化企攻坚PODE助柴油升级,宣战雾霾

2015-1-19 14:41| 发布者: chenl| 查看: 2766| 评论: 0|来自: 谷腾环保网

摘要: 近些年,以高PM2.5(细颗粒物)浓度为典型特征的大范围雾霾频频肆虐我国东部地区,尤其是京津冀、长三角地区,严重影响了人民群众的身体健康和社会经济发展。

摘要:PM2.5近年来严重影响我国居民健康与经济发展,化工新技术为雾霾提出解决方案。


PM2.5漫画

近些年,以高PM2.5(细颗粒物)浓度为典型特征的大范围雾霾频频肆虐我国东部地区,尤其是京津冀、长三角地区,严重影响了人民群众的身体健康和社会经济发展。

业内专家分析,虽然PM2.5只是大气成分中含量较少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小、面积大、活性强,易附带有毒、有害物质,如重金属、微生物等,且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。调查研究结果显示,汽车尤其是柴油车尾气是雾霾产生的元凶之一。而伴随着新环保法规的实施,PM2.5的治理防范成为摆在各地政府日程上的一件头等大事。中国化工报记者在采访中了解到,随着油品升级步伐的不断推进,不少化工企业纷纷把目光对准了柴油添加剂,以求掘金油品升级这块巨大的市场,并期待为改善我们的大气环境贡献自己的力量。

发现:雾霾元凶亟待遏制

PM2.5到底是什么?北京市环保局的调查研究显示,北京市机动车排放的CO(一氧化碳)、HC(碳氢化合物)和NOx(氮氧化物)分别占到这几类大气污染物排放总量的86%、32%和56%,而PM2.5来源中,机动车占本地排放源的31.1%。北京市PM2.5源解析结果表明,机动车排放污染已成为影响大气环境质量的主要来源之一,而柴油机动车成为PM2.5的最大污染元凶。

“这项结论在上海也得到了印证,上海市环保部门曾经组织相关专业机构,对上海市PM2.5的成分特征及来源进行调查,初步研究查明,上海市环境空气PM2.5来源中,机动车排放比重最高,占25%。”淄博津昌助燃材料科技有限公司总经理朱耿昌告诉中国化工报记者。

2012年世界卫生组织把柴油车尾气列入一类致癌物。据北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室主任葛蕴珊介绍,通常情况下,道路上5~30吨位的长途运输车基本上都是柴油车,而柴油车除了排放气体污染物外,还有颗粒物,这是PM2.5一个很重要的来源。朱耿昌也表示,在PM2.5的主要来源中,机动车尾气污染不容忽视,大量的柴油车在道路行驶过程中会产生PM2.5,柴油车爬坡过程中以及司机不良驾驶习惯如急加速、急减速还会排放更多的PM2.5。

记者了解到,虽然柴油车是污染环境的凶手,而众多企业依然对柴油车情有独钟。山东奔腾漆业股份有限公司15辆危化品运输车辆2014年10月份到了报废期,没有选择燃烧LNG车辆,依然选择更换柴油车。该公司的一位司机告诉中国化工报记者,大吨位的长途运输选择柴油车,首要原因就是安全,其次就是柴油到哪里都可以加得到,再次就是柴油车马力大,爬坡优于燃烧其他燃料的车辆。

面对柴油车产生的PM2.5的污染,许多国家也都加快了治理步伐。英国、法国先后向柴油汽车“宣战”,英国议会环境评估委员会建议政府全面取缔柴油汽车,法国巴黎计划到2020年在法国首都全面禁止柴油机动车上路。这种措施虽然受到环保主义者的欢迎,但是作为柴油车非常普及的欧洲国家,如果全面取缔柴油车,将大大损害很多家庭的利益。那么,如何改变柴油车污染的排放?朱耿昌认为,研发一种可以抑制柴油有害成分的添加剂,加入后可以有效地使柴油燃烧过程中不产生或者最低限度产生废气,实现达标排放。

突破:创新助力油品改善

中国供销石油烟台有限公司副总经理宋庆宝表示:“《2012年中国机动车污染防治年报》显示,2011年全国柴油车氮氧化物排放量为388.7万吨,颗粒物排放量为59万吨,其排放量分别占汽车排放总量的67.4%、99%以上。以山东为例,2013年,山东省燃油消耗总量达1800万吨,其中,柴油1080万吨左右。”山东玉皇化工有限公司办公室主任陈俊山说:“柴油车因其价格低、使用加油方便、马力大受到运输司机的欢迎。加之目前油价的‘跌跌’不休,柴油车使用经济,更不可能被取缔。”

为改变柴油车的污染现状,各地科研机构和化工企业纷纷加大了研发力度,以求掘金这块巨大的市场。合肥工业大学刘毅教授团队通过对柴油车的排气系统进行改造,清除尾气中细颗粒物。目前该技术已在安徽阜阳和池州公交公司的200多辆公交车上试用2年,杜绝了汽车行驶时冒黑烟的现象。一辆公交车一年可以减排两吨左右的氮氧化物。朱耿昌认为,这种排气系统改造适用于柴油车集中运营大型公交集团,对于市场份额量大但是散、乱、小的柴油车群体而言,显得乏力。

有没有一种绿色添加剂,加入后可以彻底改变柴油的尾气排放?在山东菏泽,以产能过剩的甲醇为原料生产一种新型绿色柴油调和组分——PODE(聚甲氧基二甲醚)的万吨级工业化装置,经过连续稳定运行,2014年7月25日在山东玉皇化工有限公司通过了专家鉴定。

以甲醇为原料生产PODE替代柴油,不但可有效缓解我国目前原油大量依赖进口、柴油相对紧缺的状况,而且为我国发展优势煤炭资源代替石油资源提供了一条有效的新途径。据了解,目前我国的柴油表观消费量在1.7亿吨左右,以20%比例添加PODE,在减少污染排放的同时,每年还将替代约3000万吨的柴油。

据悉,该技术成果由清华大学与玉皇化工合作研制。由9名院士专家组成的鉴定委员会一致认为,该项成果是世界上首次建成的万吨级固体酸催化法制PODE工业化试验装置,具备固体酸催化法制备PODE系统完善的生产工艺条件,创新性明显,总体技术处于国际领先水平。

陈俊山告诉记者:“PODE是一种新型”柴油伴侣“,具有较高的辛烷值和含氧量。在常规石化柴油中添加该产品,不需要改变现有柴油机车燃料供应系统,就可直接使用,能够改善柴油在发动机中的燃烧质量,促使柴油充分燃烧,大幅度减少机动车尾气排放,降低大气PM2.5指标。”

前景:原料市场技术兼具

记者了解到,2014年12月5日,润成碳材料科技有限公司召开3万吨/年MTCD工业化示范装置投产发布会。石油和化学工业规划院石化处副处长白雪松在发布会上表示,PODE如果成功用于柴油和溶剂,将具有数百万吨级的市场替代空间。面对玉皇化工和润成科技先后对外宣布PODE装置投产的消息,朱耿昌告诉记者:“我公司2013年就建成了4万吨的PODE装置,目前产品销售供不应求,今年我们将上马10万吨的PODE装置,以满足市场需求。”

MTCD技术是甲醇工业化制备PODE技术,指甲醇生产清洁环保柴油。经润成碳材料科技有限公司6年的自主研发,该技术已经成功解决产品产物分离等多个技术难题。“我们这项3万吨/年MTCD工业化示范装置技术达到了国际先进水平。”润成碳材料科技有限公司董事长司继亮告诉中国化工报记者,在柴油中的添加量可以达到10%~20%。我国柴油年消费1.5亿吨以上,如按15%比例调和,年可增产柴油2200万吨。

“2014年11月,国际领先的3万吨/年MTCD装置全线开车成功。这标志着全球首套以煤基原料甲醇合成PODE技术正式形成生产能力。该项目的建成投产,将成为全国乃至全球首家工业化规模生产的装置。”司继亮在发布会上表示,一方面,该工业示范装置的建成投产标志着MTCD技术真正走向成熟,对发展清洁能源、改善雾霾、发展绿色化工起到了非常好的示范作用;另一方面,我国已成为甲醇生产和消费增长最快的国家,截至2010年2月,在建装置、批准待建、计划建设的能力合计5721万吨/年。业内人士估计,技术成功推广实现产业化后,每年将消耗甲醇至少2000万吨,解决了甲醇长期过剩的状况。

据了解,PODE2~8是新型清洁燃油添加剂,十六烷值平均高达76。在柴油中添加10%~20%,能提高柴油十六烷值20%~30%,且能够大幅度减少汽车尾气中PM2.5的排放,降低50%以上的尾气污染,是目前世界公认的环保型燃油组分。上述的MTCD项目正是使用煤基原料甲醇合成PODE2~8,开辟了国内以优势煤资源替代石油资源的清洁能源技术的新途径。

白雪松接受记者采访时表示,柴油车所排放颗粒物的成分与汽油车不同,其主要成分是碳烟。碳烟是燃料在富油缺氧的高压燃烧环境中,分子裂解形成的多孔质炭,它往往黏附二氧化硫和有机物等,是汽车尾气污染的大户。3万吨/年MTCD工业化装置装置试车成功,这在国际上目前也是规模最大的,从产品本身性能看,该装置对改善成品油质量有很多优势。朱耿昌也表示:“甲醇每吨价格在2000元左右,而生产出的PODE每吨高达4850元,可以说中间的利润还是可以的。”

问题:新兴产业有待规范

“PODE是一种优良柴油添加组分,具有清洁、高十六烷值等优异的性质;环保型溶剂有良好的溶解性能,可以作为涂料、农药等领域中的芳烃替代溶剂,但需要经过行业评估。”白雪松认为,目前要解决的首要问题是推广与应用中的标准问题、行业评估认证问题。在大规模转让生产技术设备的同时,生产企业必须尽快协同相关部门制定出统一标准,以求PODE获得官方认可。此外,PODE3~4作用日趋受到重视,但工业化制备技术一直不够成熟。

正如白雪松所担心的问题,首先,PODE的使用前景空间大,原材料易于采购,一旦技术和装置陆续的成功转让,可能出现供大于求的局面;其次,PODE目前没有行业标准,这无疑会让产品质量参差不齐,阻碍市场规范发展。导致添加后无法达到减少柴油车污染目的,从而毁了一个前景广阔的行业,这也是业内人士所担心的。

据记者了解,从2008年开始,许多化工企业开始了PODE产业化攻关,PODE终于从实验室研发走向工业化,采用普通大宗化工品甲醇作为主要原料,整套装置自动化控制,连续生产。玉皇化工就是其中一家,在该公司的生产厂区,一套新型化工装置矗立在蓝天下,格外引人注目。“这是国际上首套采用固体催化剂技术的PODE连续生产工业装置,技术水平处于国际领先,2014年7月通过了国家级科技成果鉴定。到2015年底,我们将形成年产300万吨的产能。”玉皇化工集团董事长王金书介绍说。

“目前,我国PODE的生产工艺和应用研究已走在了世界前列,成功自主研究开发了万吨级的工业示范生产装置,并已开始建设数十万吨级的工业装置,其产品也已在小区域范围内推广使用。吉利达的产品被烟台港务局、扬汽集团等集团客户采用,经济效益明显。”吉利达能源科技有限公司董事长许国权介绍说,经环保部机动车排污监控中心检测,使用了吉利达研发的燃油添加剂新产品后,汽油车尾气中碳氢化合物下降13.64%,柴油车的颗粒物下降30%,其中PM2.5下降23.3%。

不久前,北京市环保局还邀请了国内外7家燃油添加剂企业,开会讨论如何在国五柴油的基础上使用添加剂解决PM2.5和氮氧化合物的问题,其中不乏巴斯夫、中石化、中石油等国内外石油巨头,吉利达是唯一受邀的山东企业。业内人士分析,如果推广使用PODE柴油品质提升剂,全省年可节省汽柴油35.28万吨,节省费用51亿元,减少二氧化碳排放200多万吨,经济效益和社会效益十分明显。


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