能源基础知识

能源利用中的催化技术
现行工业过程中，60％的产品和90％的过程是通过催 化技术实现的。催化在能源发展战略中有突出的重要 性。这可以概括为五个方面：1. 石油炼制与石油化工； 2. 合成气化工；3. 天然气化工；4. 燃煤污染防治；5. 绿 色化学。
石油 三大支柱能源：
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我 国 从 1993 年 成 为 石 油 进 口 国。2003年进口石油9118万吨， 自产石油1.669亿吨，总石油 消费量约为2.7亿吨，其中三
分之一以上依赖进口。 （2006年进口约1.4亿吨）
我国的能源形势
浪 另一方面，我国的能源 费又是世界上最严重的国
家之一：以生产一美元GDP产值的单位油耗衡量，日 本是0.084千克，我国是0.298千克，相差十分悬殊。
7.7
2.7
1.0
中国
7源自文库.6
19.8
2.1
6.5
――
我国的能源形势
我国是世界上唯一以煤为主要能源的大国，这样的能源构 成在今后相当长的时期内不会改变。作为一次能源，煤的利 用方式在我国主要是燃烧，而煤的燃烧是造成我国生态环境 破坏的最大污染源。我国的能源消费占世界的8－9％，但 SO2的排放占世界的15.1％，排放总量为世界第一位；CO2占 13.6%， NOx占11.3%，总量都居世界第二位。其中我国煤燃烧 所释放的SO2占到全国总排放的87％，CO2占71％，NOx占67 ％，粉尘占60％。大量燃煤排放的SO2和NOx已经在我国形成 了极大的危害，酸雨区域迅速扩大，已超过国土面积的40％， 造成了难以估量的经济和社会损失。
交易价($)/桶
42.33 55.17 61.57 68.35 75.17 ~60 ~80
石油 三大支柱能源：
法国石油价格超过1.5欧元/升
石油 三大支柱能源：
石油紧缺伊拉克私家车禁行
三大支柱能源：
煤
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煤 三大支柱能源：
我国能源储存分布图
煤 三大支柱能源：
煤 三大支柱能源：
煤中一般含碳60-70 wt%，其余为 氢 （ 5 wt% ） ， 有 的 含 氧 可 高 达 20 wt%，其余为杂质，主要是硫，氮和 粉煤灰（2-7 wt%，优质煤）。由摩尔 比看，煤的组成类似为CnHn，包括部 分含氧化合物。
煤 三大支柱能源：
目前，全国发电装机总容量约为2.2亿千瓦， 根据国家电力公司规划，到2010年，将达5亿千瓦， 到2020年将达7亿千瓦，其中，火力发电设备， 90%以上仍是常规的燃煤蒸汽发电机组。随着科 学技术的进步，一些新的能源和新的燃煤发电技 术将会在我国得到发展，如S863计划将燃煤联合 循环（IGCC）、加压循环流化床（PFBC-CC）列为 重点，973计划中将煤直接气化列为优先支持项目 等。
三大支柱能源：
石油
石油 三大支柱能源：
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石油 三大支柱能源：
石油炼制可能是世界上最大规模的工 业过程，当然也是最大规模的催化过程。 近二十年来，石油资源的枯竭已经摆上日 程。石油品质的下降伴随着日益严格的环 境保护标准的出台，石油炼制工业正面临 着挑战。石油炼制工业的生产目的，一是 向社会提供燃料油（汽油，柴油等），二 是提供乙烯，苯，甲苯等基础化工原料。
我国的能源形势
表 1 一次能源消费（1998）
％
煤
石油
天然气 水电
核
世界平均 26.2
40.0
23.8
2.7
7.4
美国
24.9
39.7
25.7
2.4
8.5
英国
17.9
35.4
35.1
0.3
11.3
前苏联 18.6
20.6
53.1
2.2
5.6
澳大利亚 44.5
36.3
17.8
1.4
――
印度
56.8
31.8
石油 三大支柱能源：
汽油是蒸馏后得到的最主要的产品, 其 次是煤油和柴油。原油直接蒸馏得到的汽油 产率较小，且质量不高。催化裂化可以有效 地增大汽油在产物中的比例，而催化重整可 以显著提高汽油质量。为防止催化剂中毒， 催化裂化和催化重整前要对油品进行催化脱 硫—催化脱氮等前处理，这就形成了现在石 油炼制的主要反应网络， 见图。
能源基础知识
我国的能源形势
我国的能源形势
一次能源及可利用的资源储备是国家生存与 发展战略的重要一环，不仅关系和平时期的国计 民生，而且涉及国家在战时的动员能力，地位之 重要如何估计也不会过高。先进工业国几乎垄断 了能源及资源利用研究的全部优势其根本原因即 在于此。在大量引进国外先进技术和设备的情况 下不受制于人，是我国在任何国际环境下都能进 退自如的重要前提。因此，一次能源有效利用是 涉及国家长治久安的战略规划的一部分。
石油 三大支柱能源：
催化裂化的目的将减压蒸馏后重馏分 中的长链分子切断以大幅增加产物中汽油 的比例。催化裂化是最大规模使用的催化 反应装置（每年全世界处理量约有 50亿 吨），一般称FCC（流化床催化裂化）， 但现代炼厂采用的是全悬浮的流动床，以 分子筛为催化剂。
石油 三大支柱能源：
石油 三大支柱能源：
液化气
加氢
常
重整
汽油
压
蒸
煤油
馏
柴油
加氢裂化
减
加氢
FCC
压
蒸
馏
图一
润滑油/沥青/燃料油
石油 三大支柱能源：
石油的成分是以一系列碳数的饱和烃 （烷烃和环烷烃）为主，相当比例的芳烃和 杂环芳烃为副，混有少量的氮、硫元素（赋 存形态为有机化合物）和钒、镍金属（赋存 形式为络合物）。一般来说，原油经蒸馏或 减压蒸馏等物理过程，就可以得到有用的馏 分如汽油，柴油等。
时间
1983.6 1986.7 1990.10 1994.3 1998.12 2002.6 2003.3
交易价($)/桶
30.38 10.42 40.40 14.08 10.72 24.29 37.78
时间
2004.5 2004.10 2005.8 2006.1 2006.4 2006.9 2007.8
石油 三大支柱能源：
馏分
沸点范围
主要成分 (以碳数计)
用途
液化石油气
汽油
<150C
煤油 粗柴油
150-250C 250-370C
常压渣油 370C 减压渣油 540C
C4及以下 C5-C8
C16及以下 C25以下
C5以下掺混成汽 油，重馏分作重 整原料
航空煤油
C20以下是燃料 油，重馏分是裂 化原料