第三章清洁燃料生产技术及发展方向

第三章清洁燃料生产技术及发展方向目录中国炼油工业面临挑战汽柴油组成与排放的关系国外清洁燃料的变化趋势及发展动向我国车用汽油及柴油质量现状清洁汽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环境车用燃料汽车中国加入WTO2008年在我国举办绿色奥运汽车工业国际化、现代化汽车排放标准（欧II、欧III）执行的时间表提前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6880万吨2010年进口1亿吨，消费量的1/32015年进口1.8亿吨，消费量的1/22、企业装置规模与经济效益的挑战装置规模能耗开工周期装置开工率中国炼油工业面临的挑战3、装置结构与产品结构的挑战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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二次加工柴油比例高，加氢精制能力不足，硫高，安定性差，部分柴油十六烷值低柴油需求量大，柴汽比需提高到2.0以上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PM北京市大气污染的主要问题（1998年度）总悬浮颗粒物（TSP）超标89%PM10PM2.5来源复杂二氧化硫（S02）超标100%氮氧化物（NOX）超标204%一氧化碳（CO）冬季交通干线超标臭氧（O3）夏季存在超标问题大气污染物中机动车排放分担率，%大气污染物美国中国北京中国上海一氧化碳CO666386氮氧化物NOx433756碳氢化合物HC317496可吸入颗粒PM20--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。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450ppm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从20%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从45%降低至20%00.10.20.30.40.50.60.70.8354045505560十六烷值排放量，g/kmCOHCNOXPM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/kmCOHCNOXPM车用柴油多环芳烃含量与排放关系控制途径：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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％常规汽油每加仑汽油标准简单模型复杂模型第二阶段蒸汽压美国南部,Psi/kPa≤7.2/50蒸汽压美国北部,Psi/kPa≤8.1/56美国南部VOC减少量，%≥35.1≥27.5美国北部VOC减少量，%≥15.6≥25.9毒性空气污染物减少量，%≥15.0≥15.0≥20.0NOx减少量，%≥0.0≥5.5苯含量，%(v/v)≤1.0≤1.0≤1.0氧含量，%(m/m)≥2.0≥2.0≥2.0硫含量、烯烃含量、T90的年均值不得超过1990年全美基准汽油水平简单模型和复杂模型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）0.0339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）1.8~2.2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芬兰1993瑞典1994欧洲2000蒸气压，kPa（夏季）≤70≤70≤60E100℃,%(v/v)≥47≥46E150,%(v/v)≥75烯烃含量，%(v/v)≤18芳烃含量，%(v/v)≤42苯含量，%(v/v)≤1.0≤3.0≤1.0氧含量，%(m/m)2.0-2.7≤2.0≤2.3铅含量，g/L≤0.005硫含量，%(m/m)≤0.01≤0.01≤0.015欧洲新配方汽油规格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131355欧洲轻型汽油车排放限值1）CO(g/km)HC(g/km)NOX(g/km)HC+NOX(g/km)欧洲Ⅰ号(1992-1995)3.16——1.13欧洲Ⅱ号(1996-1999)2.2——0.5欧洲Ⅲ号(2000-2005)2.30.200.15—欧洲Ⅳ号(建议)1.000.100.08—注：1）本标准限值为不大于该数值欧洲车用燃料硫含量的发展趋势汽油当前2000年2005年500ppm150ppm50ppm柴油当前2000年2005年500ppm350ppm50ppm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1998年6月，在比利时布鲁塞尔举行的世界燃油会议上，由美国、欧洲和日本汽车制造商协会和发动机制造商协会提出(world-widefuelcharter)。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0.20.050.0350.005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II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2003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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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扩大生产高辛烷值汽油组分装置的能