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石化行业2030年碳达峰——技术支撑

 奔跑在成长路上 2022-10-26 发布于北京

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Oct

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为实现石化行业2030年碳达峰的总体目标,上下游产业链需协同发力,科学规划产业发展,合理安排和推进产能建设,确保经济发展与绿色转型齐头并进。核心技术的创新为清洁生产、过程强化升级、产业价值提升提供强大助力,生物基燃油与润滑油、循环经济技术革新、低碳强度基础化学品生产技术将有力支撑和加速石化行业碳达峰的实现,同时为构建工业体系低碳产业链做好准备。

生物基燃油与润滑油

生物航煤:

全生命周期研究表明,采用可持续的航空燃料依然是航空运输业应对碳减排的主要选择。生物油脂作为可持续原料的重要组成部分,目前依然是生物航空燃料的主要来源。油脂类原料生产喷气燃料的技术通常采用加氢技术。油脂原料经过预处理脱除部分杂质后进行加氢处理反应,在加氢处理反应过程中脱除原料中的O、S、N及其它杂原子,然后通过加氢转化制备出喷气燃料组分。按照目前的标准要求,生物喷气燃料在航空煤油中的最大调合比例可达50%。基于不同的原料和加工过程,喷气燃料的碳排放效果有所差异。采用废弃油脂生产的喷气燃料相对于石油基喷气燃料,全生命周期碳减排可达80%以上。

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生物柴油:

加氢技术制备的烃基生物柴油具有热值高、十六烷值高、低温流动性好等优点。与化石能源相比,烃基生物柴油具有实现可持续发展的独特优势,可与现代交通运输体系相融合,在减少对化石能源的依赖,实现碳减排等方面具有重要意义。油脂原料经过预处理脱除部分杂质后进行加氢处理反应,在加氢处理反应过程中脱除原料中的O、S、N及其它杂原子,然后采用异构化反应来调整产品的凝固点。加氢法生物柴油与石油基柴油烃组成类似,可以任意比例调合。与石油基柴油相比,以废弃油脂生产的生物柴油全生命周期碳减排可达80%以上。

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生物基润滑油:

我国润滑油生产和消费量巨大,98%以上由传统石油加工过程制备。润滑油露、溢出、蒸发或不当处理会对自然环境造成严重污染。随着环境保护受到广泛重视,生物基润滑油因具有可再生、可生物降解、可适用于环境敏感区域的优点,成为润滑油行业的新增长点。由石科院研制的生物基GF-5汽油机油采用生物基润滑油及功能添加剂高效复配技术,通过了理化性能测试、模拟评定测试和全部7个标准发动机评定试验,是目前我国唯一的具有核心自主知识产权的生物基GF-5发动机油技术;生物基液压油综合性能完全满足ISO15380中HEES类别的全部指标要求,部分性能远超指标要求。生物基汽油机油、生物基液压油全部通过生物毒性实验,生物降解率高于60%。生物基润滑油技术不仅可以减少石油依赖,还可大幅降低产品生命周期碳足迹。

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图:生物基GF-5汽油机油行车试验

低碳强度基础化学品生产技术

低碳强度丙烯生产技术 :

“双碳”背景下,丙烷脱氢技术日渐成为支撑丙烯低碳生产的重要技术。丙烷脱氢反应工艺过程中丙烷单程转化率和丙烯选择性是决定体系碳排放的关键因素,较高的单程转化率和丙烯选择性可以提高反应效率、降低丙烷丙烯分离能耗。通过对催化反应过程的本质认识,石科院经自主创新成功开发了高效移动床丙烷脱氢催化剂PST-100,其活性高、选择性好、积炭速率低,从而可有效提高转化率、提高目标产品收率、降低碳排放。基于PST-100催化剂,石科院进行工艺流程的创新设计,开发了低能耗低碳排放的移动床丙烷脱氢制丙烯成套技术(SPDH)。通过对反应压力、氢烃比的调节优化,进一步提高了反应单程转化率和选择性,通过加热炉节能优化、反应再生流程优化等方法进一步降低装置能耗。基于PST-100催化剂强度高、粉尘生成量低等优良特性,结合工艺优化设计实现装置长周期稳定运行,可大幅减少开停工过程的无效碳排放,确保丙烯碳足迹维持低位。通过先进催化剂和先进工艺的结合,相较同等规模的丙烷脱氢装置,SPDH工艺的碳排放可降低10%以上。

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低碳强度芳烃生产技术:

芳烃作为重要的化工原材料,其生产主要有液液抽提工艺和抽提蒸馏工艺。液液抽提工艺处理高芳烃含量原料时需要大量混兑抽余油产品,大量返洗液在抽提塔与汽提塔之间循环,过程能耗较高。抽提蒸馏工艺虽具有投资省、能耗低的优势,但生产BTX时苯产品收率偏低、甲苯纯度偏低。石科院以抽提蒸馏技术为核心,创新组合液液抽提工艺,成功开发出新一代低能耗芳烃抽提技术(SED-BTX)。该技术在高纯度、高收率得到BTX产品的同时,大大降低了装置的能耗物耗,达到了节能降碳的目的。采用SED-BTX工艺比传统的液液抽提工艺每吨进料综合能耗降低18%,万元产值碳排放降低58 kg。

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来源:中国石化石科院

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