[发明专利]生化原油

说明书

技术领域

本发明涉及一种清洁替代能源。

背景技术

石油、煤炭及生物质是世界的主要能源。目前，中国从中东、北非进口石油已达1.3亿吨，对外依存度已超过56%，而美国只进口8000多万吨。从经济规律看，决定21世纪那个国家能走在前面的关键，在于其能否建立一个具有不依赖或少依赖不可再生能源的经济结构。随着污染和不可再生问题的日益严峻，转变经济发展方式，发展清洁替代能源已刻不容缓。现在国家大力推动经济进入创新驱动、内生增长的发展轨道。而不依赖化石能源的“创新驱动”要从源头上做起。目前世界生物能源都是从成品阶段进行替代的，比如燃料乙醇、生物柴油。如果进行颠覆性的技术创新，从原料阶段（原油）就替代，让“生物炼制”原料混配到煤基化学、石油基化学的绿色发展过程之中；在发展生物炼制的同时，推动石油、煤炭重化工业的绿色化；使原本淘汰的落后或污染产能转变成“绿色油田”“低硫炼油厂”和“绿色化工厂”。不仅投资少、成本低、上马快，而且在开发的过程中保护环境，还避免了原有的巨大产能变成“废资产”。促进战略性新兴产业和低碳经济的跨越发展。

生物油是利用各种农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等）制备而成的一种类似原油的生物燃料。因和石油相似，被称作“生物质原油”，区别于在成品油阶段混配使用的生物柴油和燃料乙醇。生物燃料是替代石油和实现重化工业绿色化的重要途径。由于生物油与生物柴油和乙醇一样具有生态“零”排放的特点，被加工成重油/柴油的一种绿色替代品应用于锅炉、窑炉等热工设备以便取暖或发电。由于原油价格的波动将对重化工产生重大影响，尤其是炼油主导型企业和以原油为原料的化工企业，油价的上扬会直接进入成本。因此假如我们改变生物油的化学组成，在改造过的炼油厂，生物油完全能和原油混配，联合起来进行加工。再经过炼制，就可得到硫、氧、氮等含量低的车用汽油和柴油，作为汽油发动机和柴油机用清洁燃料；经过深加工，还可以得到高附加值的化学品和化工原料。这一颠覆性的技术创新的好处是：

——投资少。中国石油工业重要特点之一是催化裂化加工能力远远大于催化重整和催化加氢加工能力，目前提供高质量汽油和柴油组分的能力有限。而中国的炼油厂是按照加工低硫原油设计的，现存的加氢脱硫装置不足，如改造则投入巨大。中国汽油的主要特点是硫含量和烯烃含量高，同样柴油硫含量也高。当前，世界主要发达国家都把降低硫的含量作为生产清洁汽、柴油的重中之重，予以高度重视。欧盟把降低汽、柴油硫含量至较低水平看作引入可执行欧Ⅲ和欧Ⅳ排放标准的先进汽车技术的先决条件，并于2005年开始使用硫含量低于10ppm的汽油和柴油，2011年完成向这种低硫燃料的过渡。目前国内外石油化工产业界都在化大力气争取提高汽油和柴油产量并改善产品环境指标，但技术难度很高，投资巨大。如果发挥生物油和石油的各自优势，改变目前仅从成品阶段进行替代的工艺，将替代石油的生物油与石油在原料阶段混配后再使用，可以很好地解决这些问题，大大降低绿色化改造的成本。

眼下世界上的石油只能用100年，煤的储量也不多了。但根据估算，全球每年产生的生物质能得储量为1800亿吨，是取之不尽、用之不竭的资源。加速发展替代石油的低硫清洁燃料，降低油耗满足排放标准，已迫在眉睫。由于燃料乙醇和生物柴油基本上不含硫和芳烃。世界各国均采取在成品油中混配替代的办法来生产低硫清洁燃料，这样“重起炉灶”的投入巨大。与化石石油相比，生物油硫、氧、氮含量低，并且灰分少，对环境污染小。从原料阶段就替代和降低硫、氧、氮等含量与在成品油中替代的效果是一样的。另外，生物油可以按今天对化石原油完全同样的方式用泵抽吸、储存以及通过公路、铁路和油船运输，这极大地便利了生物质或清洁原料的处理并减少了巨大的投资。

生物油虽然与化石原油的性能、用途、炼制工艺很接近，价格也比燃料乙醇、生物柴油要低，但要使品质接近普通的车用汽油和柴油作为汽油发动机和柴油机用燃料或深加工得到高附加值化学品和化工原料，还要重新投资一套设备，必须有巨大的新投入。为满足生物油的工业化生产需求量，必须在广大地区收集秸秆等生物质。然而，能量密度低的占空间的生物质原料远距离运输是不经济的。因此，要把分散的生物质原料集中转换为易于处理和存储的“生物油”，使这一生产设备“小型化”，可进一步降低生物油的生产成本，但也需要新的投入。另外，目前国内“煤变油”的投入产出比仅从设备来讲，生产1万吨油就需要1亿元的投资，而沿海炼油厂扩建的投入产出比是每1万吨的投入是1000万元，仅十分之一。两笔账相比，煤炭液化投资过巨，没有利润可言。