替代石油新能源的技术发展及趋势研究


    

    代石油新源技术发展趋势研究


    1世界石油资源形势发展趋势 
      11世界石油资源形势 
      20世纪工业革命利广泛存化石资源推动济持续高速发展引发相关源短缺环境污染生态恶化等问题日益加深时化石资源分布均匀性导致世界范围源竞争引发系列国际政治问题 
      目前全球采石油储量38分布中东173165分布前苏联北美欧洲足4(见图1)


      国化石源资源世界已探明储量中石油仅占27天然气09煤炭15呈现缺油少气煤状况产量占世界总产量例分高达4215335高速发展济导致石油幅进口1993年起国成石油净进口国外存度高达40严重威胁着国源安全 
      12年世界石油供需状况 
      19852005年世界石油需求年均增长率约17目前全球十石油消费国中4亚太区中中国世界第二石油消费国日第三印度第六韩国第七未20年世界石油消费2速度增长高20年均增长水未石油需求呈现稳定增长态势亚太区需求增长快供需矛盾突出 
      进入20世纪90年代中国石油进口赖度越越中国原油消费量年均577速度增加期国原油供应增速仅167供需缺口逐年拉表1知国石油消费增长迅速石油进口赖度越越已成国基国性



      13代石油源产业发展现状政策导 
      石油属生资源时石油代表化石源生产消费引发环境问题越越严重已成制约类实现持续发展障碍加石油高价位等素迫世界国寻求石油代产品新源力推行源样化石油代产品新源开发利 
      推行源样化方面日法国德国美国巴西等国走世界前列日天然气占源消费量例达138核电141法国核发电占总发电量70巴西生源占源消费例高达41德国丹麦美国等国家力发展清洁源取代核生物柴油发达国家受高度重视2004年总产量已达19334万吨欧盟计划2010年生物柴油产量达800—1000万吨生物柴油柴油市场中份额达575美国生物柴油发展受高度重视2004年10月布什总统签署生物柴油税收鼓励法案力支持生物柴油美国发展2005年初巴西颁布法律规定巴西销售柴油中必须添加生物柴油中国生物质风太阳水等资源丰富新源建设市场潜力 
      鉴化石源资源限性全球环境压力增加世界许国家认识新源生源重性政治济技术采取行动出台系列利加快新源生源技术产业化商业化政策法规措施全球少48国家制定促进生源利政策 
      国政府十分重视源源化问题采取国家财政补贴等鼓励措施力推广燃料乙醇试点工作已建成四乙醇燃料生产基总产超
    100万吨/年2005年2月28日第十届全国民代表会常务委员会第十四次会议通中华民国生源法2006年1月1日起已正式实施源法立法工作正抓紧启动 
      2元化代石油源技术开发现状应 
      目前元化源代技术开发集中煤天然气合成油生物柴油燃料乙醇等领域 
      21天然气合成油(GTL)技术 
      211国外技术开发工业化情况 
      年石油公司非常重视天然气原料采间接法合成油品技术开发壳牌萨索尔等公司均开发具特色工艺技术 
      萨索尔公司开发采铁基催化剂流化床反应器FT技术1993年南非莫索湾建成套天然气原料液体燃料规模32000桶/日装置生产高品质柴油煤油石脑油萨索尔公司Topsoe公司联合开发天然气原料采浆态床工艺生产馏分油GTL技术——SSPD工艺 
      壳牌公司开发中间馏分油工艺采茂金属钴基催化剂湍流固定床反应器1993年5月马西亚Bintulu建成GTL工业化装置 
      埃克森美孚公司采钴基催化剂浆态床工艺AGC21工艺成功运行套200桶/日中试装置 
      Syntroleum公司开发采钴基催化剂流化床工艺Syntroleum工艺建成2桶/日GTL中试装置 
      212国GTL技术开发情况 
      中国石化十分重视GTL技术开发目标开发出具中国石化知识产权成套GTL技术目前FT合成催化剂已取定进展 
      1)连化物FT合成催化剂 
      中国石化立项安排中科院连化物开发适列式固定床反应工艺氧化硅负载钴基催化剂具合成直链高碳烃(蜡质产品)特点目前开发适浆态床反应工艺活性炭负载钴基催化剂具较制取柴油馏分性液体产品中柴油组分较高中C10~C20液体产物中例60左右 
      2)FT合成催化剂 
      该催化剂中国石化股份限公司石油化工科学研究院(RIPP)开发氧化铝载体金属钴活性组分定程度解决FT合成反应程中提高
    CO转化率时C+5选择性降问题提高反应济性碳源利效率催化剂已基定型 
      国企业FT合成技术开发情况:中科院山西煤化先开发传统FT合成沸石分子筛相结合固定床二段合成工艺浆态床—固定床二段工艺2001年建成千吨级浆态床合成油试验装置催化剂制备装置已进行次试验合格产品目前正计划建10万吨级工业示范装置山东兖矿集团公司2004年建成5000吨/年浆态床低温FT合成油装置连续运行4706时目前已完成百万吨级煤制油工业示范装置行性研究报告兖矿集团国合成油领域居领先位该集团目前已拥包括反应器催化剂技术FT合成核心技术 
      213GTL产品全球相关市场影响 
      年GTL工业快速发展受资源战略市场环境等方面素推动中天然气资源国积极利偏远区天然气资源国际油价居高成推动力未国际油价走势GTL工业发展产生重影响资料报道预计2010年世界GTL产达45万桶/日2020年达100万桶/日 
      FT合成柴油优质柴油组分估计2020年GTL柴油占中间馏分油消耗量3太全球柴油市场影响某区域GTL柴油占市场例 
      目前中国煤炭原料采直接液化FT合成制取液体燃料建拟建项目已800万吨/年般2010年左右建成预计2020年国完成总投资4000—5000亿元形成5000万吨/年油品产中国煤炭储量相丰富特定区域定天然气资源着石油资源日趋紧张原油价格断攀升煤炭天然气原料制合成气FT反应制液体燃料较发展前途 
      22生物柴油技术 
      生物柴油天然动植物油脂生产柴油化学组成长链脂肪酸甲酯生物柴油含硫芳烃十六烷值高润滑性储运方便安全降解性种优质清洁柴油 
      221国外生物柴油技术 
      目前国外已工业化技术液碱催化生产工艺催化剂般氢氧化钠氢氧化钾甲醇钠甲醇钾等类技术原料酸值求苛刻必须通脱酸处理时生物柴油粗产品必须通减压蒸馏精制达标准求国外商家掌握技术适合种规模连续间歇生产产品减压蒸馏精制耗较原料品质较高生产生物柴油时会增加生产成
     
      德国鲁奇公司述传统工艺基础开发两级连续碱催化醇解工艺德国斯科特公司成功开发连续脱甘油碱催化醇解工艺两种技术欧洲美国均型工业化生产装置 
      法国石油研究院成功开发EsterfipH工艺生产生物柴油工艺尖晶石结构固体碱作催化剂采相催化反应制备生物柴油 
      加伦学开发生产生物柴油BIOX工艺计划投资2400万美元建约5万吨/年生物柴油厂2005年投产 
      222国生物柴油技术 
      生物柴油开发应方面国起步较晚目前万吨级企业3家:海南正生物源公司四川古杉油脂化工公司福建卓越新源发展公司采开发技术中四川古杉油脂化工公司技术已申请专利(公开号:CN1473907A)该技术利植物油精炼程中产生脚料食回收油原料酸化杂连续脱水酯化回收甲醇静置分出甘油相然连续蒸馏成品种工艺反应需6时结束酸值降1mgKOH/g脂肪酸转化率达93福建卓越新源发展公司技术已申请专利(公开号:CNl382762A)该技术利废动植物油生产生物柴油总体水技术针废弃沟油开发原料利率低生产程污染产品质量订标准控制原料价格便宜般2600元/吨左右生产济效益 
      RIPP根国原料供应特点环保求产品增值求开发两种生产生物柴油新技术申请批专利 
      1)高温醇解工艺 
      高压醇解法生物柴油生产技术适应原料油产品方案工厂规模适应原料收集贮存产品市场物流状况等需求原料预处理简单适应性强加工高酸值高水油料采种原料时切换容易催化剂简化处理工艺污水联产甘油浓度高工艺根规模连续式间歇式生产目前该技术2000吨/年规模中试装置已建成正进行中试试验该技术生产生物柴油产品质量达德国B100(生物柴油含量100)产品质量标准 
      2)反应分离耦合工艺 
      工艺专门生产生物柴油开发适应采原料豆油双低菜籽油棉籽油葵花籽油脂肪酸组成似述原料油脂保证产品质量合格反应分离耦合工艺特点反应时进行甘油连续分离反应转化完全产物需蒸馏精制减少耗进料醇油低催化剂消耗少
    三废排放少简化工艺流程利减少设备投资降低操作成技术处试阶段 
      外脂肪酶催化醇解工艺年国研究较热北京化工学华南理工学清华学开展量工作取较突出进展 
      223生物柴油方面建议 
      首先B100直接作柴油作柴油组分调入石油柴油里目前国外较通B5B20B22005年欧盟规定生物柴油加入量超5(B5)B100标准国家已委托RIPP编制已通国家评审B5B20B2调合油性国尚统标准目前社会生物柴油炒热产品质量参差齐加入量没统规定必扰乱柴油市场建议国家制定B5B2B20生物柴油标准生物柴油销售统纳入中国石化中国石油销售系统中国石化中国石油系统外单位生产Bi00生物柴油组分销售B5B20B2生物柴油规范市场保证生物柴油质量 
      23燃料乙醇技术 
      231燃料乙醇生产技术 
      燃料乙醇通常谷类甘蔗含淀粉糖类农作物废弃物原料采生物发酵方法制成国根实际情况选择原料生产乙醇巴西选择甘蔗糖蜜美国采玉米瑞典林业残余物造纸废液等目前世界工业化生产燃料乙醇采淀粉类食物玉米高含糖农作物甘蔗甜高梁等已工业化技术采淀粉质糖基农作物原料采林业残余物农作物废弃物技术正开展工业放阶段 
      232燃料乙醇生产技术济性分析 
      生物质原料糖济尚缺乏石油济竞争实力然生物质原料成低加工转化成高实现技术突破形成完整生物质技术工程体系 
      生产工艺确定燃料乙醇价格取决粮食价格乙醇成原料费线性相关国现阶段燃料乙醇方式10乙醇汽油调合成车乙醇汽油普通汽油升价销售表2知燃料乙醇生产成直高汽油价格国确定乙醇汽油价税政策石油公司汽油出厂价
    9111接受燃料乙醇燃料乙醇生产环节出现亏损国家财政补贴

      根美国政府测算推广乙醇汽油节省联邦政府财政预算支出36亿美元中增加农民收入45亿美元减少政府农民补贴增加1952万业机会增加税收532亿美元减少原油进口改进贸易衡20亿美元降低汽车排放改善环境质量社会济环境效益均十分显著 
      233国外燃料乙醇应情况 
      美国生燃料协会统计截2005年11月全美生物燃料乙醇生产厂93家产达约1245万吨/年24新厂正建设中预计全部建成生物燃料乙醇产增加368万吨/年届时全美生物燃料乙醇产达1613万吨/年 
      2004年巴西乙醇产量达1152万吨中970万吨国消费182万吨出口印度瑞典南韩日美国等国20042005年印度出口乙醇例2005年巴西乙醇产量已达约1342万吨国需求量超1250万吨 
      2004年欧盟国家生产42万吨生物燃料乙醇欧洲生物燃料乙醇生产国西班牙法国德国瑞典波兰外荷兰拉脱维亚立陶宛意利生产少量生物燃料乙醇 
      目前国生产燃料乙醇原料玉米麦薯类甘蔗甜高梁等国家认燃料乙醇产102万吨/年中河南天冠30万吨/年安徽丰原32万吨/年吉林天河30万吨/年黑龙江华润金玉10万吨/年中国石化股河南安徽2套生产装置参股例分2015吉林天河中国石油控股2001年6月2006年2月中国石化河南石油分公司担负河南安徽全省河北山东江苏湖北
    4省27市乙醇汽油试点推广工作总计销售乙醇汽油(乙醇含量10)43688万吨 
      24生物质乙烯技术开发 
      着全球性石油资源供求关系日益紧张传统石油乙烯工业面新挑战突破资源短缺瓶颈利生生物质资源生产乙醇进步脱水成乙烯代传统石油乙烯路线成前研究热点 
      1981年巴西建成3套乙醇脱水制乙烯装置总产74万吨/年年印度建成4套乙烯装置然规模远低现代石油乙烯装置强生命力应予重视 
      目前国际乙醇制乙烯工业装置集中巴西印度巴基斯坦秘鲁规模印度64万吨/年装置乙醇脱水制乙烯技术发展趋势装置型化低耗进步提高催化剂性降低催化剂成 
      3中国元化源代石油发展思路建议 
      着未济快速发展源结构调整中国石油需求会增新世纪必须国基国情出发源资源环境进行整体化考虑部署 
      国家中长期科学技术发展规划纲(20062020年)指出15年源发展思路:推进源结构元化增加源供应提高油气开发利水电技术水时力发展核技术形成核电系统技术开发力风太阳生物质等生源技术取突破实现规模化应促进煤炭清洁高效利降低环境污染力发展煤炭清洁高效安全开发利技术力争达国际先进水优先发展煤清洁高效开发利液化联产生源低成规模化开发利等见煤制油源元化重途径 
      生物质产业实现源元化保证源安全效途径国农业国生物质资源数量占定优势生物质加工转化相关环保技术研究方面较验积累燃料酒精生物柴油方面技术国际起跑线国完全力条件走元化代石油生物源生物产品规模化产业化路 
      走元化石油代路时重点解决生物质资源利瓶颈问题(包括全生物质利生物质高效转化)缓解源紧张石油价格涨等带问题长远走持续发展应源紧张保护类生态环境终发展路
     
      技术路线现代生物技术手段传统强势化学工程技术程工程技术结合通学科领域技术交叉结合充分全利生物质材料高效生产宗化学品终达降低生产成源消耗提高转化率减少环境污染目

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    文档贡献者

    蜗***角

    贡献于2014-05-21

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