車用燃料清潔化講稿.ppt

張 英 中國(guó)石化撫順石油化工研究院,車用燃料清潔化: 發(fā)展、挑戰(zhàn)和對(duì)策,2008.12.2 廣東陽(yáng)江,2,主要內(nèi)容,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展 中國(guó)車用燃料清潔化進(jìn)程 油品清潔化，中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn) 生產(chǎn)車用清潔燃料的對(duì)策及建議 結(jié)束語(yǔ),歐美及亞洲部分國(guó)家和地區(qū) 車用燃料規(guī)格的發(fā)展,石油煉制分會(huì)南方組技術(shù)交流會(huì)議,4,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展,為了實(shí)現(xiàn)人與自然、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)紛紛制定日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和汽車排放標(biāo)準(zhǔn)； 研究表明，汽車尾氣排放的有害物質(zhì)對(duì)城市空氣污染要承擔(dān)70%的責(zé)任； 包括機(jī)內(nèi)凈化、機(jī)外凈化、提高油品質(zhì)量在內(nèi)的汽車清潔行動(dòng)在全球已全面展開； 歐美是目前全球油品質(zhì)量要求最高的地區(qū)； 亞洲各國(guó)緊跟歐美積極推進(jìn)車用燃料清潔化進(jìn)程。,5,歐盟汽油規(guī)格的變遷,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展,歐盟柴油規(guī)格的變遷,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展,美國(guó)車用燃料質(zhì)量規(guī)格的發(fā)展,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展,8,車用汽油清潔化的核心,無(wú)鉛 高辛烷值 低硫 限制烯烴、芳烴和苯含量,35年新一輪升級(jí)；發(fā)展的總趨勢(shì)是超低硫！,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展,9,高十六烷值 高氧化安定性 低硫 低芳烴含量,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展,車用柴油清潔化的核心,35年新一輪升級(jí)；發(fā)展的總趨勢(shì)是超低硫！,10,亞洲各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，汽車排放標(biāo)準(zhǔn)整體進(jìn)程相對(duì)歐美稍慢，但總體上一直緊跟歐洲的發(fā)展趨勢(shì)，參照歐盟排放法規(guī)體系制定自身的排放標(biāo)準(zhǔn)并逐步向其靠攏，一些發(fā)達(dá)國(guó)家如日本對(duì)汽車排放物的限值要求處于亞洲甚至世界的領(lǐng)先地位。 目前，95%的亞洲國(guó)家實(shí)現(xiàn)了汽油無(wú)鉛化。,歐美及亞洲地區(qū)車用燃料規(guī)格的發(fā)展,亞洲汽車排放標(biāo)準(zhǔn)及燃料規(guī)格發(fā)展,發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū) 2005年以后車用汽、柴油硫含量均低于 50ppm，2010年前后達(dá)到10 ppm 左右。 日本、韓國(guó)、新加坡、中國(guó)臺(tái)灣和中國(guó)香港未來(lái)幾年將從歐向歐過(guò)渡。 其他國(guó)家和地區(qū) 大體相當(dāng)于歐美2000年左右的水平； 中國(guó)、印度、印度尼西亞、泰國(guó)、越南從歐向歐或歐過(guò)渡； 文萊、馬來(lái)西亞、斯里蘭卡從歐向歐過(guò)渡； 孟加拉國(guó)、尼泊爾、巴基斯坦則限制高硫燃料。,亞洲汽車排放標(biāo)準(zhǔn)及燃料規(guī)格發(fā)展,12,來(lái)源：cai-asia,亞洲部分國(guó)家和地區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展?fàn)顩r,一些國(guó)家/地區(qū)車用汽油規(guī)格,一些國(guó)家/地區(qū)車用汽油規(guī)格,一些國(guó)家/地區(qū)車用柴油規(guī)格,一些國(guó)家/地區(qū)車用柴油規(guī)格,中國(guó)車用燃料清潔化發(fā)展進(jìn)程,石油煉制分會(huì)南方組技術(shù)交流會(huì)議,18,汽車排放標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)等效使用歐盟排放標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)展較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還有5-8年的差距。,中國(guó)車用燃料清潔化發(fā)展進(jìn)程,19,中國(guó)車用燃料清潔化發(fā)展進(jìn)程,汽油清潔化主要分四個(gè)階段： 1965-1991年：消滅低標(biāo)號(hào)，實(shí)現(xiàn)汽油牌號(hào)與國(guó)際接軌； 1991-2000年：用了9 年的時(shí)間成功實(shí)現(xiàn)汽油無(wú)鉛化； 2000-2009年：?jiǎn)?dòng)低硫化，限制烯烴含量 2000年1月1日制定gb17930-1999，硫1000ppm、烯烴35v%、苯2.5v%、芳烴40v%；7月1日起率先在北京、上海和廣州執(zhí)行，實(shí)際硫含量控制800ppm；2003年1月1日起全國(guó)執(zhí)行； 2005年7月1日，全國(guó)執(zhí)行硫含量500ppm；北京執(zhí)行符合s150ppm 2008年1月1日，北京執(zhí)行符合國(guó)4排放要求汽油標(biāo)準(zhǔn)s50ppm 2010年：控制高烯烴，2009年12月31日全面開始執(zhí)行g(shù)b17930-2006汽油國(guó)3標(biāo)準(zhǔn)，硫含量降到150ppm，烯烴30v%、苯1v%、芳烴40v%,中國(guó)汽油質(zhì)量升級(jí)速度快，均是年半到年升一級(jí)，從國(guó)1到國(guó)3僅用7年時(shí)間； “降低硫、苯含量，適度控制烯烴含量”是未來(lái)主要發(fā)展趨勢(shì)。,中國(guó)車用燃料清潔化發(fā)展進(jìn)程,21,中國(guó)車用燃料清潔化發(fā)展進(jìn)程,柴油質(zhì)量升級(jí)，主要是降低硫含量、提高安定性： 1964年：制定第一個(gè)輕柴油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； 2002年：實(shí)施gb252-2000輕柴油標(biāo)準(zhǔn)，取消等級(jí)品劃分，硫含量不大于2000 ppm，十六烷值不小于45； 2003年：廣州、北京等城市執(zhí)行g(shù)b/t19147-2003車用柴油國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，硫含量不大于500ppm 、十六烷值不小于49； 北京：2005年7月1日實(shí)施車用柴油地方標(biāo)準(zhǔn)db11/239-2004，硫含量不大于350ppm ； 2008年1月1日實(shí)施db11/239-2007標(biāo)準(zhǔn)，硫含量不大于50ppm。,中國(guó)車用燃料清潔化發(fā)展進(jìn)程,與汽油升級(jí)速度相比，柴油升級(jí)步驟稍慢，也不是全國(guó)性實(shí)施，造成目前車用柴油質(zhì)量水準(zhǔn)與汽油不一致； “降低硫含量、適當(dāng)提高十六烷值和控制多環(huán)芳烴”是未來(lái)主要發(fā)展趨勢(shì)。,23,中國(guó)車用燃料硫含量規(guī)格的變化,來(lái)源:international fuel quality center,硫含量不斷降低，向超低硫車用燃料發(fā)展,油品清潔化，中國(guó)煉油 工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),石油煉制分會(huì)南方組技術(shù)交流會(huì)議,25,中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),據(jù)bp世界能源統(tǒng)計(jì)，2004年全球石油探明儲(chǔ)量（剩余可采儲(chǔ)量）11890億桶（1622億噸），其中硫含量大于1.5%的高硫油約占70%，主要分布在中東、美洲和部分歐洲國(guó)家，其中中東原油中高硫原油占89.2%，我國(guó)進(jìn)口原油約45%來(lái)自中東。,問(wèn)題1- 加工原油：原油資源劣質(zhì)化，進(jìn)口依存度不斷增加,中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),預(yù)計(jì)2010、2015、2020年我國(guó)石油進(jìn)口依存度將分別為52.2%、58.7%、64.4%,問(wèn)題1-加工原油：原油資源劣質(zhì)化，進(jìn)口依存度不斷增加,我國(guó)石油對(duì)外依存度的變化,中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),汽、煤、柴油的消費(fèi)量快速增長(zhǎng)，20022006年年均增速達(dá)到8.5%； 預(yù)計(jì)“ 十一五”期間，乙烯、化工輕油、px能力年均增長(zhǎng)為20%； 我國(guó)乙烯原料幾乎100%為石腦油及重質(zhì)原料； 保證汽油的辛烷值必須有更多的高辛烷值組分重整生成油，也需要更多的石腦油，煉油行業(yè)面臨著增產(chǎn)化工輕油和增產(chǎn)高辛烷值重整汽油爭(zhēng)奪石腦油資源的兩難選擇。,問(wèn)題2-產(chǎn)品需求：提高油品質(zhì)量的同時(shí)，煉油能力增長(zhǎng)既要滿足運(yùn)輸燃料發(fā)展需要，還要保證化工原料需求。,中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),問(wèn)題3-產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)及調(diào)合組分構(gòu)成： 中國(guó)汽油產(chǎn)品幾乎全部用于車用燃料，近一半柴油為車用燃料，汽油質(zhì)量升級(jí)更迫切、壓力更大,汽柴油消費(fèi)結(jié)構(gòu),問(wèn)題3-產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)及調(diào)合組分構(gòu)成： 我國(guó)汽油組分構(gòu)成中，fcc汽油占了近75%，高辛烷值汽油組分比例不高；同時(shí)，汽油中85%95%的硫化物來(lái)自fcc汽油，而烯烴則100%來(lái)自fcc汽油，造成我國(guó)汽油的硫、烯烴含量遠(yuǎn)高于國(guó)外,因此汽油清潔化難度遠(yuǎn)高于國(guó)外; 我國(guó)柴油組分構(gòu)成中，質(zhì)量差的催化裂化柴油占了近三分之一，而且采取降烯烴改造的催化裂化所產(chǎn)柴油十六烷值偏低，因此，生產(chǎn)清潔柴油的關(guān)鍵是降低柴油硫含量、提高十六烷值；而且輕柴油沒有按照用途分類，造成整體柴油升級(jí)難度變大、成本投入增多。,中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),32,問(wèn)題4-成本和效益：增加成本，造成效益損失,實(shí)施質(zhì)量升級(jí)，煉油企業(yè)裝置復(fù)雜程度增加，加工鏈延長(zhǎng)，加工損失率增加；同時(shí)需要改擴(kuò)建加氫裝置，提高加氫裝置的負(fù)荷，增加氫氣消耗，都將帶來(lái)煉廠能耗、物耗增加；由于目前優(yōu)質(zhì)油品并不具有明顯的優(yōu)價(jià)，所以由于成本增加會(huì)帶來(lái)效益的減少，同時(shí)也增大企業(yè)的節(jié)能減排難度。,中國(guó)煉油工業(yè)面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),生產(chǎn)車用清潔燃料的對(duì)策及建議,石油煉制分會(huì)南方組技術(shù)交流會(huì)議,34,技術(shù)選擇原則,綜合優(yōu)化原則 經(jīng)濟(jì)合理原則 先進(jìn)可靠原則 可持續(xù)性原則,應(yīng)用自主研發(fā)的新工藝 應(yīng)用國(guó)內(nèi)成熟的新技術(shù) 引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)成熟清潔油品生產(chǎn)技術(shù),技術(shù)主要獲取渠道,生產(chǎn)車用清潔燃料的對(duì)策及建議,35,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,36,（1）改進(jìn)催化裂化本身技術(shù)，包括： 使用新型fcc降硫/降烯烴催化劑 使用fcc降硫/降烯烴添加劑或助劑 改進(jìn)fcc工藝技術(shù)降低汽油烯烴及硫含量,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,41,（2）科學(xué)地選用各類加氫技術(shù)：生產(chǎn)清潔汽油、滿足國(guó)3/國(guó)4排放標(biāo)準(zhǔn)要求的重要技術(shù)途徑。 催化裂化原料加氫預(yù)處理（前加氫） 可降低產(chǎn)品硫含量同時(shí)，改善產(chǎn)品分布，降低澄清油和生焦率，提高輕質(zhì)油收率，減少煙氣中sox、nox排放。 根據(jù)原料的性質(zhì),可分為渣油加氫處理和餾分油加氫處理。 日本的燃料油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之所以能夠迅速升級(jí)，主要就是得益于煉廠的fcc原料有95%以上都進(jìn)行了加氫預(yù)處理。,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,42,原料加氫處理對(duì)fcc原料和產(chǎn)品的影響,source: npra am-99-55,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇-加氫技術(shù),43,常減壓渣油固定床加氫處理技術(shù)（rht） 中石化fripp開發(fā)的s-rht渣油固定床加氫處理工藝及系列催化劑，1994年實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，建成茂名200萬(wàn)噸/年減壓渣油加氫處理裝置。 工業(yè)標(biāo)定結(jié)果，原料性質(zhì)：硫含量3.2w%、氮含量0.28w%、殘?zhí)?2.6w%、ni+v含量70g/g，在系統(tǒng)壓力15.1mpa、體積空速0.21h-1、反應(yīng)溫度376條件下，脫硫率為87%、脫氮率為54%、脫殘?zhí)柯蕿?2%、脫(ni+v)率為74%。加氫后渣油滿足rfcc進(jìn)料要求。催化劑壽命一般為8000小時(shí)。 目前中石化渣油加氫完全采用fripp和ripp的渣油加氫催化劑，總加工能力：茂名石化200萬(wàn)噸/年、齊魯石化150萬(wàn)噸/年、海南煉化310萬(wàn)噸/年；并且出口應(yīng)用于印尼石油公司350萬(wàn)噸/年裝置。,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇-加氫技術(shù),44,蠟油加氫處理： fripp開發(fā)的蠟油加氫處理技術(shù)（ffht ），可加工vgo、cgo、dao到少量vr的混合原料，脫硫率90%99% 、脫氮率60%70%、脫殘?zhí)柯?5%85%。經(jīng)過(guò)ffht后， 催化裝置可直接生產(chǎn)硫含量達(dá)到國(guó)3和歐排放標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)汽油。 已在國(guó)內(nèi)多套工業(yè)裝置上應(yīng)用，如鎮(zhèn)海、金陵、廣石化、安慶等，茂名、金陵、洛陽(yáng)石化為實(shí)現(xiàn)國(guó)3升級(jí)新建蠟油加氫裝置。 中國(guó)石化蠟油加氫處理規(guī)模已超過(guò)10mt/a。 加工原油硫含量高、裝置規(guī)模大或者有廉價(jià)氫源的企業(yè)可考慮建設(shè)催化裂化原料加氫處理裝置。,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇-加氫技術(shù),45,催化裂化汽油加氫脫硫、降烯烴（后加氫） 在降低汽油硫含量及烯烴同時(shí)，盡可能保持汽油辛烷值和較高的液收。 降烯烴技術(shù)：國(guó)外cdtech、uop、ifp、eni、neste等公司開發(fā)的輕汽油醚化技術(shù)；uop開發(fā)的催化汽油加氫異構(gòu)、芳構(gòu)化技術(shù)；exxon、ifp等公司開發(fā)的選擇性加氫降烯烴脫硫技術(shù)等；國(guó)內(nèi)ripp開發(fā)的加氫異構(gòu)降烯烴ridos技術(shù)、fripp開發(fā)的全餾分催化裂化汽油烯烴芳構(gòu)化ota技術(shù)等。,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇-加氫技術(shù),46,催化裂化汽油加氫脫硫、降烯烴（后加氫） 加氫脫硫技術(shù)： 選擇性加氫：國(guó)外ifp prime-g+技術(shù)、exxonmobil scanfining技術(shù)；國(guó)內(nèi)fripp開發(fā)的oct-m、oct-md技術(shù)；ripp開發(fā)的rsds等技術(shù)。 非選擇性加氫：國(guó)外exxonmobil octgain技術(shù)、uop與intevep、sa聯(lián)合開發(fā)的isal技術(shù)等。 在生產(chǎn)國(guó)3汽油階段，加工原油硫含量不是特別高如硫含量1%左右、中等規(guī)模煉廠主要考慮建設(shè)后加氫裝置降硫。,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇-加氫技術(shù),47,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇-加氫技術(shù),48,催化裂化汽油加氫脫硫、降烯烴（后加氫）,49,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇-非加氫技術(shù),氧化脫硫 生物脫硫 吸附脫硫：典型如conocophillips 的s-zorb技術(shù) 基于吸附作用原理，氣態(tài)烴類與吸附劑接觸后含硫化合物中的硫原子吸附在吸附劑上，在吸附劑的作用下c-s鍵斷裂，硫原子從含硫化合物中除去并留在吸附劑上，而烴分子則返回到烴氣流中。 可將汽油中的硫含量降至10 ppm或更低，同時(shí)辛烷值損失和氫耗較小，液體產(chǎn)品體積收率接近100。 中石化引進(jìn)該技術(shù)在燕山石化建成120萬(wàn)噸/年工業(yè)裝置，于2007年年中開工 ，處理催化汽油原料硫含量300ppm，產(chǎn)品硫含量達(dá)到510ppm。 中石化將建成多套裝置，如高橋、鎮(zhèn)海、廣石化等。,50,（3）采取措施，積極進(jìn)行煉油工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 擴(kuò)大催化重整裝置加工能力，增加異構(gòu)化、烷基化、mtbe等裝置能力，增加高辛烷值汽油組分生產(chǎn)能力 （4）充分注意清凈劑的作用 加入清凈劑可明顯減少汽車尾氣污染物排放,4.1 清潔汽油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,51,開發(fā)和改進(jìn)各類加氫工藝實(shí)現(xiàn)柴油加氫裝置的深度脫硫和芳烴飽和，產(chǎn)品滿足歐甚至歐標(biāo)準(zhǔn)； 常規(guī)柴油加氫工藝技術(shù)開發(fā)新型工藝和催化劑，國(guó)外如 albemarle公司開發(fā)的kf系列催化劑、國(guó)內(nèi)如fripp開發(fā)的fh-ds、fh-uds、fh-uds-2等柴油深度脫硫工藝技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，可以加工直餾柴油、催化柴油、焦化柴油等原料，生產(chǎn)硫含量小于350ppm、小于50ppm甚至小于10ppm符合歐/標(biāo)準(zhǔn)要求的柴油產(chǎn)品；以及ripp開發(fā)的rs-1000等，已為實(shí)施國(guó)柴油標(biāo)準(zhǔn)做好準(zhǔn)備；,4.2 清潔柴油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,52,采用新型工藝和催化劑，實(shí)現(xiàn)柴油加氫裝置的深度脫硫和芳烴飽和，產(chǎn)品滿足歐甚至歐標(biāo)準(zhǔn)； 加氫裂化技術(shù)-量體裁衣，適應(yīng)需要。hc原料適應(yīng)性好、產(chǎn)品質(zhì)量卓越，根據(jù)用戶特定需要進(jìn)行各種工藝的開發(fā)和改進(jìn)。如采用最大量生產(chǎn)中間餾分油方案，通過(guò)選擇合適的工藝和催化劑可以得到70%80%的煤柴油優(yōu)質(zhì)調(diào)和組分，柴油產(chǎn)品硫和芳烴含量低、十六烷值高，符合歐歐類質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。 中壓加氫改質(zhì)-改質(zhì)劣質(zhì)催柴，生產(chǎn)歐或超低硫柴油的同時(shí)，可獲得高芳潛重整石腦油；,4.2 清潔柴油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,53,采用新型工藝和催化劑，實(shí)現(xiàn)柴油加氫裝置的深度脫硫和芳烴飽和，產(chǎn)品滿足歐甚至歐標(biāo)準(zhǔn)； 加氫提高十六烷值技術(shù)-如ripp開發(fā)的rich、fripp開發(fā)的最大限度改善劣質(zhì)柴油十六烷值（mci）技術(shù)，采用專用催化劑，以劣質(zhì)催柴（特別是重油催化柴油）為原料，在保持高柴油收率（通95.9%99.8%）前提下，十六烷值可提高1015個(gè)單位，硫含量小于30 g/g，產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到歐/歐類油要求。 非貴金屬催化劑柴油單段深度加氫處理技術(shù)，可生產(chǎn)超低硫或低硫低芳烴柴油。,4.2 清潔柴油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,54,4.2 清潔柴油生產(chǎn)的技術(shù)選擇,綜合利用各種措施，提高柴油十六烷值 如采用溶劑抽提脫芳烴、加氫脫芳烴和使用十六烷值改進(jìn)劑，以及原油品種和全廠加工流程的優(yōu)化等，實(shí)現(xiàn)柴油十六烷值的提高。 重視柴油添加劑的使用 柴油添加劑（如柴油清凈劑、降凝劑、消煙劑、十六烷值改進(jìn)劑）的應(yīng)用，都有利于改善柴油質(zhì)量。特別是柴油十六烷值改進(jìn)劑的應(yīng)用，可以彌補(bǔ)單純柴油加氫柴油十六烷值提高有限的不足。,55,（1）結(jié)合國(guó)情制定清潔油品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 車用燃料中的硫含量應(yīng)當(dāng)與國(guó)際接軌，加快低硫化甚至超低硫化步伐； 汽油的其他指標(biāo)如芳烴、烯烴、辛烷值、蒸汽壓指標(biāo)制定符合中國(guó)實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)范圍 柴油應(yīng)盡快實(shí)行分類，根據(jù)不同用途和不同應(yīng)用領(lǐng)域，分別制定符合實(shí)際要求的標(biāo)準(zhǔn)，