我国石化行业二氧化碳减排与低碳产业开发途径浅析

　　1、前言

　　随着超低硫清洁燃料标准的实施，预计到2020年炼厂二氧化碳排放量将上升到15%，随着炼厂柴汽比的提高，二氧化碳排放量还将进一步上升。二氧化碳减排是一项极其复杂的系统工程，会对企业生产产生不同程度的影响，需要综合考虑各方面因素，石化企业如何减排二氧化碳和开发利用碳资源，是今后一个时期的重要研究课题。

　　2、我国石化行业二氧化碳排放来源

　　石油工业是化工行业最主要的原料来源，化工行业是石油加工的下游产业，因此，化工行业的原料、燃料和动力均消耗资源，是高资源消耗的行业。

　　其中常减压装置的常/减压加热炉是主要二氧化碳排放源，其排放量约占炼厂总排放量的1/3，石脑油催化重整和汽柴油加氢处理装置的二氧化碳排放量约占1/4，催化裂化装置主要是催化剂再生烧焦烟气中排放的二氧化碳，约占15%～20%。化工企业主要排放二氧化碳的装置为乙烯裂解炉烟气和合成氨装置副产物。合成氨装置副产的高浓度二氧化碳基本可以直接进行物理和化学利用，几乎不存在减排压力。

　　3、我国石化行业二氧化碳减排途径

　　二氧化碳排放主要来自常减压、催化重整、催化裂化、制氢、乙烯、合成氨等装置和动力工程。为了达到降低二氧化碳排放的目的，企业应重点关注这些装置的二氧化碳排放情况。如提高加热炉热效率、优化装置结构和工艺条件，实施能效管理等。

　　3.1石油开采和加工业二氧化碳减排途径

　　3.1.1优化能效管理，减少化石燃料的消耗，减排二氧化碳

　　石化行业是高能耗工业，提高能源利用效率是石化行业节能和减少二氧化碳排放量最重要的方法。节能减排措施主要包括：改进燃料结构；提高炼厂能效，加强能量优化与管理；实施热电（汽电）联产，节能减排二氧化碳。

　　3.1.2积极开发二氧化碳分离与利用技术，充分利用碳资源

　　鼓励开展低成本高效的二氧化碳分离回收、烟气中二氧化碳回收利用、二氧化碳经微藻生产生物燃料、合成氨装置废气生产食品级二氧化碳等技术的研究与应用，同时考虑与油田企业合作，开展二氧化碳分离回收后作为驱油剂提高油气田采收率的项目等。

　　3.2石油化工行业二氧化碳减排途径

　　石油化工行业中乙烯行业减排潜力最大，预计至2020年行业集中度大大增强，形成规模效应，二氧化碳减排潜力可达到5340万吨。其次是合成氨行业，预计至2020年淘汰落后工艺、能耗水平接近国际先进水平、产能巨大等，使二氧化碳减排潜力可达到5000万吨。

　　4、我国石化行业低碳产业开发的途径

　　石化行业低碳产业开发主要为：利用二氧化碳资源，在催化剂作用下与氢气、水、氧、氨等反应，生产甲醇、二甲醚、低碳烯烃、低碳醇、混合燃料、合成酯和羧酸、合成胺、甲酸及其衍生物、醛类等，或利用二氧化碳转化成一氧化碳制合成气等，可应用于新型燃料、绿色环保化工原料、基础化工原料和产品等领域。

　　4.1合成混合燃料

　　化石燃料燃烧的最终产物是二氧化碳和水，反过来又将产物转化为燃料，形成碳资源的大循环。目前以二氧化碳和水为原料合成混合燃料的技术已经成熟，其生产的气体燃料体积组分为二氧化碳4.76%、一氧化碳25.17%、甲烷13.29%、乙烷0.34%、氢气2.13%，总可燃组分占60%，经碱洗涤后高达82%。由于原料廉价易得，成本低，在热电厂有应用价值。

　　4.2制合成气

　　利用造气工艺实现二氧化碳向一氧化碳的部分转化制合成气，在消耗二氧化碳的同时，可产生更多的一氧化碳，。与传统蒸汽重整相比，甲烷与二氧化碳催化重整制合成气，具有投资少、效率高、能耗低，以及合成气中氢气与一氧化碳比例合理等优势。

　　4.3其他利用

　　采用二氧化碳在石油化工上的开发应用还有许多途径，如二氧化碳与甲烷合成甲酸，二氧化碳与乙烯合成丙烯、二氧化碳与丙烯合成甲基丙烯酸，二氧化碳与乙烯合成丙烯酸；二氧化碳转变为汽油单程收率为26%，国外已建成合成燃料装置，由甲烷和二氧化碳制取清洁柴油、石脑油和石蜡。日本开发以二氧化碳和天然气为原料的两步法高效合成烃新工艺，反应的单程收率为80%，合成的烃可简单分离得到汽油、柴油、煤油等。近年来我国也开展二氧化碳加氢制烃类的研究，二氧化碳与甲烷重整生产的二氧化碳和氢气恰恰是合成油的比例。

　　此外，还可利用二氧化碳制备碳酸酯、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、结论和建议

　　我国石油化工行业作为二氧化碳排放的主要行业之一，肩负着二氧化碳减排和开发低碳产业的重任，建议在未来的发展中应重点关注二氧化碳排放装置的节能与减排工作，加强节能管理，开展二氧化碳综合利用技术的研究和应用，寻找低碳新能源，走低碳经济的石化行业可持续发展的道路。