大型石化公司发展加氢生物燃料的现状及对策

doi:10.3969/j.issn.1673-5854.2019.04.009

生物质化学工程 ›› 2019, Vol. 53 ›› Issue (4): 59-66.doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.04.009

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大型石化公司发展加氢生物燃料的现状及对策

施翔星^1,²(),宋洪川³,黄瑛^1,⁴,周克梅⁵

1. 镇江市以斯帖环保科技有限公司, 江苏句容 212431
2. 中国石油四川石化公司南充炼油厂, 四川南充 637000
3. 云南师范大学能源与环境科学学院, 云南昆明 650500
4. 东南大学能源与环境学院, 江苏南京 210096
5. 南京水务集团有限公司, 江苏南京 211106

收稿日期:2018-05-28 出版日期:2019-07-30 发布日期:2019-08-05
作者简介:施翔星(1981-),男,重庆江津人,工程师,硕士,主要从事化工和生物能源领域生产及培训工作; E-mail:leon015@163.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(21106019)

Current Situation and Countermeasures of Hydroprocessing Biofuels Development in Large Petrochemical Corporation

Xiangxing SHI^1,²(),Hongchuan SONG³,Ying HUANG^1,⁴,Kemei ZHOU⁵

1. Zhenjiang Esther Environmental Technology Co., Ltd., Jurong 212431, China
2. Nanchong Refinery of Sichuan Petrochemical Co., Ltd., CNPC, Nanchong 637000, China
3. School of Energy and Environment-science, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China
4. School of Energy and Environment, Southeast University, Nanjing 210096, China
5. Nanjing Water Group Co., Ltd., Nanjing 211106, China

Received:2018-05-28 Online:2019-07-30 Published:2019-08-05
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(21106019)

摘要/Abstract

摘要：

阐述了加氢工艺制备生物燃料（生物柴油和生物航煤）的背景和意义、代表性的工艺技术路线、产品性能优势以及国内外的应用现状；结合过去十年某大型炼化企业推进示范项目所遇到的困难，首次从成本组成、定价、原料供应等方面深度分析了项目搁浅的原因。最后针对我国的实际状况，就如何利用现有资源和改进运作模式、建立起稳定的原料供给链（麻疯果油和地沟油）、实现降低生产成本、使加氢生物燃料走上快速发展之路提出了建议。

关键词: 绿色柴油, 生物航煤, 氢气, 成本, 原料供应

Abstract:

The background and significance of the hydroprocessing biofuels(green diesel and jet biofuel), current representative process route, performance advantage and its application at home and abroad were expounded. In combination with the stranded demonstration project of large refineries in the past ten years, the related reasons of project grounding were analyzed in depth from cost composition, price fixing to raw material supplying for the first time. On the actual situation of China, the advices as to how to utilize existing resource, innovate operation mode, establish a stable feedstock supplying chain(Jatropha curcas oil & waste cooking oil) and reduce production costs to make rapid development of hydroprocessing biofuels were provided at last.

Key words: green diesel, jet biofuel, hydrogen, costs, feedstock supply

中图分类号:

TQ35

施翔星,宋洪川,黄瑛,周克梅. 大型石化公司发展加氢生物燃料的现状及对策[J]. 生物质化学工程, 2019, 53(4): 59-66.

Xiangxing SHI,Hongchuan SONG,Ying HUANG,Kemei ZHOU. Current Situation and Countermeasures of Hydroprocessing Biofuels Development in Large Petrochemical Corporation[J]. Biomass Chemical Engineering, 2019, 53(4): 59-66.

图/表 7

图1

表1

表2

表3

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表5

表6

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	项目 item	绿色柴油模式 green diesel mode	生物航煤模式 jet biofuel mode
脱氧反应条件 deoxygenation conditions	温度temp./℃	300~330	300~320
	压力pressure/MPa	4~5	4~10
	催化剂catalyst	Ni-Mo/γ-Al₂O₃、Co-Mo/γ-Al₂O₃	Ni-Mo/Al₂O₃、Co-Mo/Al₂O₃
	空速space velocity/h^-1	0.5~2.5	0.5~5
异构化反应条件 isomerization conditions	温度temp./℃	290~330	300~380
	压力pressure/MPa	4~5	4~10
	催化剂catalyst	Pt/SAPO-11、 Pt/MgAPSO-31、Pt/ZSM-12	Pt/SAPO-11/Al₂O₃、 Pt/ZSM-22/Al₂O₃、Pt/SAPO-11/SiO₂
	空速space velocity/h^-1	0.5~5	0.5~5
结果 result	质量收率mass yield/%	80.7	50.2
	体积收率volume yield/%	94.8	60.9
	产品馏程distillation range/℃	＞120	122~286
	浊点cloud point/℃	＜0	-47
	主要副产物main byproducts	丙烷、石脑油等 propane, naphtha and so on	石脑油、C₃~C₅产物 naphtha and C₃-C₅ products
	降负荷能力turndown capacity/%	50~60	50~60

试样 sample	浊点/℃ cloud point	沸点/℃ boiling point	热值/ (MJ·kg^-1) heat value	密度/ (g·mL^-1) density	十六烷值 cetane	硫质量分数/ ×10^-6 sulfur content	抗氧化性 oxidation resistance	CO₂减排/% reduction
石化柴油petro-diesel	-5	200~350	43	0.82~0.85	40~55	＜10	基准basic	0
生物柴油biodiesel	-5~15	344~355	38	0.88	50~65	＜2	差poor	30
绿色柴油green diesel	-20~0	265~320	44	0.78	75~90	＜2	基准basic	60~80

性能 specification	石化航煤 aviation kerosene	UOP生物航煤 UOP jet biofuel
总酸值total acid number/(mg·g^-1)	＜0.10	0.002
芳烃体积分数arenes volume fraction/%	＜25	0
总硫质量分数total sulfur content/%	＜0.30	＜0.0001
终馏点温度final distillate temperature/℃	＜300	255
残留物体积分数residues volume fraction/%	＜1.5	1.3
闪点flashpoint/℃	＞38	46.5
15 ℃时密度density at 15 ℃/(kg·L^-1)	0.775~0.840	0.749
冰点freezing point/℃	＜-47	-57
20 ℃时运动黏度moving viscosity at 20 ℃/(mm²·s^-1)	8.00	3.663
净热值net heating value/(MJ·kg^-1)	＞42.8	44.3
CO₂减排reduction/%	0	65~85

运营商¹⁾ operator	所用工艺 process	年生产规模/万吨 annual production capacity	所在地 location	主要原料 feedstock
Neste Oil公司 Neste Oil company	Neste	200	荷兰、芬兰、新加坡 Netherlands, Finland and Singapore	棕榈油、废弃动植物油脂 palm oil, waste animal/plant oil
Eni公司 Eni company	UOP	40	意大利Italy	废弃动植物油脂 waste animal/plant oil
Diamond Green Diesel	UOP	70	美国America	餐饮废油、屠宰场动物油脂、废植物油 waste cooking oil, slaughterhouse animal oil and waste plant oil
Alt Air公司 Alt Air company	UOP	12	美国America	餐饮废油、屠宰场动物油脂、海藻油等 waste cooking oil, slaughterhouse animal oil, algal oil and so on

成本名称 cost consists	单价 unit cost	每年消耗量及雇员数 annual amount	年成本/万元 annual cost	百分比/% percentage
麻疯果油Jatropha curcas oil	4515元/t	60900 t	27496	75.47
氢气hydrogen	8990元/t	2184 t	1965	5.39
生产辅料indirect materials	1513元/t	1492 t	368	1.01
催化剂catalysts	—	—	233	0.64
电power	0.46元/kWh	7.52×10⁶ kWh	345	0.95
天然气natural gas	8997元/t	834 t	170	0.47
蒸汽steam	115元/t	12456 t	143	0.39
氮气N₂	1.09元/t	1660800 t	182	0.50
生产用水production water	2.93元/t	318043 t	26	0.07
工业风、仪表风CA, IA	0.15元/m³	6145000 m³	88	0.24
污水排放sewage discharge	3.21元/t	240816 t	77	0.21
固废处理solid waste	78.84元/t	1382 t	10.9	0.03
人工费labour cost	70000元/人	50人50 persons	350	0.96
设备折旧depreciation	—	—	2400	6.59
检维修maintaince	—	—	680	1.87
其他费用other costs	—	—	1900	5.21
总计(不含税)total(non-tax)	—	—	36433	100

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工况 operating mode	航煤年产量/t annual yield of JB	柴油年产量/t annual yield of GD	液化石油气年产量/t annual yield of LPG	石脑油年产量/t annual yield of naphtha
航煤模式JB mode	30572	517.6	5160.0	12420
柴油模式GD mode	0	49084.0	852.6	1583

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