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世界炼油工业的发展趋势及技术展望-中国石油大学-2005-11

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世界 炼油 工业 发展趋势 技术 展望 中国 石油大学 2005 11
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世界炼油工业的发展趋势及技术展望 世界炼油工业发展趋势† 面向21世纪的炼油技术† 21世纪的炼油厂† 世界炼油技术展望世界炼油工业的发展趋势及技术展望世界炼油工业发展趋势面临的机遇(1 )——世界石油消费旺盛1999年 ———010年 ———年2 ~ 3%的速度增长1970 )——世界石油资源供应充足世界报道的探明原油储量——1404 亿吨世界最终可采储量——4582亿吨按 2020年预计的世界原油年消费 50亿吨计算 ——可使用 30 ~100年¾ 炼厂大型化、集中化¾ 油品质量的绿色化¾ 炼油 炼厂的智能化世界炼油工业发展趋势¾ 1999年至 2003年,世界炼厂总数从 756个减少到717 个,减少了 39家。¾ 炼厂平均规模从 539万吨 /年,提高到 572万吨/ 年。75653974254873255472256771757202004006008001999年 2000年 2001年 2002年 2003年炼厂个数平均规模99中化( 1)——世界炼厂平均规模逐步增大世界炼油工业发展趋势之一2003年世界大型炼厂能力 万吨 /年¾ 世界最大炼厂—— 委内瑞拉的帕拉瓜纳炼油中心的年加工能力已达4700 万吨。韩国四大炼厂中,有三家的规模跻身世界8前强,年加工能力均在 2600万吨以上。中化( 2)——单个炼厂加工能力不断增加世界炼油工业发展趋势之一02~ 03年世界炼油公司能力排名变化表 万吨 /年2003排名2002排名公司加工能力11埃克森美孚公司2647522壳牌公司24076330巴西国家石油公司965011 11墨西哥国家石油公司925512 12中国石油天然气集团公司894013 13瓦莱罗能源公司82952003年,全球最大的25家炼油公司,炼油能力合计为 炼厂的大型化、集中化( 3)——全球炼油集中度增强世界炼油工业发展趋势之一油品质量的绿色化 (1)——汽油质量标准不断提高世界炼油工业发展趋势之二2000年 2005年批)汽油排放标准 欧洲洲% % 1 1芳烃含量/% 42 35烯烃含量/% 18 18氧含量 /% 硫含量、芳烃含量的要求日益严格油品质量的绿色化 (2)——柴油质量标准日益严格世界炼油工业发展趋势之二柴油质量标准除十六烷值要达到 51以上外,对硫含量、多环芳烃含量、 度等指标都加以严格限制¾ 预计到 2008年,全球硫含量不大于 505%,硫含量不大于 50,清洁燃料生产成为21世纪炼油工业发展的永恒主题。项目2000年批)比例/%柴油排放标准欧洲洲≮ 51 580#~20#度/kg·20,≯ 11 1,≯ 360 (340)硫含量/ 炼油 游一体化,可以节省界区外设施的投资,实现资源的优化配置;与独立炼厂相比,投资可减少 4~5%,美国海湾地区和新加坡,固定成本可分别降低约 20%和 15%,成本竞争优势明显提高。¾ 以美国石油工业为例,目前,美国炼油业的利润率为 2%,勘探开发业为 10~12%,石油化工业为18~20% 。石化产品市场需求增长势头远高于石油产品,石化产品价格攀升,炼油 游一体化,可以使炼油厂 25%的油品变成价格较高的石化产品,资金回报率可以提高 2~5 % ;炼油 游装置的一体化( 1)世界炼油工业发展趋势之三世界一体化石化区¾ 美国墨西哥湾地区:炼油能力 年,占美国总炼油能力的 乙烯能力 年,¾ 日本东京湾地区:炼油能力 9435万吨 /年,占全国总炼油能力的 乙烯能力 年,占全国总能力的 ¾ 韩国蔚山:炼油能力 4000万吨 /年,占全国的 炼油 游的一体化( 2)世界炼油工业发展趋势之三世界炼油工业发展趋势之四——炼厂智能化† 智能化设计† 智能化培训† 智能化操作† 智能化工厂管理世界炼油工业发展趋势之四面向 21世纪的炼油技术面向 21世纪的炼油技术† 清洁汽油的生产† 清洁柴油的生产† 重油加工技术及新工艺¾ 加氢裂化¾ 加氢异构化¾ 重油加工组合新工艺1、清洁汽油的生产技术† 汽油脱硫技术† 汽油降烯烃技术† 汽油优质调和组分生产技术面向 汽油脱硫技术加氢技术¾ 选择性加氢脱硫技术非加氢技术¾ 吸附脱硫技术¾ 抽提脱硫技术¾ 膜技术技术用途 技术名称(开发商) 技术特点选择性加氢脱硫 液收损失,脱硫率可以达到95%以上,但辛烷值随脱硫深度的增加而降低,一般损失 1~术名称(开发商) 技术特点吸附脱硫技术 阳石化工程公司炼制研究所)汽油的脱硫率可以达到 90%以上抽提脱硫技术硫醇率可以达到90。膜分离脱硫技术以生产硫含量小于 30低汽油烯烃含量技术加氢精制复合辛烷值恢复技术分类 技术名称(开发商) 特点加氢精制复合辛烷值恢复的脱硫技术在脱硫、降烯烃的同时,实现辛烷值损失少甚至不损失,质汽油组分生产技术以异构化、烷基化为主‹ 轻石脑油异构化技术‹ 体酸烷基化技术发的 洁柴油的生产技术† 降低柴油硫、芳含量的加氢技术† 柴油生物脱硫技术† 清洁柴油调和组分和替代品生产技术面向 21世纪的炼油技术之二技术分类 开发商 以在常规脱硫条件下生产硫含量小于50不能深度脱芳烃。( 可实现深度脱硫、脱芳,但第二段采用贵金属催化剂,催化剂成本高,且需要第一段深度脱硫、脱氮,装置投资和生产成本高。低柴油硫、油生物脱硫技术和清洁柴油调和组分和替代品生产技术技术分类 开发商 技术特点柴油生物脱硫技术美国能源生物系统公司 可以生产硫含量小于 50别是对难脱除的二苯并噻吩脱除效果好。清洁柴油调和组分和替代品生产技术意大利正戊基醚的十六烷值高达109 ,在原油价格高时或其他技术工艺难于解决超低硫低芳时,可以作为柴油调和组分。用甲醇或乙醇等短链醇和菜籽油等植物油进行酯化反应得到的生物柴油技术,其生产和应用技术也在不断发展。无芳、无硫,十六烷值高3、重油加工技术及新工艺面向 21世纪的炼油技术之三¾ 加氢裂化¾ 加氢异构化¾ 重油加工组合新工艺—降烯烃技术分类 技术名称(开发商) 技术特点分馏塔) (石油大学)汽油烯烃含量降到35v% 以下分馏塔) (石油大学)汽油烯烃含量降到20v% 以下油回炼)两段提升管催化裂化技术(石油大学) 可以降低烯烃含量 20个百分点,同时提高柴油的十六烷值国石化)可以实现提高转化率的同时,提高轻油收率或多产丙烯加氢裂化——21世纪炼油工业的重点技术‹ 体现在加氢裂化预精制催化剂活性提高上的 “化剂制备专利技术体现在清洁燃料生产上,由于是重油轻质化、劣质油品改质和炼化一体化的重要加工手段和桥梁,国内外各大石油公司在其系列化加氢裂化催化剂研究基础上,针对清洁燃料生产和重油加工,开发了单段串联、缓和加氢裂化、 油加氢裂化 等加氢裂化技术工艺流程和特点„ 进的分离- 精制反应器和分馏塔设计„在 20%低转化率条件下,与其它全转化工艺相比,中间馏分油收率可提高 5v% 以上,其中15%进入柴油燃料中。„氢耗的降低和过程热的有效利用,使总操作成本下降15%。„操作压力与通常情况相比,设计压力可低25%。„设备的改进使总成本下降10%之多。 艺的特点包括一台增强热的分离器(和集成的 采用20%的低转化率条件下操作,可使加氢裂化过程中生成气体和催化剂积碳的副反应减少到最低限度‹与 生产满足欧 专利技术的特点‹ “利技术的特点是采用 “锁定位置 ”的金属浸渍方法,通过提高金属分散度并形成高度分散的催化剂中金属钼的利用得到了很大的提高‹采用利技术制备的加氢裂化预精制催化剂与同类催化剂比较,催化剂的活性提高40% ~50%‹2001年采用 前已在 12套以上的加氢裂化装置上实现了工业化应用。加氢异构技术——炼油技术的最新成果之一加氢异构技术的应用领域†在汽油生产中-可以降烯烃,提高汽油辛烷值†在柴油生产中-不但可以降低倾点和冷滤点,而且柴油收率高,十六烷值损失很少†在润滑油生产中-可最大量生产高粘度指数和低倾点的Ⅱ、Ⅲ基础油。由于含硫渣油量的增加,渣油加工组合技术的作用日益突出,渣油加工的绿色途径组合工艺有以下两个:1、焦化 +循环流化床( 术含硫石油焦进循环流化床锅炉作燃料,根据硫含量的高低按比例加入石灰石,控制二氧化硫的排放,解决环保问题;2、 溶剂脱沥青+整体气化联合循环( 统气化制成合成气供汽轮机作燃料发电;排出的高温烟气一般含氧 15%,可以供工艺加热炉燃烧用空气,或进入余热锅炉发生蒸汽来供热或发电。一套采用沥青作燃料的 ,联合热电站的能量转化效率为 总热效率达到38% 。而常规锅炉电站的能量的转化效率是 32%。重油加工组合新工艺——渣油加工的绿色途径21世纪的炼油厂21世纪炼油厂的核心问题1. 深加工深加工2. 清洁化清洁化21世纪炼油厂的设计—— 绿色化学的12条原则† 炼厂采用无毒、无害的催化剂或溶剂,使原油最大量、高效地进入到目的产品中,副产品少,并基本不产生污染,从而做到从生产过程的源头防治 污染。† 炼厂的污染物 ——废水、废渣、废气治理要全部达标,从而实现生产过程的 “ 零” 排放。炼油 重油转化及清洁燃料生产¾ 多产化工原料,与现有乙烯厂和芳烃厂结合化工型炼厂¾ 重质原料转化¾ 生产丙烯,联产乙烯和芳烃清洁燃料型炼厂¾ 重质劣质原油加工¾ 生产符合未来排放法规要求的清洁燃料¾ 清洁化生产面向21世纪炼油厂的三种模式减压蒸馏溶剂脱沥青延迟焦化部分氧化制氢气电联产催化裂化中压加氢裂化、柴油焦化汽柴油催化汽柴油减渣常压重油炼厂气裂解尾气脱油沥青焦碳电氢气高压蒸汽中压蒸汽氧气氮气硫磺焦化蜡油尾油传统炼厂+ 汽电一体化( 系统——清洁燃料型炼油厂21世纪炼油厂之一传统炼厂 +燃料汽常压塔脱沥青减压塔加氢精制催化重整加氢处理气化发电合成气加工氢处理气化发电合成气加工汽氢气电化工产品气体回收燃料气轻烃柴油传统炼厂技术+ 蒸汽裂解+ 化工型炼油厂21世纪炼油厂之三世界炼油技术展望创造“ 和谐社会”世界炼油技术展望新型材料半导体材料高性能合金材料隐身材料功能陶瓷材料 纳米级功能陶瓷材料高性能碳材料纳米材料—人工晶体材料沸石/ 不锈钢网复合材料以纳米沸石为构筑基元组装沸石组装体沸石空心球材料沸石/ 硅藻土多级孔材料大孔- 介孔- 微孔单块材料大孔- 介孔- 微孔沸石膜构筑基元:纳米沸石沸石空心纤维沸石超薄膜沸石空心球阵列构筑单元、模板、制备方法、产品结构创新层叠层 (泳沉积纳/ 微米浇注 (限空间自组装等。新材料的开发级有序纳米分子筛材料的组装环境污染问题空气污染水污染固体污染环境问题的解决废气处理废水处理杀灭病毒未来的石油加工 旺盛的石油需求和充足的石油资源供应,为炼油工业在21世纪的进一步发展提供了空间† 以清洁燃料生产为主题的炼油技术,为21世纪大型化、炼化一体化、智能化、油品质量清洁化的绿色炼厂提供了技术支撑和保障† 未来的炼油工业,将满足绿色化学的12 条原则,最终实现生产过程的“ 零” 排放,实现人类文明与环境的和谐发展。请批评指正!开放的大庆石油化工研究院欢迎您
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