清洁燃料生产技术及发展方向QJRL课件

清洁燃料生产技术及发展方向清洁燃料生产技术及发展方向2003年年3月月21日日目目 录录u 中国炼油工业面临挑战中国炼油工业面临挑战u 汽柴油组成与排放的关系汽柴油组成与排放的关系u 国外清洁燃料的变化趋势及发展动向国外清洁燃料的变化趋势及发展动向 u 我国车用汽油及柴油质量现状我国车用汽油及柴油质量现状u 清洁汽油生产技术及发展方向清洁汽油生产技术及发展方向u 清洁柴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炼油工业正面临环保及汽车双重压力环环 境境车用燃料车用燃料汽汽 车车u 中国加入中国加入WTOWTOu 2008 2008年在我国举办绿色奥运年在我国举办绿色奥运u 汽车工业国际化、现代化汽车工业国际化、现代化u 汽车排放标准（欧汽车排放标准（欧II II、欧、欧IIIIII）执行的）执行的 时间表提前时间表提前中国炼油工业面临的挑战中国炼油工业面临的挑战1、石油资源不足的挑战 2000年进口原油年进口原油6880万吨万吨 2010年进口年进口1亿吨，消费量的亿吨，消费量的1/3 2015年进口年进口1.8亿吨，消费量的亿吨，消费量的1/22、企业装置规模与经济效益的挑战 装置规模装置规模 能耗能耗 开工周期开工周期 装置开工率装置开工率中国炼油工业面临的挑战中国炼油工业面临的挑战3 3、装置结构与产品结构的挑战、装置结构与产品结构的挑战u催化裂化比例高，加氢裂化、加氢精制、催化催化裂化比例高，加氢裂化、加氢精制、催化重整、烷基化和醚化装置比例低重整、烷基化和醚化装置比例低u催化裂化汽油比例高，重整和烷基化汽油低，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、硫高成品汽油高辛烷值组分低，烯烃、硫高u二次加工柴油比例高，加氢精制能力不足，二次加工柴油比例高，加氢精制能力不足，硫硫高，安定性差，部分柴油十六烷值低高，安定性差，部分柴油十六烷值低u柴油需求量大，柴汽比需提高到柴油需求量大，柴汽比需提高到2.0以上以上中国炼油工业面临的挑战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我国大气环境污染状况大气污染大气污染酸雨酸雨:SOx :SOx 温室效应温室效应:CO:CO2 2,CH,CH4 4,NOx,NOx,臭氧层破坏臭氧层破坏:氟氯烃氟氯烃光化学烟雾光化学烟雾:NOx,:NOx,汽车尾气汽车尾气 SOx SOx、NOx NOx 、HCHC、颗粒物、颗粒物PMPM北京市大气污染的主要问题北京市大气污染的主要问题（19981998年度）年度）u 总悬浮颗粒物（总悬浮颗粒物（TSP）超标）超标89%PM10 PM2.5来源复杂来源复杂u 二氧化硫（二氧化硫（S02）超标超标100%u 氮氧化物（氮氧化物（NOX）超标超标204%u 一氧化碳（一氧化碳（CO）冬季交通干线超标冬季交通干线超标u 臭氧（臭氧（O3）夏季存在超标问题夏季存在超标问题大气污染物中机动车排放分担率，大气污染物中机动车排放分担率，%大大气气污污染染物物 美美国国 中中国国北北京京 中中国国上上海海 一一氧氧化化碳碳C CO O 6 66 6 6 63 3 8 86 6 氮氮氧氧化化物物N NO Ox x 4 43 3 3 37 7 5 56 6 碳碳氢氢化化合合物物H HC C 3 31 1 7 74 4 9 96 6 可可吸吸入入颗颗粒粒P PM M 2 20 0 -汽油组成对排放的影响汽油组成对排放的影响u 降低硫含量，可显著减少降低硫含量，可显著减少SOxSOx排放，有限度排放，有限度 减少减少NOxNOx、COCO、HCHC和有毒物排放；和有毒物排放；u 降低芳烃含量，可明显减少尾气中有毒物降低芳烃含量，可明显减少尾气中有毒物 质排放；质排放；u 降低烯烃，可明显降低同臭氧结合的倾向；降低烯烃，可明显降低同臭氧结合的倾向；u 加入含氧化合物，可提高抗爆性，使燃烧加入含氧化合物，可提高抗爆性，使燃烧 完全，降低完全，降低COCO、HCHC排放，但对排放，但对NOxNOx、有毒物、有毒物 排放影响不显著排放影响不显著。柴油组成与排放的关系柴油组成与排放的关系u 随着硫含量的增加，尾气中的随着硫含量的增加，尾气中的SOSOX X增加增加u 随着多环芳烃的增加，随着多环芳烃的增加，NONOX X和和PMPM增加，而增加，而COCO 和和HCHC下降下降u 随着十六烷值的增加，随着十六烷值的增加，COCO和和HCHC排放显著下降，排放显著下降，NONOX X排放略有下降，但排放略有下降，但PMPM增加增加硫含量对汽车排放的影响硫含量对汽车排放的影响NOxCOHCToxics-30-20-100质量排放变化率，硫含量从硫含量从450ppm降低至降低至50ppmOzoneToxicsNoxCOHC-30-20-10010质量排放变化率，烯烃含量对汽车排放的影响烯烃含量对汽车排放的影响烯烃含量从烯烃含量从20%降低至降低至5%HCCONOxToxics-40-30-20-100质量排放变化率，芳烃含量对汽车排放的影响芳烃含量对汽车排放的影响芳烃含量从芳烃含量从45%降低至降低至20%00.10.20.30.40.50.60.70.8354045505560十六烷值排放量，g/k mCOHCNOXPM车用柴油十六烷值与排放关系车用柴油十六烷值与排放关系00.10.20.30.40.50.60.751015202530多环芳烃含量，%(m/m)排放值，g/k mCOHCNOXPM车用柴油多环芳烃含量与排放关系车用柴油多环芳烃含量与排放关系控制途径：控制途径：u汽车生产技术改进汽车生产技术改进u生产使用清洁燃料生产使用清洁燃料u提高汽车压缩比提高汽车压缩比u电子喷射电子喷射u闭环控制闭环控制u催化转换器催化转换器u汽油缸内直接喷射汽油缸内直接喷射uPM捕集过滤器捕集过滤器u废气再循环废气再循环控制机动车尾气排放控制机动车尾气排放u 降低降低挥发性有机物（挥发性有机物（VOC）排放排放u 减少减少毒性空气污染物（毒性空气污染物（Toxics）排放排放u 苯、苯、1.3丁二烯、甲醛、乙醛、多环有机物丁二烯、甲醛、乙醛、多环有机物 u 减少减少氮氧化物（氮氧化物（NOX）的排放的排放u 减少减少颗粒物（颗粒物（PM2.5、PM10）排放排放 u 提高尾气催化转化器提高尾气催化转化器转化效率转化效率和和使用寿命使用寿命 清洁燃料的主要目标清洁燃料的主要目标清洁汽油的一般特性清洁汽油的一般特性 尽可能低的尽可能低的苯含量苯含量 较低的较低的蒸汽压蒸汽压 尽可能低的尽可能低的硫含量硫含量 较少的较少的芳烃芳烃 较少的较少的烯烃烯烃 较低的较低的终馏点终馏点 添加添加含氧化合物含氧化合物 足够量的足够量的汽油清净剂汽油清净剂清洁车用柴油的一般特性清洁车用柴油的一般特性 降低降低多环芳烃多环芳烃含量含量 提高提高十六烷值十六烷值 尽可能低的尽可能低的硫含量硫含量 限制限制密度范围密度范围 较低的较低的终馏点终馏点 添加添加柴油清净剂柴油清净剂 国外车用汽油的发展趋势国外车用汽油的发展趋势 尽可能低的尽可能低的苯含量苯含量 较低的较低的蒸汽压蒸汽压 尽可能低的尽可能低的硫含量硫含量 较少的芳烃 较少的烯烃 较低的终馏点 添加添加含氧化合物含氧化合物 足够量的足够量的汽油清净剂汽油清净剂项项 目目美国美国 EPA欧洲欧洲19952000II类类III类类 饱和蒸汽压，饱和蒸汽压，kPa 最大最大6060 苯含量，苯含量，%(v/v)最大最大1.01.02.51.0 氧含量，氧含量，%(m/m)最大最大2.02.32.72.7 芳烃含量，芳烃含量，%(v/v)最大最大25424035 烯烃含量，烯烃含量，%(v/v)最大最大10182010 硫含量，硫含量，ppm 最大最大33915020030 汽油清净剂汽油清净剂世界燃油规范世界燃油规范环保及汽车制造商对汽油组成的要求环保及汽车制造商对汽油组成的要求 降低降低多环芳烃多环芳烃含量含量 提高提高十六烷值十六烷值 尽可能低的尽可能低的硫含量硫含量 限制限制密度范围密度范围 较低的较低的终馏点终馏点 添加添加柴油清净剂柴油清净剂 国外车用柴油的发展趋势国外车用柴油的发展趋势项项 目目美国美国 EPA欧洲欧洲19932000II类类III类类 硫含量，硫含量，ppm 最大最大50035030030 十六烷值十六烷值 最小最小40515355 芳烃含量，芳烃含量，%(m/m)最大最大35.025.015.0 多环芳烃含量，多环芳烃含量，%(m/m)1152 T95,最高最高360355340340 密度，密度，kg/m38458208608208 48 4 0 柴油清净剂柴油清净剂汽车商规范汽车商规范环保及汽车制造商对柴油组成的要求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美国含氧汽油及新配方汽油1990.11 美国国会批准美国国会批准“空气清净法空气清净法”修正案修正案1992.11含氧汽油开始含氧汽油开始（含氧量（含氧量95m%95m%，已工业化已工业化u 催柴单段加氢处理脱硫脱芳技术（催柴单段加氢处理脱硫脱芳技术（SSHTSSHT）u 柴油两段脱硫脱芳烃技术（柴油两段脱硫脱芳烃技术（DDADDA）u 满足世界燃油规范满足世界燃油规范II II、IIIIIIu SSHT SSHT于于20012001年年7 7月在燕山石化投产，产月在燕山石化投产，产 品满足世界燃油规范品满足世界燃油规范IIIIu DDA DDA的柴油收率可达的柴油收率可达98%98%以上以上柴油脱芳烃技术柴油脱芳烃技术中压加氢裂化技术中压加氢裂化技术 主要是主要是RMCRMC技术技术生物脱硫技术生物脱硫技术 生产硫含量低于生产硫含量低于10ppm10ppm的柴油的柴油 加氢技术加氢技术/生物脱硫技术相结合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添加剂 柴油清净剂、消烟节能剂、稳定剂、降凝剂柴油清净剂、消烟节能剂、稳定剂、降凝剂清洁柴油其他生产技术清洁柴油其他生产技术u 符合中国原油特点和炼油生产之国情符合中国原油特点和炼油生产之国情u 汽油、柴油尽可能低硫汽油、柴油尽可能低硫u 汽油烯烃与芳烃合适的比例汽油烯烃与芳烃合适的比例u 提高汽油辛烷值提高汽油辛烷值u 提高柴油十六烷值提高柴油十六烷值u 提高柴油氧化安定性提高柴油氧化安定性u 代用燃料的开发利用代用燃料的开发利用我国清洁燃料的发展方向我国清洁燃料的发展方向代用燃料代用燃料 目前使用最广泛的代用燃料是压缩天目前使用最广泛的代用燃料是压缩天然气（然气（CNGCNG），液化天然气（），液化天然气（LNGLNG）和液）和液化石油气（化石油气（LPGLPG）。我国已制定了压缩天）。我国已制定了压缩天然气和液化石油气产品标准，其主要技然气和液化石油气产品标准，其主要技术要求见表术要求见表1818和表和表1919。汽车用压缩天然气主要技术要求汽车用压缩天然气主要技术要求(GB 18047-2000)(GB 18047-2000)项目项目 指标指标 高位发热量，高位发热量，MJ/mMJ/m3 3 不小于不小于 31.4 31.4 硫化氢含量，硫化氢含量，mg/mmg/m3 3 不大于不大于 15 15 总硫含量，总硫含量，mg/mmg/m3 3 不大于不大于 200 200 二氧化碳含量，二氧化碳含量，%(v/v)%(v/v)不大于不大于 3.0 3.0 水露点水露点 低于最高操作压力下最低低于最高操作压力下最低环境温度环境温度5 5 车用液化石油气规格主要指标（车用液化石油气规格主要指标（SY7548-1998SY7548-1998）项目项目车用丙烷车用丙烷车用丙丁车用丙丁烷烷37.837.8蒸气压蒸气压(表表),kPa kPa 不大于不大于1430143014301430丙烷丙烷,%(v/v),%(v/v)不小于不小于6060丁烷以上丁烷以上,%(v/v),%(v/v)不大于不大于2.52.5戊烷以上戊烷以上,%(v/v),%(v/v)不大于不大于2 2丙烯丙烯,%(v/v),%(v/v)不大于不大于5 55 5100ml100ml 蒸发残留蒸发残留,ml ,ml 不大于不大于0.050.050.050.05油渍观察油渍观察通过通过通过通过密度密度(15(15或或 2020)实测实测实测实测铜片腐蚀铜片腐蚀 不大于不大于1 11 1总硫含量总硫含量,mg/kg ,mg/kg 不大于不大于123123140140游离水游离水无无无无生产清洁燃料需要巨大投入生产清洁燃料需要巨大投入u 美国美国9090年代初至今累计投入年代初至今累计投入300300多亿美金多亿美金u 油品成本提高、炼厂利润下降油品成本提高、炼厂利润下降u 欧洲炼厂达到欧洲炼厂达到2000EC2000EC规格，也将投资规格，也将投资200-200-300 300亿美金亿美金u 解决上述问题，我国也需大量投入解决上述问题，我国也需大量投入1 1、加强清洁燃料生产的总体规划、加强清洁燃料生产的总体规划2 2、加大技术开发投资和建设投资、加大技术开发投资和建设投资3 3、加强环保、汽车和炼油三方协调、合作、加强环保、汽车和炼油三方协调、合作4 4、制订适合我国国情的汽、柴油标准、制订适合我国国情的汽、柴油标准5 5、结合我国资源状况制定代用燃料开发规划、结合我国资源状况制定代用燃料开发规划意见和建议意见和建议谢谢 谢谢！