将异丁烯转化成异辛烯，将其调入汽油，或者使异辛烯加氢为异辛烷，其MON辛烷值为99、RVP仅为2.5（lb/in2）。这种异丁烯转化技术可用于改造MTBE装置。拥有该技术的公司有：Axens北美公司、CDTech公司、莱昂德尔公司、KBR公司和UOP公司。烯烃改质烯烃改质 莱昂德尔公司Alkylate100工艺是MTBE装置的替代方案，异丁烯二聚为二异丁烯（DIB，或异辛烯），使用离子交换树脂催化剂，通过加氢，99.5%以上转化为异辛烷。该工艺可处理来自蒸汽裂解和催化裂化的各种原料。莱昂德尔公司与Aker Kvaerner公司合作，进行技术转让。目前美国已有一套MTBE装置完成转换基础设计

12、。异辛烯辛烷值（101）高于异辛烷（99），但RVP相同。烯烃制汽油技术烯烃制汽油技术 埃克森美孚研究与工程公司（EMRE）推出Emogas烯烃制汽油工艺，可使轻质烯烃如丙烯和丁烯聚合为高辛烷值汽油组分。适用于有丙烯资源而无烷基化装置的炼油厂。Emogas工艺是70年代前已工业化的PolyGas工艺的改进，PolyGas工艺生产汽油燃料已用于多达100套装置。Emogas工艺使用专利的沸石催化剂，避免PolyGas工艺使用固体磷酸催化剂带来的有关问题。 采用PolyGas工艺大规模的验证装置于2004年底在美国大约克敦（Giant Yorktown）炼油厂投运。新建的第一套6万t/年装置将于2

13、007年投产。烯烃制汽油技术烯烃制汽油技术 UOP公司推出丙烯生产二异丙基醚（DIPE）汽油调合组分工艺，第一套工业化装置已在南美投产。 另一种工艺，通过去除5%8%（v%）汽油中低辛烷值组分可改进汽油辛烷值和RVP，由David Netzer开发，涉及从重整生成油轻馏分联产苯和烯烃。将重整生成油在简单的低压塔中分馏到干点93，分离出大部分低辛烷值C5C7烷烃（含苯10%20%，为重整生成油的20%30%），联产品送至蒸汽裂解，使烷烃生产乙烯和丙烯，浓度为75%80%的苯回收，分馏提纯至97%98%纯度。Greenhouse GasesCarbon dioxide (CO2): 280 370

14、 ppmMethane (CH4): 1.52 1.77 ppmvTropospheric Ozone (O3) 30% moreNitrous Oxide (NO2) 314 ppb in 1998CFCs remain over 100 yearsCarbon Monoxide (CO)影响臭氧层物质的来源影响臭氧层物质的来源化化 学学 物物 质质 来来 源源CFC-11, CFC-12 用于火箭的燃料气溶胶、制用于火箭的燃料气溶胶、制冷剂、发泡剂及溶剂冷剂、发泡剂及溶剂CFC-22制冷剂制冷剂CFC-113溶剂溶剂甲基氯仿甲基氯仿溶剂溶剂四氯化碳四氯化碳生产生产CFC及粮食熏烟处理及粮食

15、熏烟处理哈龙哈龙 1301,哈龙哈龙 1211 灭火器灭火器氧化氮氧化氮 工业活动副产品工业活动副产品二氧化碳二氧化碳 化石燃料燃烧副产品化石燃料燃烧副产品甲烷甲烷 农业产品及采矿活动的副产农业产品及采矿活动的副产品品表2.8 气体燃料及氨的热值及性质SubstrateCalorific value Qp298(kJ/mol)Calorific value (MJ/kg)Calorific value(MJ/Nm)Fluidization temperature at 1 bar()Density of fluidized substrate (kg/m3)H2285.8142.912.8-252.7770.78CH4882.055.139.4-161.49415Syn-gas(H2/CO=2: 1)854.726.712.7-NH3474.927.921.2-33.42790CO283.010.112.6-191.5-烯烃改质烯烃改质 KBR和Neste Jacobs公