清洁燃料能源的生产

2.8清洁燃料能源的生产1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2新能源的开发利用3核能生物能风能太阳能新能源41千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5核能核能发电示意图6核能秦山核电站7太阳灶太阳能8太阳能太阳能发电装置9太阳能太阳能计算器10太阳能能太阳能能汽车车11太阳能能太阳能能发电电站12风能13风能澳大利利亚风风力发发电14风能15生物能能16阿里地地区地地热田田其他新新能源源17其他新能能源冰岛地热热18其他新能能源地热电站站19其他新能能源潮汐能成成因示意意图20其他新能能源21清洁燃料料清洁燃料料是指燃燃料的有有害物质质如硫、、氮、重重金属、、烯烃、、芳烃等等含量低低，燃烧烧后的尾尾气对环环境污染染小。22清洁燃料料生产技技术及发发展方向向23炼油工业业正面临临环保及及汽车双双重压力力环境境车用燃料料汽车车24我国大气气环境污污染状况况大气污染染酸雨:SOx温室效应应:CO2,CH4,NOx,臭氧层破破坏:氟氟氯烃光化学烟烟雾:NOx,汽车尾气气SOx、、NOx、、HC、颗粒物PM25汽油组成成对排放放的影响响降低硫含含量，可可显著减减少SOx排放，有有限度减少NOx、、CO、、HC和有毒物物排放；；降低芳烃烃含量，，可明显显减少尾尾气中有有毒物质排放；；降低烯烃烃，可明明显降低低同臭氧氧结合的的倾向；；加入含氧氧化合物物，可提提高抗爆爆性，使使燃烧完全，降降低CO、HC排放，但但对NOx、、有毒物排放影响响不显著著。26柴油组成成与排放放的关系系随着硫含含量的增增加，尾尾气中的的SOX增加随着多环环芳烃的的增加，，NOX和PM增加，而而CO和HC下降随着十六六烷值的的增加，，CO和HC排放显著著下降，，NOX排放略有有下降，，但PM增加27控制途径径：汽车生产产技术改改进生产使用用清洁燃燃料提高汽车车压缩比比电子喷射射闭环控制制催化转换换器汽油缸内内直接喷喷射PM捕集过滤滤器废气再循循环控制机动动车尾气气排放28降低挥发性有有机物（（VOC））排放减少毒性空气气污染物物（Toxics））排放苯、1.3丁二二烯、甲甲醛、乙乙醛、多多环有机机物减少氮氧化物物（NOX）的排放减少颗粒物（（PM2.5、PM10）排放提高尾气气催化转转化器转化效率率和使用寿命命清洁燃料料的主要要目标29清洁汽汽油的的一般般特性性尽可能能低的的苯含量量较低的的蒸汽压压尽可能能低的的硫含量量较少的的芳烃较少的的烯烃较低的的终馏点点添加含氧化化合物物足够量量的汽油清清净剂剂30清洁车车用柴柴油的的一般般特性性降低多环芳芳烃含量提高十六烷烷值尽可能能低的的硫含量量限制密度范范围较低的的终馏点点添加柴油清清净剂剂31国外车车用汽汽油的的发展展趋势势尽可能能低的的苯含量量较低的的蒸汽压压尽可能能低的的硫含量量较少的的芳烃较少的的烯烃较低的的终馏点点添加含氧化化合物物足够量的汽油清净剂剂32环保及汽车车制造商对对汽油组成成的要求33降低多环芳烃含量提高十六烷值尽可能低的的硫含量限制密度范围较低的终馏点添加柴油清净剂剂国外车用柴柴油的发展展趋势34环保及汽车车制造商对对柴油组成成的要求35美国含氧汽汽油及新配配方汽油1990.11美美国国会批批准“空气气清净法””修正案1992.11含氧氧汽油开始始（含氧量<2.7wt%）1995.1新配方方汽油简单单模型1998.1复杂模模型开始2000第第二阶段开开始44个CO超标地区9个臭氧超超标城市36美国新配方方汽油的市市场份额含氧汽油新配方汽油油32％常规汽油37美国基础汽汽油规格38美国加州第第2阶段新新配方汽油油规格39汽油常规2000年年2004年年500ppm加州40/RFG150ppm30ppm柴油常规2004or2005年500ppm30or50ppm美国车用燃燃料硫含量量的发展趋趋势40欧洲汽油标标准变化41欧洲车用燃燃料硫含量量的发展趋趋势汽油常规2000年2005年500ppm150ppm50ppm柴油常规2000年年2005年500ppm350ppm50ppm42世界燃油规规范汽油主主要指标43欧洲车用柴柴油标准变变化44国内车用汽汽油质量现现状硫含量高集团公司2000年年平均硫含含量为0.05%，最低0.01%，最最高0.10%。烯烃含量高高集团公司2000年90#汽油油烯烃含量量平均45.7%，，最高为60%，最最低为17%。芳烃含量低低集团公司汽汽油芳烃含含量平均为为15%左左右，最高高为35%，最低为为6.5%。苯含量低，，平均约为1%左右45

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

*《世界燃燃油规范》》，美欧日日汽车制造造商协会建建议的理想想标准**2000年7月1日起开始执行国内外汽油油标准的差差别46国内外汽油油与柴油组组成烷基化+异构化+醚化催化裂化重整34%~~33%~33%世界中国~80%其它~20%催化化裂裂化化柴油油世界界主要要是是直直馏馏柴柴油油中国国一部部分分来来自自催催化化裂裂化化，，一一部部分分来来自自加加氢氢精精制制汽油油472003年年集集团团公公司司汽汽油油升升级级目目标标烯烃烃含含量量≤35％％（（v/v））硫含含量量≤0.08％％（（m/m））三大大城城市市汽汽油油：：执行行相相当当于于世世界界燃燃油油规规范范ⅡⅡ类类的的股股份份公公司司企企业业标标准准主要要指指标标：：硫硫含含量量小小于于200ppm，，烯烃烃＋＋芳芳烃烃小小于于60%，，其其中中烯烯烃烃小小于于30%，，苯含含量量小小于于2.0%国内内车车用用汽汽油油发发展展趋趋势势48近期期（（2000-2003年年））目目标标全部部生生产产90号号以以上上无无铅铅汽汽油油烯烃烃含含量量≤35％％（（v/v））硫含含量量≤0.08％％（（m/m））未来来（2005-2010年年））目目标标硫含含量量≤0.005％％（（m/m））清洁洁汽汽油油生生产产技技术术开开发发目目标标49降低低催催化化裂裂化化汽汽油油中中烯烯烃烃的的技技术术降低低汽汽油油硫硫含含量量技技术术生产产高高辛辛烷烷值值组组分分技技术术清洁洁汽汽油油生生产产技技术术50降低低催催化化裂裂化化汽汽油油烯烯烃烃技技术术降低低FCC汽油油烯烯烃烃催催化化剂剂GOR及工工艺艺一代代二二代代降低催化裂化化汽油烯烃的的助剂LGOA(工业试验),GORA最大量生产气气体和柴油工工艺(MGD)最大量生产异异构烷烃的FCC新工艺MIP技术51催化汽油降低低硫含量催化化剂和助剂催化汽油选择择性加氢脱硫硫技术（RSDS）FCC汽油异构加氢氢脱硫降烯烃烃技术（RIDOS））催化汽油吸附附脱硫技术/溶剂抽提脱脱硫技术降低汽油硫含含量技术52扩大生产高辛辛烷值汽油组组分装置的能力，，特别是是重整装装置的能能力低压组合合床重整整技术（（LPCBR）和催化剂剂装置进行行扩能改改造高空速重重整原料料预加氢氢技术和和催化剂剂开发新型型半再生生重整催催化剂（（PRT））系列开发新一一代低积积炭连续续重整催催化剂PS-VI53开发固体体酸烷基基化、轻轻汽油醚醚化和C5、C6异构化技技术新配方汽汽油研究究和汽油油清净剂剂研究应应用开发符合合中国国国情的清清洁汽油油配方技技术开发用于于燃烧室室清净的的清净剂剂汽油抗磨磨剂等添添加剂技技术。清洁汽油油其他生生产技术术54硫含量高高2000年集团团公司轻轻柴油硫硫含量平平均为0.15%，最最高达到到0.5左右%。十六烷值值呈下降降趋势2000年集团团公司0#柴油油的十六六烷值为为48左左右氧化安定定性差2000年集团团公司0#柴油油实际胶胶质平均均35mg/100ml芳烃及多多环芳烃烃含量高高2000年集团团公司轻轻柴油芳芳烃含量量平均为为19.46%，多环芳烃烃含量平平均为11.02%，，最高为为16.96%。国内轻柴柴油质量量现状55国内外柴柴油标准准的差别别56石化集团团公司轻轻柴油升升级目标标2002年1月月1日起起轻柴油全全部执行行新的国国家标准准（硫含含量小于于0.2%，十十六烷值值不小于于45））2003年1月月1日起起供应三大大城市的的轻柴油油要执行行相当于于世界燃燃油规范范Ⅱ类的的股份公公司企业业标准硫含量小小于300ppm，，十六烷值值不小于于50国内轻柴柴油发展展趋势572000-2004年年目标芳烃含量量≤20％％硫含量≤500ppm未来（2005-2010年）目目标硫含量≤50ppm芳烃含量≤≤10％％多环芳烃≤≤1％清洁柴油生生产技术开开发目标58影响我国轻轻柴油质量量的主要项项目是硫含含量、氧化安定性性和十六烷烷值。需要通过不不同程度的的加氢工艺艺来解决，，如：加氢精制、、加氢裂化化、加氢脱脱芳、加氢氢改质、加氢异异构等柴油质量提提高途径59柴油精制技技术提高柴油十十六烷值、、降低柴油油密度技术术中压加氢裂裂化技术生物脱硫技技术柴油添加剂剂清洁柴油生生产技术60高活性加氢氢精制催化化剂RN-10中压加氢改改质技术（（MHUG））可生产低硫硫低芳柴油油，十六烷烷值可达53以上，，被美国《《油气》成成为生产高高品质柴油油的三大技技术之一柴油精制技技术61以劣质催柴柴为原料，，生产清洁洁柴油的（RICH））技术大幅度提高高十六烷值值和降低密密度十六烷值提提高10个单位以以上，柴油收率>95m%，已工业化提高柴油十十六烷值、、降低柴油油密度技术术62催柴单段加加氢处理脱脱硫脱芳技技术（SSHT））柴油两段脱脱硫脱芳烃烃技术（DDA）满足世界燃燃油规范II、IIISSHT于2001年7月在在燕山石化化投产，产产品满足世界界燃油规范范IIDDA的柴油收率率可达98%以上柴油脱芳烃烃技术63中压加氢裂裂化技术主主要是RMC技术生物脱硫技技术生产硫含量量低于10ppm的柴油加氢技术/生物脱硫硫技术相结结合中科院化学学冶金研究究所等已开开展探索研研究柴油添加剂剂柴油清净剂剂、消烟节节能剂、稳稳定剂、降降凝剂清洁柴油其其他生产技技术64符合中国原原油特点和和炼油生产产之国情汽油、柴油油尽可能低低硫汽油烯烃与与芳烃合适适的比例提高汽油辛烷烷值提高柴油十六六烷值提高柴油氧化化安定性代用燃料的开开发利用我国清洁燃料料的发展方向向652.8.3汽汽车替代代燃料目前在进行研研制的替代燃燃料有：液化石油气、、液化天然气气甲醇和乙醇生物柴油液氢燃料电池66（1）天然气气作汽车燃料料天然气作为内内燃机燃料的的优点：天然气比石油油的蕴藏量大大，可开采年年限比石油长长，分布的不不均匀性比石石油小；天然气可不经经加工直接用用于内燃机燃燃烧，从而降降低成本；内燃机燃用天天然气时的燃燃烧完全度、、热效率都比比燃用石油制制品时好；而而排污明显减减少，天然气气汽车尾气无无铅、无SOX污染，产生的的CO仅为汽油车的的4%，碳氧氧化合物及碳碳氢化合物为为汽油车的1/10。缺点：能量密密度低，携带带不方便，易易于泄漏等。。67全世界投入使使用的天然气气汽车已有100万辆。。按使用方式，，汽车所使用用的天然气可可分为：压缩天然气（（CNG）液化天然气（（LNG）吸附天然气（（ANG）天然气合成燃燃料油目前研究和应应用最多的是是压缩天然气气。68①压缩天然气气（CNG）和液化天然气气（LNG）压缩天然气是是将天然气压压缩而成的，，储存条件为为常温、高压压（充气压力力不大于20MPa）。液化天然气是是将天然气净净化、液化而而成，储存条条件为常压、、低温(温度度不高于-160℃)。。CNG和LNG对天然气资源源的要求为主主要成分甲烷烷含量90%以上，乙烷烷—戊烷含量量小于10%，不含硫化化氢、二氧化化碳和水等。。69②吸附天然气气（ANG）ANG贮气法的主要要优点为：无无需建高压充充气站，配备备多台压缩机机，降低了投投资和操作费费用；贮气瓶瓶自重轻，其其材质和制造造技术要求不不高；中低压压贮存天然气气提高了使用用的安全性；；吸附剂可多多次再生利用用。缺点是吸吸附剂的价格格高，吸附、、解吸过程的的热效应影响响了吸附剂的的性能。70（2）液化石石油气作替代代燃料汽车使用的液液化石油气（（LPG）主要是由丙烷烷和丁烷的混混合物组成。。使用LPG时，废气排放放量小，适用用于在市区内内使用的车辆辆。LPG的低低温温性性能能良良好好，，辛辛烷烷值值高高，，与与汽汽油油相相比比，，热热值值低低，，行行驶驶里里程程短短。。71车用用液液化化石石油油气气规规格格主主要要指指标标（（SY7548-1998））72汽车车用用压压缩缩天天然然气气主主要要技技术术要要求求(GB18047-2000)项目指标高位发热量，MJ/m3

不小于31.4硫化氢含量，mg/m3

不大于15总硫含量，mg/m3

不大于200二氧化碳含量，%(v/v)不大于3.0水露点低于最高操作压力下最低环境温度5℃73（3））含含氧氧化化合合物物燃燃料料(醇醇类类燃燃料料、、二二甲甲醚醚)C5以下下的的醇醇类类都都可可作作内内燃燃机机燃燃料料，，可可几几种种混混用用，，可可单单一一醇醇独独用用，，还还可可掺掺用用到到汽汽油油、、柴柴油油中中。。醇醇类类燃燃料料的的原原料料来来源源广广泛泛，，如如煤煤、、木木材材、、植植物物、、粮粮食食等等。。醇醇类类燃燃料料是是石石油油、、天天然然气气以以外外最最