国外炼油技术综合述评课件

国外炼油综合技术水平述评现状和展望前言参考美国炼油行业有关技术资料以及2001—2020年路线图内容编写用能技术分析环境保护工艺技术其它用能技术分析

炼油厂用能炼油装置用能节能潜力炼油厂用能项目装置净用产汽损耗输送损耗转化损耗供能合计蒸汽系统6102241791081120燃料及冷却系统1874723292275马达系统94594193公用设施5353自备电站(55)1818其它7310合计26382422565343669炼油厂用能统计表内采用平均值如下:损失率数据1蒸汽系统:锅炉20%蒸汽线路和疏水器20%

蒸汽输送和换热器15%2动力系统:常规发电45%(4748MJ/kWh)

联合循环发电24%(6541MJ/kWh)3能源输送:电力和燃料系统3%炼油厂用能4能源转换

装置加热炉15%

冷却系统工程0%

装置内运输系统50%

电解槽15%其它10%5马达系统泵40%冷冻机5%

风扇40%压缩空气80%

电机定子线圈5%

物料输送5%

物料加工(研磨)90%

炼油厂用能美国炼油厂用能资料PJ/a

年分总用能

19852711非燃料产品

19883210所用能源

19913052未计入

199433261998366820023256炼油厂用能炼油厂消耗燃料分类:20021998PJ天然气8661000电力(净)128124渣油2274馏分油54液化石油气2135煤10其它22122431合计32563668炼油装置用能美国炼油装置用能(2001)电力GWh/a其它PJ/a装置燃料蒸汽电力折合一次能源常压蒸馏2982594092783减压蒸馏122134846306热加工130-114630168催化裂化1140.57014194加氢裂化72395873189催化重整2211073416399加氢处理27128515823819脱沥青1700.321420炼油装置用能美国加州炼油装置用能(2001)电力GWh/a其它PJ/a装置燃料蒸汽电力折合一次能源常压蒸馏492835489减压蒸馏192113248热加工12-254614催化裂化13078719加氢裂化2212179452催化重整35639045加氢处理7239128275脱沥青20302炼油装置用能装置燃料蒸汽电力折合一次能源烷基化21522622芳烃0010沥青50625异构化1355220润滑油12016114制氢990313101硫回收0-1316-15其它13795031合计3321037094523炼油装置用能装置单位加工量能耗对比104Kcal/t装置美国资料1美国资料2美国加州中国石化常压蒸馏24.318.920.3常减压减压蒸馏20.614.918.212.1热加工36.629.315.727.1催化裂化17.716.713.969.3加氢裂化62.040.449.552.5催化重整68.657.561.0107.4加氢处理35.520.922.817.9烷基化83.375.2107.2装置节能潜

力美国资料介绍了十多类炼油装置在蒸汽系统的节能潜力，预测今后通过研究开发采用新工艺和设备可使系统总用能从当前的950PJ降低136PJ，其中常减压蒸馏装置从369PJ降低71PJ。资料还介绍了十多类炼油装置在加热炉系统的节能潜力，预测今后通过研究开发采用新工艺和设备可使系统总用能从当前的2488PJ降低360PJ，其中常减压蒸馏装置从880PJ降低126PJ能量利用效率从能源生产端（起点）到最终用户端（终点）的能量综合利用效率能充分反映能源的有效利用程度，应引起普遍关注。国外对油气资源的利用效率形象地称为<从油井到车轮>(FromWelltoWheelEfficiency)或简称WTW效率，即各项生产环节效率WTT（从油井到汽车油箱）与应用环节效率TTW(从汽车油箱到车轮）的乘积。

WTW=（WTT）（TTW）能量利用效率WTW举例油井--原油船运--炼油厂--加油站--汽车内燃机WTW14.2%天然气井--液化天然气--压缩天然气--汽车内燃机WTW26.4%天然气井--管输--制氢--压缩氢去加氢站--汽车内燃机WTW33.3%能量利用效率提高能量利用效率目标1找出将美国炼油厂总能耗降低10%（约节能340PJ/a）的途径并实施。2改善常规技术的能效10%（举例：加热炉效率达92%）3对某些能耗高的装置实现20%的节能水平技术难点1炼油过程内在的低效（当前的分离过程和燃料转化过程）2缺乏新型的热联合系统能量利用效率提高能效的首要研发工作近期1选定2个单元操作开发结垢控制方法

2开发烃组分的膜分离技术，提高能效20%3研究换热器结垢部位的测试技术中期1开发设备抗垢涂层（操作温度500以下）

2进行结垢过程变量和预防方法的现场验证

3设计出将传质、传热和催化反应结合的能效更高的设备（举例：催化蒸馏）远期1开发全新的替代蒸馏的低耗能技术（除膜分离外）能量利用效率结垢应用研究领域烃介质结垢过程铁/硫化铁的角色结垢过程沥青质和非沥青质的角色不同原油组分调合对结垢影响油田化学品(硅、钙等）对结垢影响化学清洗（溶剂、表面活性剂）环境保护

污染物排放与治理燃烧废气泄漏毒气污水废渣环境保护燃烧废气单位:kg/GJ

燃料SOXNOXCO颗粒物VOC

馏分油0.070.060.0150.00430.00085

渣油0.730.170.0140.00340.00038

天然气00.060.0150.00130.00026

炼厂气00.060.0150.00130.00026LPG00.090.0150.00300.00026

石油焦1.070.410.0130.0310.00021

发电0.620.230.0760.0170.00017环境保护炼油厂工艺废水排放:单位m3/m3进料

装置

排水量

装置

排水量电脱盐0.048加氢裂化0.048常减压蒸馏

0.62

催化重整

0.14减粘

0.048

加氢处理

0.024焦化

0.024

烷基化

0.062流化催化裂化

0.36

另稀硫酸

0.3-0.7环境保护美国炼油厂废渣处理(1995)单位1000t(湿基)

循环治理处置合计循环治理处置合计废碱渣394456445FCC催化剂3293778生物质5113873262一次油泥4214157污染土壤573158236污油乳化渣1001.40.5102浮选物6210274罐底渣1351937池沉淀物132529废加氢催化剂230.5528隔油池污泥105116其它催化剂1.80.557

合计7343053331372环境保护废渣内毒物项目毒物一次油泥苯;苯并芘;铅;铬浮悬物铅;六价铬污油乳化渣铅;六价铬隔油池油泥铅;六价铬环境保护美国炼油有关环保法规CAA清洁空气法(1970)及增补版CAAA(1990)---国家大气质量标准(NAAQS)国家空气危险物排放标准(NESHAP)资源保持和恢复法(RCRA)清洁水法(CWA)安全饮用水法(SDWA)全面环境应对、补偿与责任法（CERCLA）紧急预案与社会应知权（EPCRA）油污染法与防止泄漏措施健康标准与过程安全管理规则（OSHA）毒物管制法（TSCA）能源政策法（1992）环境保护当前可行最佳技术BPT限制值

kg/1000m3原油项目全炼油厂常减压蒸馏+催化裂化+焦化+加氢处理总悬浮物23.910.312.5油和脂9.13.74.6酚类0.20.0770.10氨氮10.81.38.5硫化物0.160.0680.083总铬0.480.200.25六价铬0.0310.200.016BOD529.112.115.7COD199.460.7109.4环境保护美国炼油业1995年投入55亿美元用于环保30%炼油厂排放毒物比1988年减少26%40%炼油厂将54%废渣循环使用,而1987年只有22%1992年开始实行新配方汽油美国环保制定的MACT标准使炼油业投资2.8-3.2亿美元,年操作费增1.5-1.9亿美元NAAQS关于臭氧与微细颗粒物标准(尚未实施)将使炼油业投资31亿美元,年操作费增5.6亿美元1992年起,炼油业污水排放量明显下降环境保护美国炼油厂温室气体排放(百万吨/年)

1996年总排放CO2量221其中:炼厂气92.0渣油4.3

石油焦53.4购入蒸汽3.8

天然气42.2LPG1.7

购入电力20.4非成品油2.6环境保护美国炼油业排放非CO2温室气体量

1甲烷(1995)---分解产物82(1000t)

储罐2

火炬22氯化合物(1993)----三氯乙烷75(t)CFC1289

四氯化碳9

环境保护今后的环保特点：1生产同时关注环保2从生产到消费过程产品全密闭（无毒品泄漏）3减轻社会的环境负担（向零排放靠近）4即使加工劣质原油时对环境也无影响5用可靠的科学方法对有风险的环保问题作出决策6炼油厂组成能适应更劣质原料7大大改进监测手段，及时自动消除污染物排放8采用无泄漏储罐环境保护环保目标1排放标准居领先地位2影响社会的水体泄漏事故减少75%3每5年公布一次环保改进成绩4找出实现零排放的途径并实施5经常将环境情况和基于危害的标准比较6继续改进危险评估工具7减少固定和移动污染源的三废排放8降低漏油事故，降低污水含油量环境保护技术难点1

危险评估：缺少毒理学数据库支持评估无廉价毒性评定手段2废气排放：无法有效廉价测出泄漏点排放源了解不充分臭氧产生数据不足，缺模型没有恰当脱除SOX和NOX方法没有廉价控制燃烧污染物的办法3废水排放：废水中对水生物有害的成分知识不足水循环回用成本如何降低环境保护今后首要研究开发工作:近期1探索缓解原料成分对污水的影响。

2开发炼焦清除MTBE的工艺。中期1开发新的危险评估方法,强调以下三个领域(1)对人体的毒性(2)从动物试验推祘到人体的不确定性(3)

评估工具采用保守假定的新途径。

2探索更好标识空气中毒物来源的方法。

3开发测量PM2.5的分析和采样新技术,增加数据库有关因子资料两倍。环境保护

4改进远距离传感性能，重点针对污染地区和隐蔽地区。

5开发几种改进的泄漏检查和修理系统，强调便携性、灵敏度和低费用。

6至少开发两种脱除原油中污染物的新技术以减轻对炼油污水的冲击。

7通过廉价的数据采集方法以及不确定数据的量化方法，改进臭氧数学模型。改进炼油工艺今后炼油工艺特点加工不同质量的原油的灵活性。工厂实行严格自动控制，主要是智能控制。工厂完全自动化，不需维修、不需化验、按最小库存量操作。加工更多采用生物技术。就地应用有效的、易于掌握的工艺模型。离子液体取代固体催化剂。新工艺满足新产品和新产品标准要求。改进炼油工艺改进炼油工艺的总目标：

改进过程收率使原油资源充分利用（接近100%）改进炼油工艺的难点

工艺过程1缺少可替代的工艺。

2目前使用的催化剂选择性较差。

3掌握生物催化过程的知识过少。

工艺过程模型

1缺乏将已知数据向外延伸的模型改进炼油工艺

2炼油过程模型不配套。

3不能建立原料组成和物性以及污染物排放的关联。

测量和传感

1对迅速准确获得原料和产品的化学组成无能为力。

2化学组成分析仪器短缺。

3供全厂监测的远距离传感器短缺。改进炼油工艺改进炼油工艺的首要研究开发工作近期1开发至少五个参数（化学组成和物性）以上的实时测量能力。

2开发取得支持新模型的工艺数据的测量手段。

3充实混合物化学组成与物性基本关系的知识。中期1开展从工厂过程测量中捕集的知识进行自动建模的机理研究。

2通过建模技术和输入数据使其能预测产品收率、组成及物性，然后用于过程控制和监测。改进炼油工艺改进炼油工艺的首要研究开发工作

3开发柴油深度加氢脱硫的改进催化剂。开发至少5种用于低温环境的催化剂耐硫、耐氮催化剂寿命延长两倍

4开发单一品种、不耗能的生物催化剂用于烃和杂原子转化远期1探索至少三种烃加工的途径