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1、LOGO一次能源一次能源一次能源一次能源 二次能源二次能源二次能源二次能源石油大学石油大学 煤煤煤煤 石油石油石油石油 天然气天然气天然气天然气 LNG LNG LNG LNG 电能电能电能电能 蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽目录目录煤炭煤炭洁净煤技术洁净煤技术石油石油天然气天然气LNG二次能源二次能源2Hot Tipv由于我国煤炭在能源中的重要地位，今后一段由于我国煤炭在能源中的重要地位，今后一段时期内，煤炭仍将是我国主要的一次能源，最时期内，煤炭仍将是我国主要的一次能源，最直接也是最重要的就是煤炭的清洁燃烧。直接也是最重要的就是煤炭的清洁燃烧。3 中国煤炭消费、转化存在的主要问题中国煤炭消费、转化存在的
2、主要问题中国煤炭消费、转化存在的主要问题中国煤炭消费、转化存在的主要问题 煤炭占终端能源消费比重高煤炭占终端能源消费比重高 燃煤质量普遍较低燃煤质量普遍较低 中小型燃煤技术和装备落后，比重大中小型燃煤技术和装备落后，比重大 煤炭利用技术落后、效率低煤炭利用技术落后、效率低 大型、先进煤炭转化技术及装备落后大型、先进煤炭转化技术及装备落后4中国中国中国中国SO2SO2和酸雨污染地区分布图和酸雨污染地区分布图和酸雨污染地区分布图和酸雨污染地区分布图5洁净煤技术洁净煤技术v洁净煤洁净煤(Clean Coal)一词是一词是80年代初期美国和加拿年代初期美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判提出的。大
3、关于解决两国边境酸雨问题谈判提出的。v洁净煤技术洁净煤技术(Clean Coal Technology，CCT)减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。污染控制等新技术的总称。v当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一，当前已成为世界各国解决环境问题主导技术之一，也是高技术国际竞争的一个重要领域。也是高技术国际竞争的一个重要领域。6v由于中国煤炭开采和利用的特点决定，中国洁净由于中国煤炭开采和利用的特点决定，中国洁净煤技术领域与煤技术领域与国外洁净煤技术领域重点放在燃烧国外洁净煤技术领域重点放在燃烧发电技术上发电技术上有所不
4、同，涵盖从煤炭开采到利用全有所不同，涵盖从煤炭开采到利用全过程，是煤炭开发和利用中旨在减少污染和提高过程，是煤炭开发和利用中旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。术的总称。7中国洁净煤技术规划煤炭开采煤炭开采煤炭加工煤炭加工燃烧发电燃烧发电燃烧供热燃烧供热阶段阶段1 1阶段阶段2 2阶段阶段3 3污染物处理污染物处理阶段阶段4 4化工转化化工转化8洁净煤技术烟烟气气除除尘尘技技术术烟烟气气脱脱硫硫脱脱硝硝技技术术其其它它污污染染控控制制新新技技术术洁净煤技术洁净煤技术煤炭加工煤炭加工煤炭转化煤炭转化先进发电技术先进发电技
5、术烟气净化技术等烟气净化技术等煤煤炭炭洗洗选选 型型煤煤水水煤煤浆浆煤煤炭炭气气化化煤煤炭炭液液化化高高效效超超临临界界发发电电常常压压循循环环流流化化床床加加压压流流化化床床联联合合循循环环整整体体煤煤气气化化联联合合循循环环9v洁净煤技术洁净煤技术 煤炭从开采到利用的全过程中，主要是在减少污染物排放煤炭从开采到利用的全过程中，主要是在减少污染物排放和提高利用效率的加工、转化、燃烧及污染控制等新技术，和提高利用效率的加工、转化、燃烧及污染控制等新技术，包括洁净生产技术、洁净加工技术、高效洁净转化技术、高包括洁净生产技术、洁净加工技术、高效洁净转化技术、高效洁净燃烧与发电技术和燃煤污染排放治理
6、技术等。效洁净燃烧与发电技术和燃煤污染排放治理技术等。10选煤技术炼焦煤选煤厂：供冶金用炼焦煤选煤厂：供冶金用动力煤选煤厂：电厂、工业锅炉动力煤选煤厂：电厂、工业锅炉11水煤浆v八十年代初出现的一种新型煤基流体燃料，八十年代初出现的一种新型煤基流体燃料，(Coal Water Mixture)含煤约含煤约7070，添加剂约，添加剂约，其，其余为水。余为水。水并不能提供热量，在燃烧过程中会因蒸发造成热损失，这种损失并不水并不能提供热量，在燃烧过程中会因蒸发造成热损失，这种损失并不大。以含煤大。以含煤7070的水煤浆为例，的水煤浆为例，1 1公斤水煤浆中含水公斤水煤浆中含水0.30.3公斤，水的气
7、化潜热公斤，水的气化潜热不到不到600600大卡大卡/公斤，故燃烧公斤，故燃烧1 1公斤水煤浆因其中水造成的热损失不到公斤水煤浆因其中水造成的热损失不到180180大卡，大卡，约占水煤浆热值的约占水煤浆热值的4 4。12水煤浆特性水煤浆特性v可泵送、雾化、贮存与稳定着火燃烧。可泵送、雾化、贮存与稳定着火燃烧。两吨水煤浆可代一吨两吨水煤浆可代一吨油。由于水煤浆与燃油在相同热值下相比，其价格仅为重油油。由于水煤浆与燃油在相同热值下相比，其价格仅为重油的的1/21/2左右，以水煤浆代油具有显著的经济效益，因此是目左右，以水煤浆代油具有显著的经济效益，因此是目前企业通过技术改造解困的有效途径之一。前企
8、业通过技术改造解困的有效途径之一。v燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好。燃烧效率高、负荷易调控、节能和环境效益好。经长距离管经长距离管道输送到终端后可直接燃用，储运过程全封闭，既减少损失道输送到终端后可直接燃用，储运过程全封闭，既减少损失又不污染环境，是解决我国煤炭运力不足的重要运输方式之又不污染环境，是解决我国煤炭运力不足的重要运输方式之一。一。13水煤浆应用现状水煤浆应用现状v水煤浆代煤用于轧钢加热炉水煤浆代煤用于轧钢加热炉 最早在桂林钢厂，后来为绍兴轧钢厂采用，连续运行了最早在桂林钢厂，后来为绍兴轧钢厂采用，连续运行了9 9年。燃烧效率由年。燃烧效率由8585提高到提高到98.59
9、8.5以上，节煤以上，节煤3030.v水煤浆代油在石化企业中的应用水煤浆代油在石化企业中的应用 锅炉烧油量大，油炉改烧煤粉要比改烧水煤浆难度大。锅炉烧油量大，油炉改烧煤粉要比改烧水煤浆难度大。v水煤浆技术已取得突破性进展并进入产业化阶段水煤浆技术已取得突破性进展并进入产业化阶段 经过经过“六五六五”、“七五七五”期间重点科技攻关，在锅炉和窑期间重点科技攻关，在锅炉和窑炉中的燃烧效率可高达炉中的燃烧效率可高达95959898，运行成本仅占成本的，运行成本仅占成本的1 13 3。14煤转化为洁净燃料技术煤转化为洁净燃料技术 煤气化技术煤气化技术 保持一定温度，气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生
10、成煤保持一定温度，气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，煤气就是洁净燃料了。在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，煤气就是洁净燃料了。煤液化技术煤液化技术 间接液化是先将煤气化，然后把煤气液化，如煤制甲醇，可替代间接液化是先将煤气化，然后把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如汽油，我国已有应
11、用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料。成液体燃料。煤气化联合循环发电技术煤气化联合循环发电技术 先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达。我国正开发研究。用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达。我国正开发研究。燃煤磁流体发电技术燃煤磁流体发电技术 由燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，直接产生直流电，由燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，直接产生直流电，然后转
12、换成交流电。发电效率可过。然后转换成交流电。发电效率可过。15煤的气化煤的气化在气化炉中，块煤通过顶部的闸斗仓在气化炉中，块煤通过顶部的闸斗仓进入加压的气化炉。结渣剂进入加压的气化炉。结渣剂(石灰石石灰石)和煤一起添加。当煤逆着向上的气流和煤一起添加。当煤逆着向上的气流在气化炉中由上向下移动时，被干燥、在气化炉中由上向下移动时，被干燥、脱除挥发分、气化、最终燃烧。脱除挥发分、气化、最终燃烧。在气化炉的基底，喷嘴将水蒸汽和氧在气化炉的基底，喷嘴将水蒸汽和氧的混合物喷入燃烧区，氧和余下的焦的混合物喷入燃烧区，氧和余下的焦反应释放出温度高于反应释放出温度高于20002000的高热。的高热。这样的高温
13、足以使灰熔化，并提供热这样的高温足以使灰熔化，并提供热以支持气化反应。以支持气化反应。液态灰渣先排到炉底收集池里液态灰渣先排到炉底收集池里,然后然后再自动排入水冷装置。灰渣在水冷装再自动排入水冷装置。灰渣在水冷装置形成一种无味的、不可渗滤的熔渣置形成一种无味的、不可渗滤的熔渣状玻璃质固体。状玻璃质固体。16煤气组分净化后适于在燃气轮机中燃烧或化工净化后适于在燃气轮机中燃烧或化工成分组分H2COCH4CO2其它碳氧化合物不可燃物质30.857.26.24.90.40.5典型典型BGLBGL洁净（干）煤气组分洁净（干）煤气组分17v大力发展洁煤技术，高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与大力发
14、展洁煤技术，高效清洁地利用我国煤炭资源，对于促进能源与环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战环境协调发展，满足国民经济快速稳定发展需要，具有极其重要的战略意义。略意义。v煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。它将廉价的煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气，既可用于生产化工产品，如合成氨、甲醇、煤炭转化成为清洁煤气，既可用于生产化工产品，如合成氨、甲醇、二甲醚等，还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电二甲醚等，还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电(IGCC)(IGCC)和以和以煤气化为基础的多联产等领域。煤气化为
15、基础的多联产等领域。v迄今为止，世界上已经商业化的迄今为止，世界上已经商业化的IGCCIGCC大型电站，均采用气流床技术，大型电站，均采用气流床技术，最具有代表性的是以干煤粉为原料的最具有代表性的是以干煤粉为原料的ShellShell气化技术和以水煤浆为原气化技术和以水煤浆为原料的料的TexacoTexaco气化技术。气化技术。ShellShell气化技术即将被引进中国建于洞庭，显气化技术即将被引进中国建于洞庭，显现其碳转化率高，冷煤气效率高的优势。相比之下，水煤浆气化技术现其碳转化率高，冷煤气效率高的优势。相比之下，水煤浆气化技术在中国引进得早，实践时间长，研究开发工作也做得更深入。在中国引
16、进得早，实践时间长，研究开发工作也做得更深入。18煤炭液化-间接液化v煤间接液化煤间接液化 将煤首先经过气化制得合成气（将煤首先经过气化制得合成气（COCOH2H2），再经催化合成转化成有机），再经催化合成转化成有机烃类。烃类。煤种适应性广，操作条件温和，典型的煤间接液化的合成过程在煤种适应性广，操作条件温和，典型的煤间接液化的合成过程在250250、15154040个大气压下操作。个大气压下操作。v煤间接液化合成油技术已实现大规模工业化煤间接液化合成油技术已实现大规模工业化 在技术方面，经历了固定床技术（在技术方面，经历了固定床技术（1950195019801980）、循环流化床（）、循环流
17、化床（1970197019901990）、固定流化床（）、固定流化床（19901990）、浆态床（）、浆态床（19931993）4 4个阶段。个阶段。19煤间接液化工艺流程简图20煤直接液化煤直接液化煤的直接液化工艺流程简图煤的直接液化工艺流程简图 液化煤(人造石油)。煤和石油的差别是煤中的氢元素比石油低得多。增加煤中的氢元素，就变成类似于石油的液体燃料。21直接液化技术发展直接液化技术发展v煤直接通过高压加氢获得液体燃料煤直接通过高压加氢获得液体燃料19131913年，德国柏吉乌斯首先研究了煤的高压加氢，并获得世界上第一个年，德国柏吉乌斯首先研究了煤的高压加氢，并获得世界上第一个煤炭液化专利
18、。到煤炭液化专利。到19441944年，德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达年，德国煤炭直接液化工厂的油品生产能力已达到到423423万万t t年，为二战德国提供了年，为二战德国提供了2/32/3的航空燃料和的航空燃料和5050的汽车、装甲的汽车、装甲车用油。车用油。2020世纪世纪5050年代起中东地区发现大量石油，使煤炭直接液化暂时失去了竞年代起中东地区发现大量石油，使煤炭直接液化暂时失去了竞争能力，争能力，7070年代的世界石油危机又使煤炭液化技术开始活踩。年代的世界石油危机又使煤炭液化技术开始活踩。有代表性的煤直接液化工艺是德国的新液化（有代表性的煤直接液化工艺是德国的新液化（IGO
19、RIGOR）工艺，美国的）工艺，美国的HTIHTI工艺和日本的工艺和日本的NEDOLNEDOL工艺。这些新液化工艺的共同特点是煤炭液化的反工艺。这些新液化工艺的共同特点是煤炭液化的反应条件比老液化工艺大为缓和，生产成本有所降低，中间放大试验已经应条件比老液化工艺大为缓和，生产成本有所降低，中间放大试验已经宪成。宪成。22煤气化液化联合工艺流程煤气化液化联合工艺流程煤气化液化联合工艺流程煤气化液化联合工艺流程23 煤炭直接液化产业化煤炭直接液化产业化直接液化已完成中德、中美、中日合作三个示范厂可行性研究，结果直接液化已完成中德、中美、中日合作三个示范厂可行性研究，结果显示当国际石油价格高于显示当
20、国际石油价格高于20美元美元/桶，直接液化有经济效益。桶，直接液化有经济效益。建厂投资：建厂投资：600010000元元/吨。吨。示范项目建设规模为年产油品示范项目建设规模为年产油品500万吨，分两期建设。一期万吨，分两期建设。一期250万吨，万吨，由三条生产线组成。由三条生产线组成。一期工程建成后，年产商品汽油一期工程建成后，年产商品汽油19.54万吨、柴油万吨、柴油177.56万吨、液万吨、液化气化气21.17万吨、其他化学品万吨、其他化学品34.99万吨。万吨。液化煤处理量液化煤处理量(干基干基)12000)12000吨吨/天天24煤制油煤制油v我国首次采用国内气化技术，首次利用我国首次
21、采用国内气化技术，首次利用“三高三高”（高硫、（高硫、高灰、高灰熔点）劣质无烟煤制造高灰、高灰熔点）劣质无烟煤制造10 10 万吨万吨/年合成油示范年合成油示范项目在山西省晋城煤业集团奠基，该项目的建设项目在山西省晋城煤业集团奠基，该项目的建设,将为山将为山西和全国的西和全国的“三高三高”劣质煤洁净化、规模化利用提供技术劣质煤洁净化、规模化利用提供技术示范，标志着我国煤制油的技术路线向多元化发展迈出了示范，标志着我国煤制油的技术路线向多元化发展迈出了实质性步伐。实质性步伐。25燃煤先进发电技术燃煤先进发电技术燃煤的先进发电技术 循环流化床燃烧（循环流化床燃烧（CFBCCFBC）增压流化床燃烧联
22、合循环（增压流化床燃烧联合循环（PFBCPFBCCCCC）一体化煤气化联合循环（一体化煤气化联合循环（IGCCIGCC）常规煤粉电站第二代洗涤器常规煤粉电站第二代洗涤器低低NONOx x燃烧及磁流体（燃烧及磁流体（MHDMHD）发电技术发电技术 提高能量转化效率并降低污染物排放提高能量转化效率并降低污染物排放 26煤基多联产煤基多联产煤基多联产煤基多联产v概念概念：利用气化炉产生的“合成气”，进行跨行业联合，得到多种具有高附加值的化工产品及洁净的二次能源(甲酵，二甲醚，城市煤气，氢气)，以及用于工艺过程产生的有效能量和进行高效率的发电;v三联供三联供：IGCC热、电、甲醇三联供与IGCC热、电
23、、甲醇分供的情况相比，产品的综合价格有可能降低40；v四联供四联供：热、电、甲醇、合成气四联供与热、电、甲醇、合成气分供的情况相比，工程投资有可能降低38 产品的综合价格有可能降低31。27整体式煤气化燃气蒸汽联合循环(IGCC)加压煤气炉加压煤气炉煤煤空空气气或或氧氧煤气净化煤气净化系统系统排烟至烟囱排烟至烟囱燃气轮机燃气轮机燃气轮机燃气轮机热排气热排气清洁煤气清洁煤气燃烧室燃烧室空气空气压气机压气机蒸汽轮机蒸汽轮机冷凝器冷凝器粗煤气粗煤气余热锅炉余热锅炉蒸蒸汽汽热热力力系系统统图图28IGCCIGCC发电技术发电技术发电技术发电技术v工艺工艺:将煤气化生成燃料气，驱动燃气轮机发电，其尾气将
24、煤气化生成燃料气，驱动燃气轮机发电，其尾气通过佘热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机发电，构成联合循环发通过佘热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机发电，构成联合循环发电电.v优势优势:效率高、污染排放低。效率高、污染排放低。v缺点缺点:系统复杂、投资高。系统复杂、投资高。IGCCIGCC需要与电能、热能、城市需要与电能、热能、城市煤气以及化工产品的生产相结合，构成以煤气化为基础的煤气以及化工产品的生产相结合，构成以煤气化为基础的多联产后，才能使不利因素转化为有利条件。多联产后，才能使不利因素转化为有利条件。29整体式煤气化燃气整体式煤气化燃气整体式煤气化燃气整体式煤气化燃气蒸汽联合循环蒸汽联合循环蒸汽联合循环蒸汽联合
25、循环(IGCC)(IGCC)(IGCC)(IGCC)v石油和天然气储量有限，常规联合循环受到制约。石油和天然气储量有限，常规联合循环受到制约。IGCCIGCC在在效率、环境、经济三方面都可以和同容量、带有烟气脱硫、效率、环境、经济三方面都可以和同容量、带有烟气脱硫、脱硝的常规煤粉炉进行竞争，有望成为本世纪最有发展前脱硝的常规煤粉炉进行竞争，有望成为本世纪最有发展前途的洁净煤发电技术之一；途的洁净煤发电技术之一；v整整体体煤煤气气化化联联合合循循环环由由于于燃燃煤煤气气，煤煤气气经经过过清清洗洗可可脱脱硫硫99%、并除尘，但效率有所降低；、并除尘，但效率有所降低；v高高温温脱脱硫硫除除尘尘、汽汽
26、化化炉炉能能量量转转换换效效率率由由76%提提高高到到8495%。GTGT入入口口烟烟气气达达13001300。效效率率可可达达到到4245%，进进一一步发展可望达到步发展可望达到50%。30结束语结束语结束语结束语v发展洁净煤技术解决煤炭污染问题发展洁净煤技术解决煤炭污染问题v洁净煤技术产业化是解决大气污染的主要途径洁净煤技术产业化是解决大气污染的主要途径v洁净煤技术产业化是可持续发展的战略选择洁净煤技术产业化是可持续发展的战略选择 v洁净煤技术产业化正在向前推进洁净煤技术产业化正在向前推进31石 油v一、石油资源及生产一、石油资源及生产 1、石油对社会发展的巨大作用、石油对社会发展的巨大作
27、用 科技、经济迅速发展科技、经济迅速发展 交通：缩短各国人民之间的距离交通：缩短各国人民之间的距离 工业社会工业社会 信息社会信息社会v 2、世界石油资源概况、世界石油资源概况 剩余探明储量：剩余探明储量：1.15万亿桶，万亿桶，40年（年（55桶桶 1吨）吨）32世界石油资源分布v 按地区按地区 中东地区（中东地区（7339亿桶，亿桶，65），欧洲、欧亚大陆：），欧洲、欧亚大陆：1392，非洲：，非洲：1122，中南美：，中南美：1012v按国家按国家 沙特、伊朗、伊拉克、科威特、阿联酋、委内瑞拉、俄罗沙特、伊朗、伊拉克、科威特、阿联酋、委内瑞拉、俄罗斯、哈萨克斯坦、利比亚、尼日利亚斯、哈萨
28、克斯坦、利比亚、尼日利亚3334中国石油资源概况v全国石油可采资源量为全国石油可采资源量为150亿吨左右亿吨左右 v主要分布在松辽、渤海湾、准噶尔等几个盆地主要分布在松辽、渤海湾、准噶尔等几个盆地v南沙海域：南沙海域：100亿吨亿吨35石油生产与消费 v03年，世界石油产量年，世界石油产量34.04亿吨亿吨v产量（产量（2002）：沙特、俄罗斯、美国、伊朗、）：沙特、俄罗斯、美国、伊朗、中国、墨西哥中国、墨西哥v1993年，我国：净进口国，进口量增加年，我国：净进口国，进口量增加v2010年，年，3.5亿吨，产量亿吨，产量2亿吨，进口亿吨，进口1.5亿吨亿吨v总态势：需求增加、产量速增、储量趋
29、减总态势：需求增加、产量速增、储量趋减36 油品结构油品结构 v（1）影响因素：经济发展，环境保护，节能技）影响因素：经济发展，环境保护，节能技 术，替代能源等术，替代能源等v（2）汽油（）汽油（18）发展趋势：高辛烷值，无铅）发展趋势：高辛烷值，无铅化，洁净化，含硫量，芳香烃含量化，洁净化，含硫量，芳香烃含量v（3）柴油（）柴油（32.3）：含硫量，芳香烃（对）：含硫量，芳香烃（对HC和微粒排放影响）和微粒排放影响）37我国石油产品结构调整措施 v1）增加进口原油加工量，缓和供需矛盾；）增加进口原油加工量，缓和供需矛盾；v2）提高石油产品质量）提高石油产品质量v3）调整产品生产结构，增加生产
30、柴油等中间馏分；）调整产品生产结构，增加生产柴油等中间馏分；v4）严格限制不合理的柴油消费（柴油发电等）严格限制不合理的柴油消费（柴油发电等）v5）重油适度深加工，减少燃料油进口）重油适度深加工，减少燃料油进口v6）提高国际竞争力，集约化、增加科技投入（中）提高国际竞争力，集约化、增加科技投入（中石化与世界石化公司相比）石化与世界石化公司相比）38石油的形成与分类1、形成：水体中沉积于水底的有机物和其他淤积、形成：水体中沉积于水底的有机物和其他淤积物随地壳变迁，经历生物和化学转化阶段。（细物随地壳变迁，经历生物和化学转化阶段。（细菌活动，地温为主导的地球化学转化）菌活动，地温为主导的地球化学转
31、化）2、组成：烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物组、组成：烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物组成，主要元素：成，主要元素：C、H；S、O、N（小于（小于1），），微量金属元素微量金属元素3、原油性质：淡色或黑色的流动或半流动的粘稠、原油性质：淡色或黑色的流动或半流动的粘稠液体，密度约液体，密度约0.650.85t/m3；39v石油特性：黏度、凝点、盐含量、硫含量、腊含量、胶质、石油特性：黏度、凝点、盐含量、硫含量、腊含量、胶质、沥青质、残炭、沸点、馏程等沥青质、残炭、沸点、馏程等4、分类、分类v（1）按密度：轻质、中质、重质、特重质）按密度：轻质、中质、重质、特重质v（2）按硫含量：低硫（小于）按
32、硫含量：低硫（小于0.5），含硫（），含硫（0.52.0），高硫（大于），高硫（大于2.0），后两者约占），后两者约占75v（3）按蜡含量：低蜡（）按蜡含量：低蜡（0.52.5），含蜡（），含蜡（2.510），高蜡（大于），高蜡（大于10）石油）石油40主要石油产品的种类与用途v1、按沸点不同的种类、按沸点不同的种类v40205oC：汽油；：汽油；v180300oC：煤油：煤油v250350oC：柴油：柴油v350520oC：润滑油：润滑油v高于高于520oC：重质燃料油：重质燃料油41v2、按用途和特性：、按用途和特性：v（1）溶剂油：石油醚、橡胶溶剂油、香花溶剂油等，溶）溶剂油：石油醚、橡
33、胶溶剂油、香花溶剂油等，溶剂、稀释剂、提取剂、洗涤剂等剂、稀释剂、提取剂、洗涤剂等v（2）燃料油：石油气（制造合成氨、甲醇、乙烯等）、）燃料油：石油气（制造合成氨、甲醇、乙烯等）、汽油（车用、飞机用）、煤油（航空）、柴油、重质燃料汽油（车用、飞机用）、煤油（航空）、柴油、重质燃料油油v（3）润滑油：汽油机油和柴油机油，机械油，压缩机油，）润滑油：汽油机油和柴油机油，机械油，压缩机油，齿轮油，液压油，电器用油齿轮油，液压油，电器用油v（4）润滑脂）润滑脂v（5）石蜡、地蜡）石蜡、地蜡v（6）沥青：道路、建筑）沥青：道路、建筑v（7）石油焦：电极）石油焦：电极v（8）添加剂）添加剂v（9）催化剂）
34、催化剂42油田开发工程油田开发工程v1 1、石油勘探、石油勘探v包括油田的寻找、发现和评价包括油田的寻找、发现和评价v分为区域普查、构造详查、预探和详探四个阶段分为区域普查、构造详查、预探和详探四个阶段v投资巨大，特别是海上石油勘探投资巨大，特别是海上石油勘探v勘探手段：地震勘探，地球化学勘探、遥感、遥勘探手段：地震勘探，地球化学勘探、遥感、遥测、资源卫星等，提高勘探效率和成功率测、资源卫星等，提高勘探效率和成功率4344钻井2 2 钻井钻井v概念：从地面打开一条通往油、气层的孔道，以概念：从地面打开一条通往油、气层的孔道，以获取地质资料和油气能源获取地质资料和油气能源v井架钻台：平均井架钻台
35、：平均1700m，大于，大于10000米米v根据地质情况选用钻头，逐节接长钻管根据地质情况选用钻头，逐节接长钻管v海上钻井装置随海深变化：固定式和移动式海上钻井装置随海深变化：固定式和移动式45采油采油3 3 采油采油v油井：自喷井，抽油泵、深井泵油井：自喷井，抽油泵、深井泵v一次采油期：依靠地下自然压力一次采油期：依靠地下自然压力v二次采油期：向地下油藏注水或注气体二次采油期：向地下油藏注水或注气体v三次采油：加注蒸汽或化学溶剂三次采油：加注蒸汽或化学溶剂464、炼制、炼制v加工流程分类加工流程分类 燃料型：汽油、煤油、柴油等燃料型：汽油、煤油、柴油等 燃料润滑油型：燃料油，各种润滑油燃料润
36、滑油型：燃料油，各种润滑油 石油化工类：石脑油、轻油、轻渣油石油化工类：石脑油、轻油、轻渣油v方法方法 分离法：分馏法、常压减压蒸馏分离法：分馏法、常压减压蒸馏 转化法：利用转化方法进行深加工，热裂化、催转化法：利用转化方法进行深加工，热裂化、催化裂化、加氢裂化和焦化等化裂化、加氢裂化和焦化等47炼油厂的组成单元485 5、油气储运、油气储运v油气处理油气处理 分水、加热、压缩分水、加热、压缩v油气运输、储存油气运输、储存 管输管输-管道、泵、罐管道、泵、罐49油页岩和油砂v油页岩油页岩 含有机油的岩石，灰分超过含有机油的岩石，灰分超过1/31/3，油质分子较重，油质分子较重 干馏页岩油：可直
37、接燃烧，也可加工成液体燃料，气化干馏页岩油：可直接燃烧，也可加工成液体燃料，气化 制取煤气；高温裂解加氢干馏获得化工原料。制取煤气；高温裂解加氢干馏获得化工原料。干馏过程：隔绝空气加热到干馏过程：隔绝空气加热到450450600600o oC Cv油砂，沥青砂油砂，沥青砂 含有很黏沥青油的砂石含有很黏沥青油的砂石80809090无机质，无机质，3 36 6水，水，6 62020沥青油油页岩、油砂储量很大。沥青油油页岩、油砂储量很大。50天然气v天然气资源特征天然气资源特征 储量丰富，清洁便利储量丰富，清洁便利 储运难，投资大，回收周期长储运难，投资大，回收周期长 发展先慢后快发展先慢后快51储
38、量v常规天然气量：常规天然气量：40040060060010101212立方米立方米v分布：中东、独联体、东欧等，分布：中东、独联体、东欧等，7070v探明储量逐渐增加，产量增加探明储量逐渐增加，产量增加 2003 2003数据：数据：38816.838816.8亿立方英尺，油当量亿立方英尺，油当量17406.417406.4百万桶，超过石油（百万桶，超过石油（1093710937百万桶）百万桶）5253欧洲天然气供应示意图 54储量产气国探明储量产气国探明储量:(2006):(2006)（单位：万亿立方英尺）（单位：万亿立方英尺）v俄罗斯：俄罗斯：16801680v伊朗：伊朗：971971，
39、卡塔尔：，卡塔尔：910910v沙特：沙特：241241，阿联酋：，阿联酋：214214v美国：美国：192192，尼日利亚：，尼日利亚：185185v阿尔及利亚，委内瑞拉，印尼，挪威，马来西亚，阿尔及利亚，委内瑞拉，印尼，挪威，马来西亚，加拿大，中国（加拿大，中国（53.353.3）55中国v可采天然气资源量：可采天然气资源量：22万亿立方米，探明气层气万亿立方米，探明气层气储量储量1.64万亿立方米（万亿立方米（1997）v产量：产量：499.5亿立方米（亿立方米（2005年）年）v探明可采储量将大大增加，约为目前可采储量的探明可采储量将大大增加，约为目前可采储量的37倍倍56天然气应用天
40、然气应用v发电发电 天然气联合循环发电，经济、污染少，预计天然气联合循环发电，经济、污染少，预计20202020年，年，5.6-7.15.6-7.1，533533627627亿立方米；亿立方米；v民用及商业燃料民用及商业燃料 630 630713713亿立方米亿立方米v化肥及化工原料化肥及化工原料 合成氨，甲醇，炼油厂制氢，化工用气：合成氨，甲醇，炼油厂制氢，化工用气：322322亿立方米亿立方米v工业燃料工业燃料 工业和运输燃料，工业和运输燃料，2020，431431480480亿立方米，天然气汽车：亿立方米，天然气汽车：100100万辆，万辆，150150亿立方米亿立方米57天然气市场58
41、v发展情况：比石油落后约发展情况：比石油落后约3030年，年，v矛盾：天然气勘探，基础设施建设，市场及价格矛盾：天然气勘探，基础设施建设，市场及价格等等v20202020年，需求量年，需求量1877187720882088亿立方米，国产：亿立方米，国产：55556767，进口，进口59天然气性质v发热值高，对环境污染小发热值高，对环境污染小v生成过程与石油类似，但更容易生成过程与石油类似，但更容易v成分：甲烷（成分：甲烷（80809090），乙烷，丙烷，丁烷），乙烷，丙烷，丁烷v来源：油气田来源：油气田4040，非伴生气、气田气、煤成气：，非伴生气、气田气、煤成气：6060v勘探开采：与石油类
42、似，采收率高勘探开采：与石油类似，采收率高v输送：管道输送，每输送：管道输送，每8080160km160km需设增压站，长距离输送需设增压站，长距离输送投资大，西气东输投资大，西气东输v杂质：杂质：CO2CO2，H2OH2O，H2SH2S和其他含硫化合物，需脱硫、脱水、和其他含硫化合物，需脱硫、脱水、脱脱CO2CO2、脱杂质等、脱杂质等v液化天然气：体积液化天然气：体积1/6001/600，冷藏油轮，汽车，冷藏油轮，汽车60天然气输送管道61液化天然气储存、运输以及气化技术 v液化天然气（液化天然气（LNGLNG）：将净化后的天然气，在常）：将净化后的天然气，在常压下采用节流、膨胀和外加冷源制
43、冷的工艺，压下采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺，将将天然气冷冻至零下天然气冷冻至零下162162左右，使甲烷由气态左右，使甲烷由气态变为液态，其体积约为气态体积的变为液态，其体积约为气态体积的1/6201/620。v随着国内对清洁能源需求的增加，我国将加快随着国内对清洁能源需求的增加，我国将加快从进口液化天然气，以改善国内能源结构，减从进口液化天然气，以改善国内能源结构，减少环境污染。少环境污染。62LNG流程636465淄博淄博LNG气化站全景图气化站全景图66LNGv在未来几年内，除了有数以百万吨计的在未来几年内，除了有数以百万吨计的LNGLNG自海外进口外，自海外进口外，一批天然气液化
44、工厂和一批天然气液化工厂和LNGLNG末端装置也会开始迅速建设。末端装置也会开始迅速建设。目前目前LNGLNG在我国的应用刚刚开始，在在我国的应用刚刚开始，在LNGLNG储运以及气化过程储运以及气化过程中还存在很多急需解决的问题，如液化天然气的储罐结构、中还存在很多急需解决的问题，如液化天然气的储罐结构、运输工艺、气化方法以及安全等，是一种公认的高科技新运输工艺、气化方法以及安全等，是一种公认的高科技新型行业。型行业。v通过对液化天然气储存设备、储运工艺、气化方法和设备通过对液化天然气储存设备、储运工艺、气化方法和设备以及安全问题的研究，得到液化天然气的储罐结构、保冷以及安全问题的研究，得到液
45、化天然气的储罐结构、保冷方法、储存过程中储运容器内温度分布规律及各种因素对方法、储存过程中储运容器内温度分布规律及各种因素对蒸发率蒸发率BORBOR的影响，确定解决液化天然气储存运输中的安的影响，确定解决液化天然气储存运输中的安全问题的方法，推进液化天然气工业在中国的利用与发展。全问题的方法，推进液化天然气工业在中国的利用与发展。67天然气膜分离脱硫技术天然气膜分离脱硫技术天然气膜分离脱硫技术天然气膜分离脱硫技术v天然气膜分离脱硫技术在国外已经得到了工业化应用，该天然气膜分离脱硫技术在国外已经得到了工业化应用，该技术的特点是生产流程短、能耗低、脱硫效率高，存在的技术的特点是生产流程短、能耗低、
46、脱硫效率高，存在的问题是应用不广泛，投资较高，因此在大规模的天然气脱问题是应用不广泛，投资较高，因此在大规模的天然气脱硫生产中，常采用的仍是醇胺法及砜胺法。硫生产中，常采用的仍是醇胺法及砜胺法。v对于国内情况来看，含硫天然气分布较广，尤其中小规模对于国内情况来看，含硫天然气分布较广，尤其中小规模的含硫气田很多，采用液法脱硫能耗高、流程长、操作复的含硫气田很多，采用液法脱硫能耗高、流程长、操作复杂。目前这些气田常采用固法脱硫，这种工艺设备体积大，杂。目前这些气田常采用固法脱硫，这种工艺设备体积大，脱硫剂硫容量低、运行时间短、难以再生，常以掩埋处理脱硫剂硫容量低、运行时间短、难以再生，常以掩埋处理
47、造成环境污染。造成环境污染。68超重力天然气脱硫技术超重力天然气脱硫技术 v目前，国内外高含硫气田脱硫工艺主要采用湿法脱硫工艺，目前，国内外高含硫气田脱硫工艺主要采用湿法脱硫工艺，其吸收和解析的设备主要采用板式塔和填料塔，尺寸庞大、其吸收和解析的设备主要采用板式塔和填料塔，尺寸庞大、造价高、传质效率较低。造价高、传质效率较低。v采用超重力天然气脱硫技术，在超重力环境下，相间传质采用超重力天然气脱硫技术，在超重力环境下，相间传质过程明显加快，传质速率比传统塔器提高过程明显加快，传质速率比传统塔器提高1 13 3个数量级，个数量级，可以将高达几十米的巨大的反应塔设备用高不及两米的超可以将高达几十米
48、的巨大的反应塔设备用高不及两米的超重力机进行替代。重力机进行替代。v与常规塔式脱硫技术相比，超重力天然气脱硫技术因其设与常规塔式脱硫技术相比，超重力天然气脱硫技术因其设备体积小、占地面积少、运行效率高等优点，使海上平台备体积小、占地面积少、运行效率高等优点，使海上平台含硫天然气和边远区块含硫油田的开采成为可能。含硫天然气和边远区块含硫油田的开采成为可能。69LNG冷能利用途径超低温的超低温的LNG转为常温气态过转为常温气态过程可提供大量冷能：程可提供大量冷能：1.空气分离制造液氧、液氮空气分离制造液氧、液氮 2.液化二氧化碳、干冰製造液化二氧化碳、干冰製造 3.冷能发电冷能发电 4.冷凍食品或
49、冷凍倉庫冷凍食品或冷凍倉庫 5.橡胶、塑料等低溫破碎处理橡胶、塑料等低溫破碎处理 6.海水淡化海水淡化70利用LNG冷能的方法 v直接利用直接利用 发电、空气液化分离、冷冻仓库、制造液化二氧发电、空气液化分离、冷冻仓库、制造液化二氧化碳、海水淡化、空调和低温养殖、栽培等。化碳、海水淡化、空调和低温养殖、栽培等。v间接利用间接利用 低温破碎、水和污染物处理及冷冻食品等。低温破碎、水和污染物处理及冷冻食品等。71冷能发电冷能发电以电能的形式回收以电能的形式回收LNG冷能冷能,发电方式有发电方式有:(1)中间介质郎肯循环方式中间介质郎肯循环方式,每吨每吨LNG的发电量约为的发电量约为 20kWh左右
50、。左右。(2)直接膨胀方式直接膨胀方式(3)上述两种方式的组合形式上述两种方式的组合形式,发电量为发电量为45kWh/吨吨 (LNG)。72LNG冷能发电工艺73空气分离v传统方式生产传统方式生产1 m3的液化空气大约需要的液化空气大约需要650 Kcal的冷却能的冷却能,利用利用LNG的低温特性不但可用减的低温特性不但可用减少建设费用少建设费用,而且每生产而且每生产1 m3的液化氧气需要的的液化氧气需要的电力消耗也从电力消耗也从1.2 kWh减少到减少到0.5 kWh,由于能由于能减少大量的电力消耗减少大量的电力消耗,利用利用LNG冷能的空气分离得冷能的空气分离得到充分的应用。到充分的应用。