第二章_世界炼油工业发展趋势

1、化工，炼油工业对环境的污染及保护 化工环境污染概况化工环境污染概况 化工污染物种类及来源化工污染物种类及来源 化工生产的污染特点化工生产的污染特点 化工污染防治的发展趋势化工污染防治的发展趋势化工污染大体可分为三个阶段* 化学工业污染物的发生期* 化学工业污染物的发展时期* 化学工业污染物的泛滥时期化工污染大体可分为三个阶段* 化学工业污染物的发生期* 化学工业污染物的发展时期* 化学工业污染物的泛滥时期*化工生产的原料、半成品及产品*化工生产过程中排放的废弃物*化学反应的不完全*原料不纯*跑、冒、滴、漏*燃烧过程*冷却水*副反应*生产事故造成的化工污染化工污染物的三种形态+化工水污染的特点+

2、大气污染的特点+固体废弃物对环境污染的特点 对土壤、水域、大气的污染1.有毒性和刺激性2. 生化需氧量和化学需氧量都较高3. pH不稳定4. 营养化物质较多5. 废水温度高6. 油污染较为普遍7. 恢复比较困难 烟尘除污技术应多从源头着手烟尘除污技术应多从源头着手 我们生活的环境中经常会有一些污染物质，如氮氧化物、硫化物等，这些物质不仅对环境造成危害，而且直接威胁着人们的身体健康，因而对这些污染物从源头进行治理，即从工业废气的排放及垃圾焚烧烟尘的治理入手，已成为世界各国刻不容缓需要解决的问题。 据台湾烟尘治理方面的专家苏文贤先生介绍：工业废气的排放及工业废物的焚烧对于生态环境影响最大，若治理不

3、好，最终受害者还是人类。他说：如温室效应、酸雨物质、二恶英气体及其他有毒化学物质的产生主要都是人的行为所造成的。尤其近年来，随着工业的发展，生产中产生大量的废气，而且所产生的废气名目繁多，这些废气随意漂泊，直接融入到自然环境中，不仅造成鸟类、鱼类的生存环境受到破坏，而且直接威胁人类健康，其突出的表现是使沙漠化的程度在不断地扩大，森林死亡等。另外酸雨和酸气的频繁出现也加速了金属物质的腐蚀，造成油漆容易干裂脱落，建筑物表面物质的斑裂，人体呼吸道疾病等。他说：近年来世界各地时常暴发各种流行性感冒，据调查：大约80以上流行性感冒患者都与化学性呼吸道感染有关，其中较为严重的应属二恶英污染，科学证实，二恶

4、英主要是由化学工业和生活垃圾、医疗及工业废弃物焚烧后所产生的。 那么如何改变这种状况？苏先生认为：只能加速烟尘除污技术的研究。 据有关部门统计，全球每年在焚烧各种垃圾过程中将146万吨二氧化硫、163万吨氮氧化物排入大气之中；据美国环境署的调查，全球各类生活垃圾在焚烧时排放的二恶英占其他排放量的62。由此可以说明化工石油燃料的燃烧和城市生活垃圾以及各种废弃物的焚烧所产生的颗粒物、硫化合物、氮氧化物、碳氧化物等几百种有机污染物的烟尘是污染大气的主要来源，且成分非常复杂，因此，综合治理烟尘污染问题是目前发达国家正在进行的重要课题之一。虽然有些化学污染物的含量不高，但毒性大危害非常严重，如二恶英；有

5、些化学污染物虽对人类的身体健康影响不大，但使全球气候变化，如氟化物、碳氧化物。这些物质不仅直接破坏臭氧层，而且还会产生温室效应，因为目前世界上不论是工业废物还是生活垃圾，医疗固废的处理大多还是采用焚烧的办法，因此，如何有效地控制烟尘除污便成了科学家们关注的问题。多年来，烟气除污一直受到人类的重视，常用的有静电除尘、过滤除尘、机械除尘、洗涤除尘等方法，此外还有吸收法、吸附法、催化转化法、冷凝法等技术。而这些技术的应用根据使用的吸收、吸附材料或干湿方法的不同又有极其严格的区别，相比较而言这些技术处理的结果各有优劣，效果各不相同。 据苏先生介绍：目前台湾环保科学界在总结各国烟尘除污治理技术经验之后已

6、经研制出一种新的烟尘除污技术，即在焚烧垃圾烟囱本身的下段建成一个反应塔，在反应塔内设有数阶分隔板，使反应塔独立成几个容室，每个容室内设立相应的喷雾装置，使之垃圾焚烧时分别与相应的氧化剂液相联通，并喷出对应溶液粘附捕捉微细灰尘粒子，随即与有害气体如硫化物、氮氧化物等发生反应，各容室的底层又分别设有漏水口，将凝结中含有微尘与反应物的废水排出，水再分别经过滤设备流入储存池内回收使用。 这样既可更好地除去烟尘中的有害物质，又可有效利用资源，为更科学的烟尘除污提出了新思路。 人为地投入 被风吹入 雨水带入 渗 入工业废渣地面水地下水*采用和开发少废无废工艺（绿色工业）*加强废弃物综合利用实现资源化 煤灰

7、、矿渣的综合利用 *应对加工原油品质劣质化的挑战*清洁燃料生产技术加快开发和推广*润滑油和基础油不断升级换代*重油加工技术成发展热点*节能技术不断深化*环保减排日益重视*石油燃料加快向生物燃料演化*炼油厂和装置大型化趋势不可逆转*炼油化工一体化继续加深*天然气合成油和煤制油脱颖而出一. 应对加工原油品质劣质化的挑战加快发展有效利用原油资源尤其是劣质原油资源的炼油技术，为人类社会提供优质清洁燃料是当代炼油工业的重要发展趋势。目前，世界上低硫原油仅占17%，含硫原油占30.8%，高硫原油比例高达58%，并且还将进一步增大。世界原油平均APIO重度将由2000年32.5减小到2010年32.4、20

8、15年32.3，平均含硫量将由2000年1.14%增大到2010年1.19%、2015年1.25%。年份199719992001200320052007世界合计（A）超轻质轻质低硫轻质中硫轻质高硫中质低硫中质中硫中质高硫重质低硫重质中硫重质高硫未经质量分类：BB/A，%662791310128612513225064712180252461053985522361869657111404124182515234668511897249931094122651555810967994161712296269823907119191925582115815275855583497018517401

9、166025822351793615582764313421663596357468738981938119922941244879371712296821440206664055336773957214812432331024237671244028595170820295855534772007年世界原油产量（按质量分类），1000桶/天注：1. 不包括天然气凝析液和超重原油；2. 超轻原油：API度50O，轻质原油：50O API度35O，中质原油：35O API度26O，重质原油：26O API度10O；3. 低硫原油：含硫含硫0.5%，高硫原油：含硫1%。高酸原油是全球原油生产中增长

10、最快的油种。美国加州、巴西、北海、俄罗斯、中国、印度和西非都生产和供应高酸原油。长期预测重质含硫/高硫原油会越来越多。世界原油质量趋势2000年2010年2015年APIO硫%APIO硫%APIO硫%西半球东半球世界平均28.1034.0032.501.331.081.1427.6034.0032.401.421.121.1927.3033.8032.301.431.191.252005年和2010年世界轻、中和重质原油生产所占的比例，%生产能力轻质（34APIO）中质（2733.9APIO） 重质（350API）413431中质（26350API）444950重质（350API）151719

11、非常规原油指油页岩、重质原油、焦油砂或天然沥青。按照美国能源开发署的分类，分为重质油（称重质原油）和超重质油（指焦油砂（天然沥青油）和超重质油）。现在我们通常所说的重油，即包括油砂、天然沥青、油母页岩、高黏度油、重质油等所有稠油以及超稠油。据预测，到2020年非常规石油资源在全球石油供应中所占比重将接近35，对缓解石油供求紧张将起到更大作用。 世界重质油和超重质油-沥青油原始储藏量地区重质油超重质油-沥青合计GtBbbl%GtBbbl%GtBbbl%北美中/南美前苏联地区中东/北非印度次大陆亚太地区西欧中/东欧15.7229.340.445.21.412.99.80.1102.21492.72

12、63.2294.39.184.063.80.74.564.611.412.70.43.62.80.0233190232030001444.61178.01438.40.018.60.00.00.035.428.935.30.00.40.00.00.0248.7419.3272.445.24.412.99.80.11546.82670.71701.6294.327.784.063.80.724.541.426.94.50.41.31.00.0 合计354.72309.9100.06584079.6100.01012.86389.5100.0注：Gt为10亿吨，Bbbl为10亿桶。充分利用含硫、重

13、质原油及开发利用非常规石油资源是世界和我国石油工业可持续发展面临的新挑战和新机遇。我国非常规储备比常规储备多16倍，如果这些储备能够得到很好的开发，到2015年，相当于每天生产180万桶原油，将给传统的能源结构带来革命性的调整。非常规油气在中国能源工业中占有重要地位，是常规油气的重要补充，并且资源较丰富，潜力较大。开发利用非常规油气资源，对于建立可持续发展的能源系统，改变能源的生产方式和消费方式，促进国民经济的发展和环境改善具有重大意义。二二. . 清洁燃料生产技术加快开发和推广清洁燃料生产技术加快开发和推广生产清洁燃料是当今世界炼油厂发展的主旋律和主课题 。我国欧标准2005年7月1日执行，

14、欧标准2005年在北京执行，2010年推向全国。新的车用无铅汽油标准要求在2009年底后，全国范围内的无铅汽油硫含量都要降为150g/g。美国己于2007年转向使用15g/g超低硫柴油。2009年起执行柴油10g/g含硫限值，欧盟市场上出售的所有柴油中的硫含量必须降到10g/g以下；2009年起执行柴油中最大多环芳烃含量小于8%。 世界主要国家和地区达到相应汽油标准的时间，年汽油无铅化欧欧欧欧硫，g/g美国欧洲日本中国19962002198920005001990199820051502000200019992009底50200420052005201010200720082008未确定汽油深

15、度和超深度脱硫技术汽油深度和超深度脱硫技术降低降低FCC汽油含硫量的主要方案有：汽油含硫量的主要方案有：FCC进料预处理（HDS） FCC进料预处理有助于提高FCC转化率和生产超低硫汽油（ULSG）及超低硫柴油（ULSD）。降低FCC汽油干点FCC汽油后处理使用FCC降硫助剂和催化剂 开发可降硫的催化剂和添加剂（助剂），不仅可减少汽油含硫，而且不损失其他产品产率。汽油脱硫后处理技术汽油脱硫后处理技术1. UOP公司ISAL工艺2. 埃克森美孚公司第二代SCANfining工艺3. IFP 的Prime-G+工艺4. CDTECH公司催化蒸馏工艺5. BP公司OATS工艺6. 抚顺石化研究院OC

16、T工艺汽油脱硫新技术汽油脱硫新技术1. 吸附法汽油脱硫工艺 康菲石油公司开发的S Zorb吸附法（S Zorb SRT）汽油脱硫工艺与加氢处理不同，它选择性地去除硫化物而不是转化硫化物。2. 膜法脱硫工艺3. 离子液体法脱硫工艺柴油深度和超深度脱硫技术柴油深度和超深度脱硫技术深度和超深度脱硫技术深度和超深度脱硫技术1. 海尔德-托普索公司工艺2. KBR公司MAK Fining工艺3. 鲁姆斯公司Syntechnology工艺4. 生产超低硫柴油的IsoTherming技术5. 加氢处理新催化剂的开发柴油脱硫新工艺柴油脱硫新工艺1. 缓和加氢裂化新途径2. 生物脱硫3. 氧化法脱硫4. 络合法

17、脱硫5. 先脱氮后脱硫的加氢预处理技术6. 吸附法脱硫三三. . 润滑油和基础油不断升级换代润滑油和基础油不断升级换代埃克森美孚公司选择性催化脱蜡（埃克森美孚公司选择性催化脱蜡（MSDW）工艺）工艺 应用于生产高粘度指数（VI）润滑油基础油和高VI/低芳烃基础油。 雪佛龙公司的异构脱蜡工艺及异构脱蜡催化剂雪佛龙公司的异构脱蜡工艺及异构脱蜡催化剂 可生产低温流动性良好的高质量润滑油基础油。 非常规基础油料重要性日显非常规基础油料重要性日显 非常规润滑油基础油料重要性日显，非常规基非常规润滑油基础油料重要性日显，非常规基础油料包括聚础油料包括聚-烯烃（烯烃（PAO）、磷酸酯、聚烷撑乙）、磷酸酯、聚

18、烷撑乙二醇（二醇（PAG）、）、III类加氢裂化基础油油等，这些非类加氢裂化基础油油等，这些非常规基础油料在世界上已成为润滑油领域不断增长常规基础油料在世界上已成为润滑油领域不断增长的组分部分，其数量和重要性正在增长之中。的组分部分，其数量和重要性正在增长之中。四四. . 重油加工技术成发展热点重油加工技术成发展热点全世界炼油厂约生产6.89亿吨/年渣油，大多以低级燃料出售。渣油高效转化加工己成为炼油工业，尤其是加工重质原油炼油厂的重要命题。目前渣油的加工在逐步扩大，世界重质原油产量将由2005年850万桶/天进一步增加到2015年1180万桶/天、2025年1750万桶/天 。原油API渣油

19、含量，%Forcados布伦特阿拉伯轻质Oriente玛亚30.039.034.031.622.18.113.019.020.639.6年份重质原油产量焦化能力20052010201520202025850980118014401750430510610720860世界典型原油渣油含量世界典型原油渣油含量 世界重质原油产量和焦化能力预测，万桶世界重质原油产量和焦化能力预测，万桶/ /天天重油加工技术固定床常渣和减渣加氢脱硫（ARDS和VRDS）技术，如法国Axens公司的Hyvahl工艺（与R2R渣油催化裂化相组合），可高转化率地生产中间馏分油和汽油。沸腾床渣油加氢技术如氢-油（H-Oil）法

20、，在需中高转化率时较适合于加工高含金属的进料。方案方案1：采用：采用RFCC（R2R）和）和VRDS（Hyvahl）的零硫燃料炼油厂）的零硫燃料炼油厂 。方案方案2：劣质原料的加氢裂化和转化：劣质原料的加氢裂化和转化H-Oil法：法： 渣油改质的技术进步和趋势渣油改质的技术进步和趋势1. 渣油催化裂化催化剂渣油催化裂化催化剂 安格公司、戴维逊公司2. 渣油加氢处理技术渣油加氢处理技术 减压渣油淤浆加氢裂化减压渣油淤浆加氢裂化 我国重油悬浮床加氢工艺第二阶段工业化试验成功，已具备工业化推广条件。该技术的重大突破，将为我国数亿吨劣质稠油的加工利用开辟了新途径。该工艺的核心技术和主体专利由中国石油大

21、学（华东）提供。3.其他的渣油改质工艺进展其他的渣油改质工艺进展（1）改质重质渣油的）改质重质渣油的EST淤浆法工艺淤浆法工艺 （2）日本开发沥青转化为液体石油新工艺）日本开发沥青转化为液体石油新工艺 （3）超重质油利用超临界水破解）超重质油利用超临界水破解 （4）转化重质原料的催化加氢裂化工艺）转化重质原料的催化加氢裂化工艺（5）改质重油的快速热解法工艺）改质重油的快速热解法工艺（6）重油加氢裂化）重油加氢裂化(HC)3技术技术五五. . 节能技术不断深化节能技术不断深化我国有大型炼油企业59家，加上各地小型炼油企业80多家，原油年加工能力3.28亿吨，加工原油2.86亿吨，年消耗能源308

22、0多万吨标煤。预计2010年我国原油需求量将达到4.5亿6.1亿吨，原油加工量也将大幅度增长。 节能技术在深化节能技术在深化蒸馏节能技术蒸馏节能技术反应蒸馏技术反应蒸馏技术膜法蒸馏节能技术膜法蒸馏节能技术分离节能技术分离节能技术自动化控制节能技术自动化控制节能技术六六. . 环保减排日益重视环保减排日益重视BP、壳牌等石油公司，都是世界气候变化公约的成员。埃克森美孚公司遵从联邦和州的环保法规，投资5.71亿美元，用于改进七座炼油厂（包括石化装置）的污染控制。 道达尔石化美国公司改造其位于美国得克萨斯州1200万吨/年阿瑟港炼油厂的污染控制系统，以实现减排，满足美国环保局制定的清洁空气法要求。这

23、项改造，将减少SO2排放800多吨/年、NOx排放120多吨/年。康菲公司使其加州北方炼油厂扩能时，在温室气体（GHG）减排方面投资1000万美元。中国石化的减排取得成效，由于原油资源劣质化的影响，原油平均硫含量从2005年的0.9%上升到2007年的1.03%，但集团的二氧化硫排放总量却降低了12%。CO2生产清洁燃料技术生产清洁燃料技术美国桑地亚（Sandia）国家实验室开发利用CO2生产清洁燃料技术。该技术涉及将CO2转化为CO，CO再较容易地用于制取燃料，包括氢气、甲醇和汽油。 碳科学公司（Carbon Sciences）开发将CO2转化为低碳烃类（C1C3）的工艺过程，以便再进一步改

24、质成较高碳的燃料，如汽油和喷气燃料。 CO2转化为低碳烃的生物催化过程转化为低碳烃的生物催化过程 NOx是引起臭氧层污染的主要原因之一催化裂化（FCC）装置是炼油厂最大的排放源，从烟气中排放的有颗粒物质、SOx、NOx和CO。 选择性催化还原（SCR）是脱除FCC装置烟气中NOx的高效技术。 减少FCC装置再生器NOx排放的催化方法成为炼厂有吸引力的经济方案。 七七. . 石油燃料加快向生物燃料演化石油燃料加快向生物燃料演化减少对石油依赖和减少温室气体排放的双重作用减少对石油依赖和减少温室气体排放的双重作用生物乙醇、生物柴油和其他替代燃料预计将在一定程度上填补石油供应的短缺。表表1. 世界各地

25、区生物燃料生产现状和预测，亿加仑世界各地区生物燃料生产现状和预测，亿加仑北美中/南美欧洲亚太地区2006年超过404011172020年300702003001. 生物质制油（生物油）生物质制油（生物油）生物质热转化为运输燃料的两个主要路径生物质热转化为运输燃料的两个主要路径 ：(1)气化，产生合成气 (2)快速热解，在缺氧情况下用热量使生物质分解为液体产品 2. 生物乙醇生物乙醇据预测，到据预测，到2025年世界可望使用生物乙醇替代汽油需求量的年世界可望使用生物乙醇替代汽油需求量的10%。 至至2020年燃料乙醇生产量预测年燃料乙醇生产量预测 3. 生物柴油生物柴油生物柴油原料来源可以是任何

26、天然的油(或脂)，如植物油脂(大豆油、玉米油、菜籽油、棕榈油等)、动物油脂(动物脂肪)或废食用油等。美国 欧盟2000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年31646658285886878115152195318489美国和欧盟历年生物柴油生产量统计，万吨美国和欧盟历年生物柴油生产量统计，万吨历年来世界生物柴油的生产和能力发展趋势历年来世界生物柴油的生产和能力发展趋势 生物能源新材料一种耐干耐瘠植物麻疯树（又称小油桐树、膏桐），正在击败大豆、菜籽、蓖麻、花生及餐饮回收废油等其他生物柴油原料，而令中外能源巨头青睐有加。麻疯树是一种无毒的、纯天然、具有生物可降解性的生物燃

27、料来源，可以作为柴油的替代物。海藻生产生物柴油：潜在的原料新来源海藻是微小的生物工厂，它利用光合成使二氧化碳和太阳光转化为能量，一天内能有效地使其重量增加几倍。4. 生物丁醇生物丁醇生物丁醇与乙醇相似，是生物加工的醇类燃料。汽油中的主要组成是C6 C8，因此丁醇比乙醇更类似于“油”，它与燃料添加剂和润滑油配伍性更好。同时，因其类似烃类的结构，丁醇不易于与水相混合，这与乙醇不同。杜邦公司与BP公司于2003年开始开发生物丁醇。英国计划利用英格兰东部的甜菜生产生物丁醇，并将其与传统汽油混合，用作车辆驱动燃料。BP公司与英国食品联合会（ABF）和美国杜邦公司合作，在英国北部建设生物乙醇装置和技术验证装置。该生物乙醇装置建在BP公司在Hull的Saltend现有化学品生产地，将从小麦原料生产4.2亿升/年生物乙醇。八八. . 炼油厂和装置大型化趋势不可逆转炼油厂和装置大型化趋势不可逆转世界炼油工业结构调整的重点， 就是装置大型化、炼化一体化。炼油装置大型化提高效率和效益是不言而喻的。首先是经济效益突出。其次是节能减排明显。中国炼油厂加快向规模化演化中国炼油厂加快向规模化演化中石化镇海炼化分公司到2009年9月份的炼油能力将扩大到2300万吨/年。镇海炼化是全国最大的