2-8清洁燃料能源的生产

12.8清洁燃料能源的生产2化石燃料利用对环境的影响1、空气质量下降污染物：CO、SOX、NOX、粉尘、挥发性有机化合物等。2、温室效应：CO2是主要的温室气体。3、酸雨：SOX、NOX是形成酸雨的重要物质。化石燃料能源是不可再生的有限资源3新能源的开发利用4核能生物能风能太阳能新能源51千克铀的原子核所释放出来的热量，大约相当于3570吨（3570000千克）煤燃烧时所放出的热量。建造一座发电量为100万千瓦的电站，如果是核电站，每年需要补充的核燃料为30吨，六辆解放牌载重汽车就可运进。如果是烧煤的火力电站，每年要消耗300多万吨煤。运输这些煤炭，平均每天要开三列火车，每列火车挂40节车皮；或是每天要开一艘万吨级的轮船。核能6核能核能发电示意图7核能秦山核电站8太阳灶太阳能9太阳能太阳能发电装置10太阳能太阳能计算器11太阳能太阳能汽车12太阳能太阳能发电站13风能14风能澳大利亚风力发电15风能16生物能17阿里地区地热田其他新能源18其他新能源冰岛地热19其他新能源地热电站20其他新能源潮汐能成因示意图21其他新能源22清洁燃料清洁燃料是指燃料的有害物质如硫、氮、重金属、烯烃、芳烃等含量低，燃烧后的尾气对环境污染小。23清洁燃料生产技术及发展方向24炼油工业正面临环保及汽车双重压力环境车用燃料汽车25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PM26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。27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28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29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30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31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32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33项目美国EPA欧洲19952000II类III类饱和蒸汽压，kPa最大6060苯含量，%(v/v)最大1.01.02.51.0氧含量，%(m/m)最大2.02.32.72.7芳烃含量，%(v/v)最大25424035烯烃含量，%(v/v)最大10182010硫含量，ppm最大33915020030汽油清净剂√√√√世界燃油规范环保及汽车制造商对汽油组成的要求34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35项目美国EPA欧洲19932000II类III类硫含量，ppm最大50035030030十六烷值最小40515355芳烃含量，%(m/m)最大35.0－25.015.0多环芳烃含量，%(m/m)－1152T95,℃最高－360355340密度，kg/m3－≤845820～860820～840柴油清净剂－－√√汽车商规范环保及汽车制造商对柴油组成的要求36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37美国新配方汽油的市场份额012345678919909192939495969798992000汽油消费量，×106桶/天含氧汽油新配方汽油32％常规汽油38美国基础汽油规格项目平均值抗爆指数，（RON＋MON）/287.3馏程初馏点，℃10％蒸发温度，℃50％蒸发温度℃90％蒸发温度,℃终馏点，℃4653103166213蒸汽压，kPa60烯烃含量，％（v/v）10.8芳烃含量,％（v/v）28.6苯含量,％（v/v）1.6硫含量,％（m/m）0.033939美国加州第2阶段新配方汽油规格项目指标馏程50％蒸发温度，不高于90％蒸发温度，不高于99149蒸汽压，kPa不大于48.3硫含量，％（m/m）不大于0.004芳烃含量，％（v/v）不大于25烯烃含量，％（v/v）不大于6.0苯含量％（v/v）不大于1.0氧含量,％（m/m）1.8~2.240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41欧洲汽油标准变化项目1993年（EN228-93）1998年（EN228-98）2000年（EN228-99）2005年(待批)汽车排放标准欧洲Ⅰ号欧洲Ⅱ号欧洲Ⅲ号欧洲Ⅳ号硫含量，％不大于0.10.050.0150.005苯含量，％不大于5511芳烃含量，％不大于无规定无规定4235烯烃含量，％不大于无规定无规定1818氧含量，％不大于2.52.52.72.3铅含量，mg/L不大于13135542欧洲车用燃料硫含量的发展趋势汽油常规2000年2005年500ppm150ppm50ppm柴油常规2000年2005年500ppm350ppm50ppm43世界燃油规范汽油主要指标项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类铅，g/L不大于0.013未检出未检出未检出硫含量，％（m/m）不大于0.100.020.003无氧含量，％（m/m）不大于2.72.72.72.7芳烃含量，％（v/v）不大于50.040.035.035.0烯烃含量，（v/v）不大于－20.010.010.0苯含量，（v/v）不大于5.02.51.01.0清净剂－必须加必须加必须加44欧洲车用柴油标准变化1993年（EN590－93）1998年（EN590－98）2000年（EN590－99）2005年（建议）排放标准欧洲Ⅰ号欧洲Ⅱ号欧洲Ⅲ号欧洲Ⅳ号十六烷值，不小于49495158十六烷指数，不小于464646－密度，kg/m3820～860820～860820～845820～825多环芳烃，％（v/v）不大于无规定无规定111T95℃不大于370370360340硫含量,％(m/m)不大于0.20.050.0350.00545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46II类汽油*III类汽油*我国新标准**苯含量,%≤2.5≤1.0≤2.5烯烃含量，%≤20≤10≤35芳烃含量，%≤40≤35≤40含氧化合物，%≤2.7≤2.0≤2.7硫含量，ppm≤200≤30≤800*《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47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482003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Ⅱ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49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50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51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52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53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-VI54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55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56II类柴油标准*Ⅲ类柴油标准*新标准**（轻柴油）大企标***（城市车用）十六烷值53554550硫含量,ppm(重)300302000300芳烃,%(重)2515不限制25*《世界燃油规范》，美欧日汽车制造商协会建议的理想标准**GB-252-2000，2000年10月发布，2002年1月1日起实施***中石化企业标准Q/SHR006-2000，2000年11月发布，2003年实施国内外柴油标准的差别57石化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Ⅱ类的股份公司企业标准硫含量小于300ppm，十六烷值不小于50国内轻柴油发展趋势582000-2004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59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、加氢异构等柴油质量提高途径60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61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柴油精制技术62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%，已工业化提高柴油十六烷值、降低柴油密度技术63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