我國(guó)石化行業(yè)二氧化碳減排與低碳產(chǎn)業(yè)開發(fā)途徑淺析

　　1、前言

　　隨著超低硫清潔燃料標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，預(yù)計(jì)到2020年煉廠二氧化碳排放量將上升到15%，隨著煉廠柴汽比的提高，二氧化碳排放量還將進(jìn)一步上升。二氧化碳減排是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，會(huì)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不同程度的影響，需要綜合考慮各方面因素，石化企業(yè)如何減排二氧化碳和開發(fā)利用碳資源，是今后一個(gè)時(shí)期的重要研究課題。

　　2、我國(guó)石化行業(yè)二氧化碳排放來(lái)源

　　石油工業(yè)是化工行業(yè)最主要的原料來(lái)源，化工行業(yè)是石油加工的下游產(chǎn)業(yè)，因此，化工行業(yè)的原料、燃料和動(dòng)力均消耗資源，是高資源消耗的行業(yè)。

　　其中常減壓裝置的常/減壓加熱爐是主要二氧化碳排放源，其排放量約占煉廠總排放量的1/3，石腦油催化重整和汽柴油加氫處理裝置的二氧化碳排放量約占1/4，催化裂化裝置主要是催化劑再生燒焦煙氣中排放的二氧化碳，約占15%～20%?；て髽I(yè)主要排放二氧化碳的裝置為乙烯裂解爐煙氣和合成氨裝置副產(chǎn)物。合成氨裝置副產(chǎn)的高濃度二氧化碳基本可以直接進(jìn)行物理和化學(xué)利用，幾乎不存在減排壓力。

　　3、我國(guó)石化行業(yè)二氧化碳減排途徑

　　二氧化碳排放主要來(lái)自常減壓、催化重整、催化裂化、制氫、乙烯、合成氨等裝置和動(dòng)力工程。為了達(dá)到降低二氧化碳排放的目的，企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這些裝置的二氧化碳排放情況。如提高加熱爐熱效率、優(yōu)化裝置結(jié)構(gòu)和工藝條件，實(shí)施能效管理等。

　　3.1石油開采和加工業(yè)二氧化碳減排途徑

　　3.1.1優(yōu)化能效管理，減少化石燃料的消耗，減排二氧化碳

　　石化行業(yè)是高能耗工業(yè)，提高能源利用效率是石化行業(yè)節(jié)能和減少二氧化碳排放量最重要的方法。節(jié)能減排措施主要包括：改進(jìn)燃料結(jié)構(gòu)；提高煉廠能效，加強(qiáng)能量?jī)?yōu)化與管理；實(shí)施熱電（汽電）聯(lián)產(chǎn)，節(jié)能減排二氧化碳。

　　3.1.2積極開發(fā)二氧化碳分離與利用技術(shù)，充分利用碳資源

　　鼓勵(lì)開展低成本高效的二氧化碳分離回收、煙氣中二氧化碳回收利用、二氧化碳經(jīng)微藻生產(chǎn)生物燃料、合成氨裝置廢氣生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳等技術(shù)的研究與應(yīng)用，同時(shí)考慮與油田企業(yè)合作，開展二氧化碳分離回收后作為驅(qū)油劑提高油氣田采收率的項(xiàng)目等。

　　3.2石油化工行業(yè)二氧化碳減排途徑

　　石油化工行業(yè)中乙烯行業(yè)減排潛力最大，預(yù)計(jì)至2020年行業(yè)集中度大大增強(qiáng)，形成規(guī)模效應(yīng)，二氧化碳減排潛力可達(dá)到5340萬(wàn)噸。其次是合成氨行業(yè)，預(yù)計(jì)至2020年淘汰落后工藝、能耗水平接近國(guó)際先進(jìn)水平、產(chǎn)能巨大等，使二氧化碳減排潛力可達(dá)到5000萬(wàn)噸。

　　4、我國(guó)石化行業(yè)低碳產(chǎn)業(yè)開發(fā)的途徑

　　石化行業(yè)低碳產(chǎn)業(yè)開發(fā)主要為：利用二氧化碳資源，在催化劑作用下與氫氣、水、氧、氨等反應(yīng)，生產(chǎn)甲醇、二甲醚、低碳烯烴、低碳醇、混合燃料、合成酯和羧酸、合成胺、甲酸及其衍生物、醛類等，或利用二氧化碳轉(zhuǎn)化成一氧化碳制合成氣等，可應(yīng)用于新型燃料、綠色環(huán)保化工原料、基礎(chǔ)化工原料和產(chǎn)品等領(lǐng)域。

　　4.1合成混合燃料

　　化石燃料燃燒的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水，反過(guò)來(lái)又將產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為燃料，形成碳資源的大循環(huán)。目前以二氧化碳和水為原料合成混合燃料的技術(shù)已經(jīng)成熟，其生產(chǎn)的氣體燃料體積組分為二氧化碳4.76%、一氧化碳25.17%、甲烷13.29%、乙烷0.34%、氫氣2.13%，總可燃組分占60%，經(jīng)堿洗滌后高達(dá)82%。由于原料廉價(jià)易得，成本低，在熱電廠有應(yīng)用價(jià)值。

　　4.2制合成氣

　　利用造氣工藝實(shí)現(xiàn)二氧化碳向一氧化碳的部分轉(zhuǎn)化制合成氣，在消耗二氧化碳的同時(shí)，可產(chǎn)生更多的一氧化碳，。與傳統(tǒng)蒸汽重整相比，甲烷與二氧化碳催化重整制合成氣，具有投資少、效率高、能耗低，以及合成氣中氫氣與一氧化碳比例合理等優(yōu)勢(shì)。

　　4.3其他利用

　　采用二氧化碳在石油化工上的開發(fā)應(yīng)用還有許多途徑，如二氧化碳與甲烷合成甲酸，二氧化碳與乙烯合成丙烯、二氧化碳與丙烯合成甲基丙烯酸，二氧化碳與乙烯合成丙烯酸；二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槠蛦纬淌章蕿?6%，國(guó)外已建成合成燃料裝置，由甲烷和二氧化碳制取清潔柴油、石腦油和石蠟。日本開發(fā)以二氧化碳和天然氣為原料的兩步法高效合成烴新工藝，反應(yīng)的單程收率為80%，合成的烴可簡(jiǎn)單分離得到汽油、柴油、煤油等。近年來(lái)我國(guó)也開展二氧化碳加氫制烴類的研究，二氧化碳與甲烷重整生產(chǎn)的二氧化碳和氫氣恰恰是合成油的比例。

　　此外，還可利用二氧化碳制備碳酸酯、聚脲、聚氨基甲酸酯、聚酮、聚醚、聚酮醚酯。液晶聚合物等高分子化合物。

　　5、結(jié)論和建議

　　我國(guó)石油化工行業(yè)作為二氧化碳排放的主要行業(yè)之一，肩負(fù)著二氧化碳減排和開發(fā)低碳產(chǎn)業(yè)的重任，建議在未來(lái)的發(fā)展中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注二氧化碳排放裝置的節(jié)能與減排工作，加強(qiáng)節(jié)能管理，開展二氧化碳綜合利用技術(shù)的研究和應(yīng)用，尋找低碳新能源，走低碳經(jīng)濟(jì)的石化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的道路。