1.十万火急!!!!关于化学!!拜托了!!! 悬赏分:200
2.我国石油工业发展的趋势是什么
3.布局氢能源产业链项目报告书
(1)油气丰富,发展潜力较大。
国际上通常用“量”、“储量”、“可储量”和“剩余探明储量”等概念来描述和界定油气的多少。油气量是指聚集在地下岩层中的油气总量,它会因发现条件的变化而变化。储量是指经过勘探证实了的并在现有条件下有经济价值的。可储量则是指在现代经济技术条件下能够从地下储层中开出来的储量。剩余探明储量是总储量减去已开出石油后的剩余量,通常可以反映一个国家或地区的潜力。
根据新一轮全国油气评价,我国石油可总量为150亿~200亿吨。其中2020年以前可供勘探利用的总量为150亿吨,2020—2050年随着技术进步和领域拓展,可供勘探利用的总量有望再增加50亿吨,达到200亿吨。石油总量列世界第六位、位。我国天然气可总量为14万亿~22万亿立方米,其中2020年前可勘探利用的总量为14万亿立方米,2020—2050年可勘探利用的总量再增加8万亿立方米,达到22万亿立方米。天然气总量列世界第五位。
截至2005年底,我国已探明石油可储量69亿吨,探明天然气可储量3.1万亿立方米,油气探明率(已经勘探证明可的储量占总储量的比率)分别为35%和14%。总体上看,我国油气的探明程度都不高。至2005年底,全国石油和天然气的累计出产量为44.7亿吨和4324亿立方米。
尽管我国油气比较丰富,但人均占有量偏低。我国石油的人均占有量为11.5~15.4吨,仅为世界平均水平73吨的1/6~1/5;天然气的人均占有量为1.0万~1.7万立方米,是世界平均水平7万立方米的1/7~1/5,与耕地和淡水相比,我国人均占有油气的情形更差些。
在我国,油气已经成为一种十分紧缺的战略。我国油气总量比较丰富,目前石油勘探程度尚处于中期阶段,天然气勘探尚处于早期阶段。通过加大勘探投入和依靠技术创新,还可以获得新发现、增加新储量,油气工业的发展仍具有比较雄厚的基础。
(2)油气分布不均衡。
全国含油气区主要分布情况是:东部,主要包括东北和华北地区;中部,主要包括陕西、甘肃、宁夏和四川地区;西部,主要包括新疆、青海和甘肃西部地区;西藏区,包括昆仑山脉以南,横断山脉以西的地区;海上含油气区,包括东南沿海大陆架及南海海域。
根据目前油气探明程度,从东西方向看,油气主要分布在东部、西部和中部,从南北方向上看绝大部分油气在北方,这种油气分布不均衡的格局,为我国石油工业的发展和油气供求关系的协调带来重大影响。从松辽到江汉和苏北等盆地的东部老油区占石油储量的74%,以鄂尔多斯和四川盆地为主体的中部区占5.77%,西北区占13.3%,南方区占0.09%,海域占6.63%。而海域中渤海占全国储量的4%,2000年随着更多的渤海大中型油田被探明,海上也表现出石油储量北部多于南部的特点。
目前,我国陆上天然气主要分布在中部和西部地区,分别占陆上量的43.2%和39.0%。天然气探明储量集中在10个大型盆地,依次为:渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海—琼东南、柴达木、吐哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。量大于1万亿立方米的有塔里木、鄂尔多斯、四川、珠江口、东海、渤海湾、莺歌海、琼东南、准噶尔9个盆地,共拥有量30.7万亿立方米。
近海天然气总量为8.1万亿立方米,海上天然气储量为4211亿立方米,占近海天然气量的9%。10个海上盆地大多集中在南海和东海,占总量的21.4%。
(3)石油生产处于稳定增长阶段,天然气产量快速增长。
新中国成立之初,石油工业十分落后,石油年产量仅12万吨,主要靠进口“洋油”维持国民经济发展。1959年发现大庆油田后,从根本上改变了石油工业的落后面貌,1965年实现石油自给。20世纪60—70年代,又相继发现胜利、大港、辽河、华北和长庆等油田,石油产量迅速增长。2005年,我国石油产量 1.81亿吨,天然气产量500亿立方米,分别列世界第五位和第十二位。
经过50多年的勘探,一些整体性较好、易发现的大型和特大型油气田多数已经被找到,今后勘探发现新油田的难度将进一步加大。但从我国油气赋存的地质特点和剩余油气潜力来看,2020年以前,我国石油探明储量可以继续保持稳定增长,大体每年增加地质储量8亿~10亿吨,相当于增加可储量1.6亿~2.0亿吨左右。天然气年增探明可储量的规模大体在1800亿~2500亿立方米。
我国以大庆油田和胜利油田为代表的老油田,总体上已进入高含水和高出程度的“双高”阶段,产量递减在所难免。我国老油田现阶段石油产量的综合递减率大体为5%。如果没有新储量投入生产的话,我国每年都将会有一个近千万吨规模的大油田消失。要保持我国石油产量稳定增长,每年发现的新储量首先要弥补老油田的产量递减之后,石油产量才能“爬坡”。实现这一目标是可能的,但并不容易。
综合各方面因素,预计今后15年内,我国石油产量可以实现稳中有升。如果石油产量大体以每年250万吨左右规模增长,到2020年,我国石油产量可保持在2.0亿吨以上。我国天然气工业是新兴产业,发展比石油约晚30年。21世纪前30年是我国天然气工业展时期,储量和产量在今后相当长的时期内都将保持快速增长。随着全国天然气管网建设、市场完善和拓展,天然气产量也将快速增长。预计2010年我国天然气产量在1000亿立方米左右,2020年产量达到1200亿立方米以上。届时,天然气在我国一次能源①一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和。它包括:原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。一次能源可以进一步分为可再生能源和非可再生能源两大类。可再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等,它们在自然界可以循环再生。而非可再生能源包括:原煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。消费结构中的比例将由目前的3%增至8%~10%。
(4)石油消费进入快速增长时期,供需差额逐渐加大。
改革开放以来,随着我国国民经济持续快速增长,我国石油需求迅速走过了由平缓增长到快速增长的过程。2000年我国石油消费量达到2.24亿吨,比改革开放前大体增长了一倍,平均增长速度为4%左右,以石油消费增长翻一番支撑了GDP翻两番。
最近五年,石油消费明显加快。2005年全国石油消费量达到3.2亿吨,比2000年净增0.94亿吨,年均增长1880万吨,平均增长速度达7.3%。
从现在到2020年还有14年时间。这期间我国经济仍将保持较高速度,工业化进程将进一步加快,特别是交通运输和石油化工等高耗油工业的发展将明显加快。此外,城镇人口将大幅上升,农村用油的比重也将增加。多种因素将使我国石油需求继续保持快速增长。在全社会大力节油的前提下,如果以平均每年的石油需求量大体增加1000万吨的规模估计,到2020年,我国石油需求量仍将接近5亿吨,进口量3.0亿吨左右,对外依存度(进口量占总消费量的比率)约60%,超过国际上公认的50%的石油安全警戒线。我国石油安全风险将进一步加大。
年份199019951998199920002001200220032004产量(万吨)13830.615004.416100.016000.016300.016395.916700.016960.0117587.3进口量(万吨)292.31709.02732.03661.47026.56026.06940.69102.012272.0对外依存度(%)2.110.2214.518.6230.1226.8729.3534.9241.09
近年来我国原油产量、进口量及对外依存度资料来源:《中国能源统计年鉴2005》,国家统计局工业交通司及国家发展和改革委员会能源局编,中国统计出版社,2006年6月。
(5)石油利用效率总体不高,节约潜力很大。
我国既是一个石油生产大国又是一个石油消费大国,同时也是一个石油利用效率不高的国家。以2004年为例,我国GDP总量为1.9万亿美元,万美元GDP消耗石油1.6吨。这个数字是当年美国万美元石油消费量的2倍,日本的3倍,英国的4倍。目前,国内生产的汽车发动机,百千米油耗设计值比发达国家同类车要高10%~15%。我国现阶段单车平均年耗油量为2.28吨,比美国高21%,比德国高89%,比日本高115%。要把我国2020年的石油总消费量控制在5.0亿吨以内,就要求在过去15年石油消费的平均增长水平上,每年降低 25%以上。
上述状况,一方面说明我国节约用油的潜力很大;另一方面也反映出节约、控制石油消费过快增长的难度相当大。
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——预见2022:《2022年中国石油化工行业全景图谱》(附市场现状、竞争格局和发展前景等)
石油化工产业主要上市公司:目前国内石油化工产业的上市公司主要有中国石化(600028)、中国石油(601857)、东华能源(002221)、华锦股份(000059)、恒逸石化(000703)、荣盛石化(002493)、上海石化(600688)、华鲁恒生(600426)、康普顿(603798)、卫星石化(002648)。
本文核心数据:行业发展、行业现状、行业前景
产业概况
1、定义:原料-石油产品-石油化工产品
石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。
石油产品又称油品,主要包括各种燃料油(汽油、煤油、柴油等)和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制,简称炼油。
石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产均属于石油化工的范围。
有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。在有些资料中,以天然气、轻汽油、重油为原料合成氨、尿素,甚至制取硝酸也列入石油化工。
2、产业链剖析:产业流程复杂,产品众多
石油化工产业上游主要是石油开与炼制行业,包括油气开和运输、炼油和石油化工产品加工制造过程,中游为基本有机与高分子行业,下游行业为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供配套和服务。需要注意的是,在石油化工生产过程中,为了促进炼油和分解过程,会添加化工催化剂以提高加工效率。
产业发展历程:一部艰苦奋斗史
我国石油化学工业发展史,也是一部可歌可泣的奋斗史。1949年新中国成立初期,我国石油和化学工业十分落后,广大石油化工干部职工,在旧中国“一穷二白”薄弱基础上艰苦创业,无私奉献。经历了恢复与发展阶段、历史性的转变阶段、新的崛起阶段、新发展时期阶段等四个阶段的不断探索与发展,我国成为世界第二石油和化学品生产、消费大国。
行业政策背景:从大力发展到优化产业布局
石化产业是国民经济重要的支柱产业,近年来我国制定石油化工产业发展建设的相关政策,为中国石油化工产业的快速发展提供保障。
碳中和或带来石油化工行业颠覆性变革和机遇。为实现碳达峰、碳中和目标,钢铁、电力、石化、煤炭等行业正加速转型。不少上市公司制定了碳达峰、碳中和路线图。碳达峰碳中和目标给石化企业的绿色低碳转型带来较大压力,但在转型过程中同时孕育着新的发展机会,包括发展新能源、新材料、新业态的机遇,推动化石能源主导的能源结构、产业结构和经济结构转向由可再生能源主导,这一过程驱动行业重构产业链价值链,需要更加依靠技术创新驱动,在实现碳减排目标过程中从根本上改变石油化工行业的结构形态。
产业发展现状
1、成品油产量:产量再创新高
2020年受疫情的冲击,汽油市场需求大幅下滑。2020年全国汽油产量为13179.7万吨,同比下降7.03%。全年来看,中国成品油产量低位出现在第一季度,由于2020年春节期延长,疫情蔓延令众多炼厂开工负荷迅速下滑,主营单位和山东独立炼厂均在一季度迎来年内低点。2-3月份因疫情全国处在封锁状态,3月份汽油产量最低,后随着复产复工,汽油产量逐渐增加,基本恢复至往年同期水平。2021年全年,汽油产量达15457.3万吨,累计增长17.3%。
我国柴油产量从2018年起,产量连续三年下降,到2020年中国柴油产量下降至15704.9万吨,相较于2017年柴油产量下降了2413.1万吨。在多种因素的作用下,炼油厂成本不断上升,但是价格却保持稳定,使得炼油厂生产柴油的意愿降低,柴油产量下降。2021年全年柴油产量16337.0万吨,累计增长2.7%。
2010-2019年,我国煤油产量逐年增加,到2019年产量达到5272.6万吨,同比增长10.6%;2020年,受国内突发公共卫生的影响,春节期延长,各行业延迟复工,中国煤油产量仅为4049.4万吨,同比下降23.2%;
2021年中国煤油产量3943.9万吨,同比下降2.6%。
2010-2019年,我国燃料油产量波动范围较大。2019年我国燃料油产量为2469.7万吨,同比增长19%。2020年,燃料油产量为3406.3万吨,同比增长37.9%。2021年,燃料油产量为4350.2万吨,同比累计增长22.1%。
石脑油(naphtha)又叫化工轻油,是石油产品之一,是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油,主要用作重整和化工原料。因用途不同有各种不同的馏程,中国规定馏程为初馏点至220℃左右。作为生产芳烃的重整原料时,用70℃-145℃馏分,称轻石脑油;用作溶剂时,则称溶剂石脑油;以生产高辛烷值汽油为目的时,用70℃-180℃馏分,称重石脑油;来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑油。
近年来,我国石脑油产量逐渐增加。2020年石脑油产量进一步增加至4232.0万吨,同比增长8.6%,产量实现连续五年增长;
2021年我国石脑油产量4951.7万吨,同比增长12.6%。
2、化工产品产量:乙烯产量增长显著
近两年,受市场价格回升等影响,停产多年的多套合成橡胶装置恢复生产,中国合成橡胶市场供需保持平稳发展,2020年我国合成橡胶品种产量增长到751.32万吨,增速为0.99%,但多套装置能否按时投产,仍存在较大的不确定性。2021年我国主要合成橡胶产量为811.7万吨,同比增长2.6%。
根据国家统计局最新数据,2020年我国乙烯产量2159.96万吨,同比增长5.25%;2021年乙烯产量2825.7万吨,同比增长30.82%,预计未来新增产能步伐进一步加快。
根据国家统计局最新数据,2020年我国化学纤维产量5883.37万吨,同比增长8.59%;2021年化学纤维产量6124.68万吨,同比增长4.10%,预计未来新增产能步伐进一步加快。
产业竞争格局
1、区域竞争:格局分布明显
当前,中国石化产业正在迎来产业重构,企业利用国际国内两个市场两种的同时,推进工业结构、产业结构,包括经济结构的调整和优化。近年来我国石油化工产业区域结构在不断提升,落后产能不断淘汰,创新能力不断提升,国际化经营水平也在不断提高。
通过企查猫对“石油化工”进行精确搜索显示,2021年底,石油化工产业现存355291家相关企业,从企业数量上来看,排在前三位的分别是山东省、陕西省和广东省。分别为41531家、31605家和26789家。
注:企查猫数据截至2021年12月31日
从代表性企业分布情况来看,我国石油化工代表企业分布在辽宁、山东、江苏、浙江、广东等沿海省份,以及新疆维吾尔自治区、湖南省、黑龙江省等内陆省份。
2、企业竞争:中石油、中石化为行业龙头
目前,布局了石油化工开、冶炼、精密加工业务的上市企业中,中石油、中石化在石油化工氧化物、石油化工聚合物等产品产量遥遥领先于其它企业。石油化工产业产业链上的其它代表性企业业务布局及竞争力情况如下:
按主营业务营收金额来看,2020年,中国石油化工集团以2万1千多亿元的营业收入位列第一,占中国石油的市场份额占全行业的比重高达19%,中国石油天然气集团排在第二位,营业没有超过两万亿元大关,以1万9千亿元占据中国石化的市场份额的17%。加上中国海洋石油总公司、中国中化集团有限公司、中国化工集团公司、陕西延长石油(集团)有限公司及荣盛石化五家特大型企业,销售收入总额约占全行业的50%。
产业发展前景及趋势预测
1、石油化工发展趋势:“补短板”和“补空白”
根据中国石油和化学工业联合会发布的《石化和化学工业“十四五”规划指南》中明确提出,“十四五”的主要任务就是推进中国石化产业的现代化。增加化工新材料产品的丰富度和高端化水平,打通“补短板”和“补空白”路径;加大产品应用定制化服务力度。
2、石油化工前景预测:互联网+时代,石化行业迎来发展新机遇
石化产业和互联网的深度融合为企业转型提供了发展机遇,未来随着互联网+化工模式逐步深入,企业将从生产型逐步向服务型转变,最终实现与金融市场的紧密结合。
更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国石油化工产业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
我国石油工业发展的趋势是什么
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中文名称: 氯乙烷 英文名称: chloroethane 中文名称2:乙基氯 英文名称2:ethyl chloride CAS No.: 75-00-3 分子式: C2H5Cl 分子量: 64.52 理化特性 主要成分: 纯品 外观与性状: 无色气体,有类似醚样的气味。 熔点(℃): -140.8 沸点(℃): 12.5 相对密度(水=1): 0.92 相对蒸气密度(空气=1): 2.20 饱和蒸气压(kPa): 53.32(-3.9℃) 燃烧热(kJ/mol): 1349.3 临界温度(℃): 187.2 临界压力(MPa): 5.23 辛醇/水分配系数的对数值: 1.54 闪点(℃): -43(O.C) 引燃温度(℃): 510 爆炸上限%(V/V): 14.8 爆炸下限%(V/V): 3.6 溶解性: 微溶于水,可混溶于多数有机溶剂。
主要用途
要用作四乙基铅、乙基纤维素及乙基咔唑染料等的原料。也用作烟雾剂、冷冻剂、局部剂、杀虫剂、乙基化剂、烯烃聚合溶剂、汽油抗震剂等。还用作聚丙烯的催化剂,磷、硫、油脂、树脂、蜡等的溶剂。农药、染料、医药及其中间体的合成。
健康危害
有刺激和作用。高浓度损害心、肝、肾。吸入2%~4%浓度时可引起运动失调、轻度痛觉减退,并很快出现知觉消失,但其刺激作用非常轻微;高浓度接触引起,出现中枢抑制,可出现循环和呼吸抑制。皮肤接触后可因局部迅速降温,造成冻伤。 燃爆危险: 本品易燃,具刺激性。
氯乙烯又名乙烯基氯(Vinyl chloride)是一种应用于高分子化工的重要的单体,可由乙烯或乙炔制得。为无色、易液化气体,沸点-13.9℃,临界温度142℃,临界压力5.22MPa。氯乙烯是有毒物质,肝癌与长期吸入和接触氯乙烯有关。它与空气形成爆炸混合物,爆炸极限4%~22%(体积),在压力下更易爆炸,贮运时必须注意容器的密闭及氮封,并应添加少量阻聚剂。
CAS No.: 75-01-4 分子式: C2H3Cl 结构式: CHCl=CH2 分子量: 62.50 有害物成分 含量 CAS No. 氯乙烯 ≥99.99% 75-01-4 主要成分: 含量: 纯度≥99.99%。 外观与性状: 无色、有醚样气味的气体。 pH:无意义 熔点(℃): -159.8 沸点(℃): -13.4 相对密度(水=1): 0.91 相对蒸气密度(空气=1): 2.15 饱和蒸气压(kPa): 346.53(25℃) 燃烧热(kJ/mol): 无资料 临界温度(℃): 142 临界压力(MPa): 5.60 辛醇/水分配系数的对数值: 1.38 闪点(℃): 无意义 引燃温度(℃): 415 爆炸上限%(V/V): 31.0 爆炸下限%(V/V): 3.6
聚氯乙烯的结构式为[CH2-CHCl]n,是由氯乙烯单体通过自由基聚合而成的一种聚合物,英文名polyvinyl chloride,缩写为PVC。聚氯乙稀树脂为白色或浅**粉末,透明度胜于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯。它是世界上使用量最大的树脂之一,价格便宜,应用广泛, 其制品形式十分丰富,可分为硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚氯乙烯糊三大类。硬聚氯乙烯的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。主要用于管材、门窗型材、片材等挤出产品,以及管接头、电气零件等注塑件和挤出吹型的瓶类产品,它们约占聚氯乙烯65%以上的消耗。软聚氯乙烯主要用于压延片、汽车内饰品、手袋、薄膜、标签、电线电缆、医用制品等。聚氯乙烯糊约占聚氯乙烯制品的10%,主要用产品有搪塑制品等。
PVC粉状树脂可以按照粉状树脂的结构不同分为紧密型和疏松型两种:紧密型呈乒乓球状,吸收增塑剂的能力低,主要用于硬质PVC制品的生产;疏松型呈棉花团状,可大量吸收增塑剂,常用于软质PVC的生产。
聚氯乙稀有较好的电气绝缘性能,可作低频绝缘材料,其化学稳定性也好。由于聚氯乙稀的热稳定性较差,长时间加热会导致分解,放出HCL气体,使聚氯乙稀变色,所以其应用范围较窄,使用温度一般在-15~55度之间。
PVC按分子量的大小可分为通用型和高聚合度型两大类。通用型PVC的平均聚合度为500~1800,高聚合度型PVC的平均聚合度则大于1800。常用的PVC树脂大多为通用型。
1.PVC一般软制品。
利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等;利用注射成型机配合各种模具,可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。
2.PVC薄膜。
PVC与添加剂混合、塑化后,利用三辊或四辊压延机可制成规定厚度的透明或有色薄膜。这些压延成型的薄膜可以通过剪裁,热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、广告膜、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜,所受热收缩的特性,可用于收缩包装。同时。PVC薄膜是最好的三维表面膜制作材料。
3.PVC人造革。
有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上,然后在100摄氏度以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜,再与衬底压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片,再压上花纹即可。人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等,还有地板革,用作建筑物的铺地材料。
4.PVC泡沫制品。
软质PVC混炼时,加入适量的发泡剂做成片材,经发泡成型为泡沫塑料,可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机基础成低发泡PVC板材和异型材,可替代木材试用,是一种新型的建筑才材料。
5.PVC透明片材。
PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂,经混合、塑化、压延而成为透明的片材。利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装,是优良的包装材料和装饰材料。
6.PVC硬板和板材。
PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料,经混炼后,用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管,用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压,可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状,然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。
7.PVC其它用途。
门窗有硬质异型材料组装而成。在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场;仿木材料、代钢建材(北方、海边);中空容器;一次性医疗器械产品
甲烷分子中两个氢原子被氯取代而生成的化合物,分子式CH2Cl2。二氯甲烷是无色、透明、比水重、易挥发的液体,有类似醚的气味和甜味,不燃烧,但与高浓度氧混合后形成爆炸的混合物。二氯甲烷微溶于水,与绝大多数常用的有机溶剂互溶,与其他含氯溶剂、、乙醇也可以任意比例混溶。室温下二氯甲烷难溶于液氨中,能很快溶解在酚、醛、酮、冰醋酸、磷酸三乙酯、甲酰胺、环己胺、乙酰乙酸乙酯中。纯二氯甲烷无闪点,含等体积的二氯甲烷和汽油、溶剂石脑油或甲苯的溶剂混合物是不易燃的,然而当二氯甲烷与丙酮或甲醇液体以 10 :1 比例混合时,其混合特具有闪点,蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限6.2%~15.0%(体积)。二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性最小的,其毒性仅为四氯化碳毒性的 0.11% 。如果二氯甲烷直接溅入眼中,有疼痛感并有腐蚀作用。二氯甲烷的蒸汽有作用。当发生严惩的中毒危险时应立即脱离接触并移至新鲜空气处,一些中毒症状就会得到缓解或消失,不会引起持久性的损害。
二氯甲烷-物化性质
外观与性状:无色透明易挥发液体。具有类似醚的刺激性气味 沸点:39.8℃ 蒸汽压:30.55kPa(10℃) 熔 点:-95.1℃ 相对密度:1.3266(20/4℃) 水溶性:20 G/L (20 ?C) 自燃点:640℃。 粘度(20℃):0.43mPa?s。 折射率nD(20℃):1.4244。 临界温度:237℃, 临界压力:6.0795MPa。
溶解性:溶于约50倍的水,溶于酚、醛、酮、冰醋酸、磷酸三乙酯、乙酰乙酸乙酯、环己胺。与其他氯代烃溶剂乙醇、和N,N-二甲基甲酰胺混溶。
热解后产生HCl和痕量的光气,与水长期加热,生成甲醛和HCl。进一步氯化,可得CHCl3和CCl4。无色易挥发液体。难燃烧。蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限6.2%~15.0%(体积)。二氯甲烷与氢氧化钠作用生成甲醛。工业中,二氯甲烷由天然气与氯气反应制得,经过精馏得到纯品,是优良的有机溶剂,常用来代替易燃的石油醚、等,并可用作牙科局部剂、制冷剂和灭火剂等。对皮肤和粘膜的刺激性比氯仿稍强,使用高浓度二氯甲烷时应注意。
安定性:在一般温度(常温)下没有湿气时,二氯甲烷比其同类物质(氯仿及四氯化碳)稳定。
危害分解性:长期与水接触会缓慢分解产生氯化氢。
危害之聚合:不会发生。
反应性及不相容性:
1.一般金属:於室温下使其少许的分解。
2.当受相当於或少於 25 克**的震荡时,二氯甲烷与四氧化二氮的混合物具有爆炸性。
3.与锂的碎片混合,对震荡很敏感且会爆炸,有时爆炸程度相当剧烈。
4.如果空气中含有高浓度的氧气,或在液态氧中,以及在四氧化氮中有钾、钠、钾-钠合金,种种状况下都会形成爆炸性混合物。
5.硝酸:形成爆炸性产物。
6.强氧化剂:可能起爆炸性反应。
7.强酸:可能起爆炸性反应。
8.铁、某些不锈钢、铜及镍:高温及水存在下会腐蚀此类金属。
9.铝粉:於适当压力,95℃下会产生无法控制的放热反应。
10.胺类:放热反应。
11.会与下列化合物激烈反应:胺类、锂、硝酸、钾化钠、、、、、
12.塑胶、橡皮、和一些涂料表层会被分解。
13.有可能聚集静电荷而引发蒸汽爆炸。
二氯甲烷-用途
二氯甲烷具有溶解能力强和毒性低的优点,大量用于制造安全**胶片、聚碳酸酯,其余用作涂料溶剂、金属脱脂剂,气烟雾喷射剂、聚氨酯发泡剂、脱模剂、脱漆剂。
二氯甲烷为无色液体,在制药工业中做反应介质,用于制备氨苄青霉素、羟苄青霉素和先锋霉素等;还用作胶片生产中的溶剂、石油脱蜡溶剂、气溶胶推进剂、有机合成萃取剂、聚氨酯等泡沫塑料生产用发泡剂和金属清洗剂等。
二氯甲烷在中国主要用于胶片生产和医药领域。其中用于胶片生产的消费量占总消费量的50%,医药方面占总消费量的20%,清洗剂及化工行业消费量占总消费量的20%,其他方面占10%。
二氯甲烷-危害
环境影响
该物质对环境可能有危害,在地下水中有蓄积作用。对水生生物应给特别注意。还应注意对大气的污染。
健康危害
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:本品有作用,主要损害中枢神经和呼吸系统。人类接触的主要途径是吸入。已经测得,在室内的生产环境中,当使用二氯甲烷作除漆剂时,有高浓度的二氯甲烷存在。一般人群通过周围空气、饮用水和食品的接触,剂量要低得多。据估计,在二氯甲烷的世界产量中,大约80%被释放到大气中去,但是由于该化合物光解的速率很快,使之不可能在大气中蓄积。其初始降解产物为光气和一氧化碳,进而再转变成二氧化碳和盐酸。当二氯甲烷存在于地表水中时,其大部分将蒸发。有氧存在时,则易于生物降解,因而生物蓄积似乎不大可能。但对其在土壤中的行为尚须测定。
健康危害效应:
急性:1.鼻子及喉咙的轻微刺激。
2.於500~1,000 ppm 1~2小时可能会导致中枢神经系统的轻度抑制,如:头晕、头昏眼花、恶心、手脚麻木、疲劳,无法集中精神及协调性减低。
3.非常高浓度暴露可能导致丧失意识及死亡。
皮肤:1.液体会刺激皮肤。
2.如流入手套内、鞋内或紧的衣内可能会严重刺激。
眼睛:1.液体及高浓度蒸气可能造成刺激。
2.液体可能导致角膜的短暂刺激。
食入:1.於动物实验中,二氯甲烷会被迅速吸收入体内造成中度毒性,症状如吸入。
慢性:1.吸入:於非常高浓度会造成肝及肾的损伤。亦有报告指出一再暴露於500~3,600 ppm会造成脑损伤。
2.致癌性:三研究指出长期暴露的工人并无癌症增多的迹象,但IARC将其列为疑似致癌物
氟利昂几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称,主要是含氟和氯的烷烃衍生物,少数是环烷烃卤素衍生物,有的还含有溴原子。包括CCl3F(F-11)、CCl2F2(F-12)、CClF3(F-13)、CHCl2F(F-21)、CHClF2(F-22)、FCl2C-CClF2(F-113)、F2ClC-CClF2(F-114)、C2H4F2(F-152)、C2ClF5(F-115)、C2H3F3(F143)等等。以上氟里昂在常温下都是无色气体或易挥发液体,略有香味,低毒,化学性质稳定。其中最重要的是二氯二氟甲烷CCl2F2(F-12)。二氯二氟甲烷在常温常压下为无色气体;熔点-158℃,沸点-29.8℃,密度1.486克/厘米(-30℃);稍溶于水,易溶于乙醇、;与酸、碱不反应。二氯二氟甲烷可由四氯化碳与无水氟化氢在催化剂存在下反应制得,反应产物主要是二氯二氟甲烷,还有CCl3F和CClF3,可通过分馏将CCl2F2分离出来。
氟利昂-用途
由于氟利昂化学性质稳定,具有不燃、无毒、介电常数低、临界温度高、易液化等特性,因而广泛用作冷冻设备和空气调节装置的制冷剂。
氟利昂制冷剂
氟里昂制冷剂大致分为3类。
一是氯氟烃类产品,简称CFC。主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等,由于对臭氧层的破坏作用以及最大,被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。
二是氢氯氟烃类产品,简称HCFC。主要包括R22、R123、R141b、R142b等,臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几,因此,目前HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中R22被限定2020年淘汰,R123被限定2030年。
三是氢氟烃类:简称HFC。主要包括R134A、R125、R32、R407C、R410A、R152等,臭氧层破坏系数为0,但是气候变暖潜能值很高。在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限,在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体。
专家表示:我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟里昂制品,非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来。明令禁止的是第一类氯氟烃类产品,对于氢氯氟烃类产品和氢氟烃类制冷剂,还要有相当长的一段使用时间。所以,消费者千万不要谈“氟”色变。
此外,也大量用作雾化剂的组分,但由于它可能破坏大气臭氧层,现已限制使用。氟利昂的另一重要应用是作聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯等泡沫塑料的发泡剂。R-113、R-11与其他溶剂的混合物还广泛用于电子工业和航空工业中作为溶剂,在纺织工业中用作纺织染整助剂(如整理油剂和洗涤剂)。氟利昂还是生产氟树脂的原料。由R-22可以生产四氟乙烯;由R-113可以生产三氟氯乙烯。三氟溴甲烷和1,1,2,2-四氟-1,2-二溴乙烷是效果良好的灭火剂,1,1,1-三氟-二氯-二溴乙烷可作为剂
氟利昂-危害
氟里昂是臭氧层破坏的元凶,它是本世纪20年代合成的,其化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂,广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。80年代后期,氟利昂的生产达到了高峰,产量达到了144万吨。在对氟利昂实行控制之前,全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。由于它们在大气中的平均寿命达数百年,所以排放的大部分仍留在大气层中,其中大部分仍然停留在对流层,一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂,在上升进入平流层后,在一定的气象条件下,会在强烈紫外线的作用下被分解,分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应,不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分根据资料,2003年臭氧空洞面积已达2500万平方公里。臭氧层被大量损耗后,吸收紫外线辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线B明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害。据分析,平流层臭氧减少1%%,全球白内障的发病率将增加0.6-0.8%,即意味着因此引起失明的人数将增加1万到1.5万人。
由于氟里昂在大气中的平均寿命达数百年,所以排放的大部分仍滞留在大气层中,其中大部分停留在对流层,小部分升入平流层。
在对流层的氟里昂分子很稳定,几乎不发生化学反应。但是,当它们上升到平流层后,会在强烈紫外线的作用下被分解,含氯的氟里昂分子会离解出氯原子,然后同臭氧发生连锁反应(氯原子与臭氧分子反应,生成氧气分子和一氧化氯基;一氧化氯基不稳定,很快又变回氯原子,氯原子又与臭氧反应生成氧气和一氧化氯基……),不断破坏臭氧分子。
物质:四氟乙烯
化学品英文名称:tetrafluoroethylene
中文名称2:全氟乙烯
英文名称2:TFE 分子式:C2F4 分子量:100.01 CAS号:116-14-3
性质:无色无臭气体。熔点-142.5℃,沸点-76.3℃,不溶于水。比空气重。相对密度1.519,临界温度33.3℃,临界压力3.92MPa,燃点620℃。溶于丙酮、乙醇。自燃极限为11%-60%(体积),引燃温度只有180℃。有氧存在时,易形成不稳定易爆炸的过氧化物。 制备方法:二氟一氯甲烷经气化、预热、通入裂解炉,热裂解产含四氟乙烯单体的裂化气,经水洗、碱洗、压缩、冷冻脱水、干燥,分馏等工序,最后精馏得成品。
用途:制造聚四氟乙烯及其他氟塑料、氟橡胶和全氟丙烯的单体。可用作制造新型的热塑料、工程塑料、耐油耐低温橡胶、新型灭火剂和抑雾剂的原料。
健康危害:急性中毒:轻者有咳嗽、胸闷、头晕、乏力、恶心等;较重者出现化学性肺炎或间质型肺水肿;严重者出现肺水肿及心肌损害。吸入有机氟聚合物热解物后,可引起氟聚合物烟尘热。慢性中毒:常见有头痛、头晕、乏力、睡眠障碍等神经衰弱综合征和(或)腰背酸痛症状。可致骨骼损害。 环境危害:对大气可造成污染。 燃爆危险:本品易燃。
主要成分: 纯品 外观与性状: 无色液体,有氯仿样气味。 熔点(℃): -22.2 (有报道-22.35;-22.7) 沸点(℃): 121.2 相对密度(水=1):(20℃/4℃)1.6226 相对蒸气密度(空气=1): 5.83 饱和蒸气压(kPa): 2.11(20℃) 燃烧热(kJ/mol): 679.3 临界温度(℃): 347.1 临界压力(MPa): 9.74 折射率1.50566 辛醇/水分配系数的对数值: 2.88 溶解性: 不溶于水(溶于约10000倍体积的水),可混溶于乙醇、等多数有机溶剂。
主要用途
用作溶剂。
危险品信息
健康危害本品有刺激和作用。吸入急性中毒者有上呼吸道刺激症状、流泪、流涎。随之出现头晕、头痛、恶心、运动失调及酒醉样症状。口服后出现头晕、头痛、倦睡、恶心、呕吐、腹痛、视力模糊、四肢麻木,甚至出现兴奋不安、抽搐乃至昏迷,可致死。慢性影响:有乏力、眩晕、恶心、酩酊感等。可有肝损害。皮肤反复接触,可致皮炎和。
燃爆危害本品可燃,有毒,具刺激性。
七氟丙烷
性质:无色的无气味气体,微溶于水
用途:灭火剂的原料,发射火箭的湿剂,配药测量的药量吸入器
危害:
四氯化碳为无色澄清易流动的液体,工业上有时因含杂质呈微**,具有芳香气味,易挥发。密度(20℃)1.595克/立方厘米、熔点-22.8℃,沸点76~77℃。 四氯化碳的蒸气较空气重约5倍,且不会燃烧。四氯化碳的蒸气有毒,它的性较氯仿为低,但毒性较高。吸入人体2~4毫升就可使人死亡。 四氯化碳在水中的溶解度很小,且遇湿气及光即逐渐分解生成盐酸。易溶于各种有机溶剂,能与醇、醚、氯仿、苯等任意混合。对于脂肪、油类及多种有机化合物为一极优良的溶剂。
四氯化碳用作灭火剂时,不能灭活泼金属的火,因为活泼金属可以与之反应
DDT又叫滴滴涕,二二三,化学名为双对氯苯基三氯乙烷(Dichlorodiphenyltrichloroethane),化学式(ClC6H4)2CH(CCl3)。中文名称从英文缩写DDT而来,为白色晶体,不溶于水,溶于煤油,可制成乳剂,是有效的杀虫剂。为20世纪上半叶防止农业病虫害,减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了不小的作用。
轻度中毒可出现头痛、头晕、无力、出汗、失眠、恶心、呕吐,偶有手及手指肌肉抽动震颤等症状。重度中毒常伴发高烧、多汗、呕吐、腹泻;神经系统兴奋,上、下肢和面部肌肉呈强直性抽搐,并有癫痫样抽搐、惊厥发作;出现呼吸障碍、呼吸困难、紫绀、有时有肺水肿,甚至呼吸衰竭;对肝肾脏器损害,使肝肿大,肝功能改变;少尿、无尿、尿中有蛋白、红细胞等;对皮肤刺激可发生红肿、灼烧感、瘙痒,还可有皮炎发生,如溅入眼内,可使眼暂性失明。DDT一般毒性与六六六相同,属神经及实质脏器毒物,对人和大多数其它生物体具有中等强度的急性毒性。它能经皮肤吸收,是接触中毒的典型代表,由于其在常压时即使在12℃以下,也有一定的蒸发,所以吸入DDT蒸气亦能引起中毒。对人不论是故意的或是过失造成大量服用时,即能引起中毒
布局氢能源产业链项目报告书
石油化工产业主要上市公司:目前国内石油化工产业的上市公司主要有中国石化(600028)、中国石油(601857)、东华能源(002221)、华锦股份(000059)、恒逸石化(000703)、荣盛石化(002493)、上海石化(600688)、华鲁恒生(600426)、康普顿(603798)、卫星石化(002648)。
本文核心数据:行业发展、行业现状、行业前景
产业概况
1、定义:原料-石油产品-石油化工产品
石油化工指以石油和天然气为原料,生产石油产品和石油化工产品的加工工业。
石油产品又称油品,主要包括各种燃料油(汽油、煤油、柴油等)和润滑油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制,简称炼油。
石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气(如丙烷、汽油、柴油等)进行裂解,生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料(约200种)及合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)。这两步产品的生产均属于石油化工的范围。
有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品,习惯上不属于石油化工的范围。在有些资料中,以天然气、轻汽油、重油为原料合成氨、尿素,甚至制取硝酸也列入石油化工。
2、产业链剖析:产业流程复杂,产品众多
石油化工产业上游主要是石油开与炼制行业,包括油气开和运输、炼油和石油化工产品加工制造过程,中游为基本有机与高分子行业,下游行业为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供配套和服务。需要注意的是,在石油化工生产过程中,为了促进炼油和分解过程,会添加化工催化剂以提高加工效率。
产业发展历程:一部艰苦奋斗史
我国石油化学工业发展史,也是一部可歌可泣的奋斗史。1949年新中国成立初期,我国石油和化学工业十分落后,广大石油化工干部职工,在旧中国“一穷二白”薄弱基础上艰苦创业,无私奉献。经历了恢复与发展阶段、历史性的转变阶段、新的崛起阶段、新发展时期阶段等四个阶段的不断探索与发展,我国成为世界第二石油和化学品生产、消费大国。
行业政策背景:从大力发展到优化产业布局
石化产业是国民经济重要的支柱产业,近年来我国制定石油化工产业发展建设的相关政策,为中国石油化工产业的快速发展提供保障。
碳中和或带来石油化工行业颠覆性变革和机遇。为实现碳达峰、碳中和目标,钢铁、电力、石化、煤炭等行业正加速转型。不少上市公司制定了碳达峰、碳中和路线图。碳达峰碳中和目标给石化企业的绿色低碳转型带来较大压力,但在转型过程中同时孕育着新的发展机会,包括发展新能源、新材料、新业态的机遇,推动化石能源主导的能源结构、产业结构和经济结构转向由可再生能源主导,这一过程驱动行业重构产业链价值链,需要更加依靠技术创新驱动,在实现碳减排目标过程中从根本上改变石油化工行业的结构形态。
产业发展现状
1、成品油产量:产量再创新高
2020年受疫情的冲击,汽油市场需求大幅下滑。2020年全国汽油产量为13179.7万吨,同比下降7.03%。全年来看,中国成品油产量低位出现在第一季度,由于2020年春节期延长,疫情蔓延令众多炼厂开工负荷迅速下滑,主营单位和山东独立炼厂均在一季度迎来年内低点。2-3月份因疫情全国处在封锁状态,3月份汽油产量最低,后随着复产复工,汽油产量逐渐增加,基本恢复至往年同期水平。2021年全年,汽油产量达15457.3万吨,累计增长17.3%。
我国柴油产量从2018年起,产量连续三年下降,到2020年中国柴油产量下降至15704.9万吨,相较于2017年柴油产量下降了2413.1万吨。在多种因素的作用下,炼油厂成本不断上升,但是价格却保持稳定,使得炼油厂生产柴油的意愿降低,柴油产量下降。2021年全年柴油产量16337.0万吨,累计增长2.7%。
2010-2019年,我国煤油产量逐年增加,到2019年产量达到5272.6万吨,同比增长10.6%;2020年,受国内突发公共卫生的影响,春节期延长,各行业延迟复工,中国煤油产量仅为4049.4万吨,同比下降23.2%;
2021年中国煤油产量3943.9万吨,同比下降2.6%。
2010-2019年,我国燃料油产量波动范围较大。2019年我国燃料油产量为2469.7万吨,同比增长19%。2020年,燃料油产量为3406.3万吨,同比增长37.9%。2021年,燃料油产量为4350.2万吨,同比累计增长22.1%。
石脑油(naphtha)又叫化工轻油,是石油产品之一,是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油,主要用作重整和化工原料。因用途不同有各种不同的馏程,中国规定馏程为初馏点至220℃左右。作为生产芳烃的重整原料时,用70℃-145℃馏分,称轻石脑油;用作溶剂时,则称溶剂石脑油;以生产高辛烷值汽油为目的时,用70℃-180℃馏分,称重石脑油;来自煤焦油的芳香族溶剂也称重石脑油或溶剂石脑油。
近年来,我国石脑油产量逐渐增加。2020年石脑油产量进一步增加至4232.0万吨,同比增长8.6%,产量实现连续五年增长;
2021年我国石脑油产量4951.7万吨,同比增长12.6%。
2、化工产品产量:乙烯产量增长显著
近两年,受市场价格回升等影响,停产多年的多套合成橡胶装置恢复生产,中国合成橡胶市场供需保持平稳发展,2020年我国合成橡胶品种产量增长到751.32万吨,增速为0.99%,但多套装置能否按时投产,仍存在较大的不确定性。2021年我国主要合成橡胶产量为811.7万吨,同比增长2.6%。
根据国家统计局最新数据,2020年我国乙烯产量2159.96万吨,同比增长5.25%;2021年乙烯产量2825.7万吨,同比增长30.82%,预计未来新增产能步伐进一步加快。
根据国家统计局最新数据,2020年我国化学纤维产量5883.37万吨,同比增长8.59%;2021年化学纤维产量6124.68万吨,同比增长4.10%,预计未来新增产能步伐进一步加快。
产业竞争格局
1、区域竞争:格局分布明显
当前,中国石化产业正在迎来产业重构,企业利用国际国内两个市场两种的同时,推进工业结构、产业结构,包括经济结构的调整和优化。近年来我国石油化工产业区域结构在不断提升,落后产能不断淘汰,创新能力不断提升,国际化经营水平也在不断提高。
通过企查猫对“石油化工”进行精确搜索显示,2021年底,石油化工产业现存355291家相关企业,从企业数量上来看,排在前三位的分别是山东省、陕西省和广东省。分别为41531家、31605家和26789家。
注:企查猫数据截至2021年12月31日
从代表性企业分布情况来看,我国石油化工代表企业分布在辽宁、山东、江苏、浙江、广东等沿海省份,以及新疆维吾尔自治区、湖南省、黑龙江省等内陆省份。
2、企业竞争:中石油、中石化为行业龙头
目前,布局了石油化工开、冶炼、精密加工业务的上市企业中,中石油、中石化在石油化工氧化物、石油化工聚合物等产品产量遥遥领先于其它企业。石油化工产业产业链上的其它代表性企业业务布局及竞争力情况如下:
按主营业务营收金额来看,2020年,中国石油化工集团以2万1千多亿元的营业收入位列第一,占中国石油的市场份额占全行业的比重高达19%,中国石油天然气集团排在第二位,营业没有超过两万亿元大关,以1万9千亿元占据中国石化的市场份额的17%。加上中国海洋石油总公司、中国中化集团有限公司、中国化工集团公司、陕西延长石油(集团)有限公司及荣盛石化五家特大型企业,销售收入总额约占全行业的50%。
产业发展前景及趋势预测
1、石油化工发展趋势:“补短板”和“补空白”
2、石油化工前景预测:互联网+时代,石化行业迎来发展新机遇
石化产业和互联网的深度融合为企业转型提供了发展机遇,未来随着互联网+化工模式逐步深入,企业将从生产型逐步向服务型转变,最终实现与金融市场的紧密结合。
更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国石油化工产业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
氢能更重要的是作为一种清洁能源和良好的能源载体,具有清洁高效、可储能、可运输、应用场景丰富等特点。
氢是二次能源,通过多种方式制取,制约小,利用燃料电池,氢能通过电化学反应直接转化成电能和水,不排放污染物,相比汽柴油、天然气等化石燃料,其转化效率不受卡诺循环限制,发电效率超过 50%,是零污染的高效能源。
氢能是实现电力、热力、液体燃料等各种能源品种之间转化的媒介,是在可预见的未来实现跨能源网络协同优化的唯一途径。当前能源体系主要由电网、热网、油气管网共同构成,凭借燃料电池技术,氢能可以在不同能源网络之间进行转化,可以同时将可再生能源与化石燃料转化成电力和热力,也可通过逆反应产生氢燃料替代化石燃料或进行能源存储,从而实现不同能源网络之间的协同优化。
随着可再生能源渗透率不断提高,季节性乃至年度调峰需求也将与日俱增,储能在未来能源系统中的作用不断显现,但是电化学储能及储热难以满足长周期、大容量储能需求。氢能可以更经济地实现电能或热能的长周期、大规模存储,可成为解决弃风、弃光、弃水问题的重要途径,保障未来高比例可再生能源体系的安全稳定运行。
氢能应用模式丰富,能够帮助工业、建筑、交通等主要终端应用领域实现低碳化,包括作为燃料电池 汽车 应用于交通运输领域,作为储能介质支持大规模可再生能源的整合和发电,应用于分布式发电或热电联产为建筑提供电和热,为工业领域直接提供清洁的能源或原料等。
日本、韩国、美国、德国和法国等国都从国家层面制定了氢能产业发展战略规划与线路,如日本的《氢能基本战略》、美国的《氢能经济路线图》、欧盟的《欧洲绿色协议》中的“绿氢战略”、韩国的《氢经济发展线路图》等,持续支持氢燃料电池的研发、推进氢燃料电池试点示范以及多领域应用,已在产业链构建、氢燃料电池 汽车 研发方面取得优势。根据国际氢能联合会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》预测,至2050年,氢燃料电池 汽车 将占全球机动车的20 25%,创造2.5万亿美元的市值,承担全球约18%的能源需求。
《中国制造2025》、《能源技术革命创新行动(2016-2030)》、《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《“十三五”国家 科技 创新规划》等都将氢能与燃料电池列为重要任务,作为引领产业变革的颠覆性技术和战略性新兴产业,提出系统推进氢能 汽车 的研发、产业化和商业化。
今年以来,国家政策倾斜力度加大。6月22日,国家能源局发布了《2020年能源工作指导意见》,从改革创新和推动新技术产业化的角度推动氢能产业发展。文件指出,制定实施氢能产业发展规划,组织开展关键技术装备攻关,积极推动应用示范。
中国首部《能源法》再次征求意见。其中,氢能被列为能源范畴,是中国第一次从法律上确认了氢能属于能源。
目前,全国有20多个省份发布了氢能产业发展规划,在长三角、珠三角、京津冀等地区,氢能已形成一些小规模的示范应用。在一些地方形成了制备、储运、加注燃料电池和下游应用的完整产业链。
其中,山东省国内首个省级氢能中长期规划,山东3677战略打造氢经济带。省办公厅印发的《山东省氢能产业中长期发展规划(2020-2030年)》,以2019年为基准年,规划期限为2020-2030年,内容主要包括发展环境、总体要求、发展路径与空间布局、重点发展任务、保障措施和环境影响评价等6个部分。3月26日印发《济青烟国际招商产业园建设行动方案(2020-2025年)》,新能源 汽车 、氢能等字眼出现频率很高,也和山东省省级氢能规划相呼应。济南“中国氢谷”、青岛“东方氢岛”两大高地随着《方案》要拔地而起。潍坊市人民办公室印发了《潍坊市促进加氢站建设及运营扶持办法》。本办法适用于对在本市进行加氢站建设、加氢站加氢的企业给予补贴,即按日加氢能力和建成年限分别给予50~600万元补贴。
2019年,中国石油对外依存度首次突破70%的关口,而天然气对外依存度也高达45%。自2018年中美贸易战爆发以来,高度依赖海外油气进口所带来的能源安全隐患越来越让决策层与 社会 各界侧目。疫情又进一步暴露了在紧急状态下产业链全球化的隐患和风险,致使原本已有抬头之势的逆全球化趋势进一步加深,将能源安全的地位上升到新的政治高度。
全球气候变化是21世纪人类面临的最复杂的挑战之一,减缓气候变化的措施之一是减少温室气体的人为排放。中国是仅次于美国的第二大碳排放国家,已承诺力争2030年前二氧化碳排放达到峰值2060年前实现碳中和。在碳中和的道路上,氢能是一个不可或缺的二次能源形式
尽管氢能发展前景广阔,但当前也面临着产业基础薄弱、装备和燃料成本偏高以及存在安全性争议等方面的问题。目前我国制氢技术相对成熟且具备一定产业化基础,全国化石能源制氢和工业副产氢已具相当规模,碱性电解水制氢技术成熟。但在氢气储运技术、燃料电池终端应用技术方面与国际先进水平相比仍有较大的差距。
譬如在储运方面,实现氢能规模化、低成本的储运仍然是我国乃至全球共同面临的难题。高压气氢作为目前国内外主流的氢能储运模式,还存在储氢密度仍然不够高、储运成本太高等问题。
氢气是二次能源,需要通过一定的方法利用其它能源制取,目前主要包括以下方法:
天然气中的烷烃在适当的压力和温度下,在转化炉中发生一系列化学反应生成包含一氧化碳和氢气的转化气,转化气再经过换热、冷凝等过程,使气体在自动化的控制下通过装有多种吸附剂的PSA装置后,一氧化碳、二氧化碳等杂质被吸附塔吸附,从而得到氢气。
以煤为原料制取含氢气体的方法主要有两种:一是煤的焦化,二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下,在90-1000 制取焦碳,副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含氢气55-60%左右。煤的气化是指煤在高温常压或加压下,与气化剂反应转化成气体产物,组成主要是氢及一氧化碳,经转化后可制得纯氢。
通常不直接用石油制氢,而用石油初步裂解后的产品,如石脑油、重油、石油焦以及炼厂干气制氢。石脑油制氢主要工艺过程有石脑油脱硫转化、CO变换、PSA,其工艺流程与天然气制氢极为相似;重油制氢是在一定压力下与水蒸气及氧气反应制得含氢气体产物;石油焦制氢与煤制氢非常相似,是在煤制氢的基础上发展起来的;炼厂干气制氢主要是轻烃水蒸气重整加上变压吸附分离法,与天然气制氢非常相似。
氯碱工业用电解盐水的方式生产氯气和烧碱,在电解槽阳极生成氯气,阴极生成氢气,阴极附近生成烧碱,氢气进入脱氧塔脱除其中氧气,然后经过变压吸附脱除其中N2、H2、CO2、H2O等杂质,可获得高纯度氢气。
甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高,能量利用合理,过程控制简单,便于工业操作而更多地被用。甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下在催化剂的作用下,发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳,重整反应生成的H2和CO2,再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到高纯氢气。
电解水制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的碱性电解槽(ALK)中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。也可使用PEM电解槽直接电解纯水产生氢气。此方式可利用光电、风电以及水电等清洁能源进行电解水制取氢气。
(1)风力发电机组的原理及特点:风力发电机组通过控制风轮转速,达成在低风速下最优能量捕捉;在高风速时,保持风轮转速和功率稳定。因此,在额定风速前(大部分工作状态),风力发电机组发岀的有功功率一直在随着风的改变而波动,表现在秒级上的发电功率波动性。另外,风力发电机组是一个电流源,也就是说风电机组每时每刻在跟随电网的50Hz交流电频率,把能量通过电流的方式输岀给电网。如果没有电网的电压维持,目前的风电机组很难独立发电。
(2)光伏发电:光伏电池将太阳能转化为电能,光伏逆变器一方面通过控制,追踪光伏电池的最佳功率点,一方面作为电流源,跟踪电网50Hz交流电频率,把能量通过电流方式输岀到电网。由于阳光在分钟级上变化不大,相对于风电,波动性较小。但是光伏发电表现出昼夜的间歇性。
光伏发电制氢主要利用光伏发电系统所发直流电直接供应制氢站制氢用电。主要有3种技术路线。
碱性电解槽制氢。 该种电解槽的结构简单,适合大规模制氢,价格较便宜,效率偏低约70%~80%,主要设备包括电源、阴阳极、横膈膜、电解液和电解槽箱体组成,电解液通常为氢氧化钠溶液,电解槽主要包括单极式和双极式。
质子交换膜电解槽(PEM Electrolyzer)制氢。 效率较碱性电解槽效率更高,主要使用了离子交换技术。电解槽主要由聚合物薄膜、阴阳两电极组成,由于较高的质子传导性,电解槽工作电流可大大提高,从而提升电解效率。
固体氧化物电解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氢。 可在高温下工作,部分电能可由热能替代,效率高、成本低,固体氧化物电解槽是三种电解槽中效率最高的设备,反应后的废热可与汽轮机、制冷系统进行联合循环利用,提升效率,可达到90%。
电解水制氢技术路线成熟,目前未大规模推广关键因素为电价问题,以目前工业用电用来制氢成本过高,市场竞争力较差。
甲醇制氢投资较低,适合2500Nm3以下制氢规模,按照1Nm3氢气消耗0.72千克甲醇,甲醇价格按2319元 / 吨计算,制氢成本如下表:甲醇制氢成本表
天然气制氢单位投资成本低,在1000Nm3以上经济性较好,按照1Nm3氢气消耗0.6Nm3天然气,天然气价格按1.82元/Nm3计算,制氢成本下表:
天然气制氢成本表
以1000Nm3/h 水电解制氢为例,总投资约1400万元,按照1Nm3氢气消耗5kWh 电能计算,不同电价测算制氢成本分析如下表:
光伏发电制氢成本表
由此分析,光伏发电制氢电价控制在0.3元 / 千瓦时以下时,制氢成本才具有竞争力。按照目前市场价格进行测算,以100MW光伏发电直流系统造价如下表:
光伏发电直流系统造价
以一类区域为例,首年光伏利用小时数为1700小 时 计 算,其他参数为 :装机容量100MW,建设期1年,资本金投资比例20%,流动资金10元 /kW,借款期限10年,还本付息方式为等额本息,长期利率4.90%,折旧年限20年,残值率5%,维修费率0.5%,人员数量5,人工年平均工资7万元,费及其他70%,保险费率0.23%,材料费3元 /kW,其他费用10元 /kW。按照全部投资内部收益率满足8% 反算电价,并分别分析计算造价为2.3亿、2亿、1.8亿、1.6亿元时的电价。通过计算,在满足全部投资内部收益率为 8% 时,不同造价下的电价如下表:
不同造价反算电价
光伏发电制氢在一类区域已具备经济可行性,较天然气制氢、甲醇制氢成本较低,随着光伏发电成本的持续下降,光伏发电制氢竞争力将进一步增强。本文未考虑氢气运输成本,光伏发电直供电制氢应与需求方靠近,一类区域主要集中在西北区域,该区域氢气用户主要为炼化、化工企业,用气量较大,对制氢站规模要求较大。
光伏组件价格下降较快,随着价格进一步降低,部分二类区光伏发电制氢也将具有竞争力,该类区域相对靠近负荷中心,经济发达,氢气需求量较大。光伏发电制氢工艺简单、运维难度低,制氢规模可根据场地和需求进行模块化组合,随着燃料电池技术的进步,分布式可再生能源制氢供应燃料电池也将是未来重要发展趋势。
氢气的运输方式可根据氢气状态不同分为气态氢气(GH2)输送、液态氢气(LH2)输送和固态氢气(SH2)输送。选择何种运输方式,需基于以下四点综合考虑:运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗和运输里程。
在用量小、用户分散的情况下,气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送,用量大时一般用管道输送。液氢运输多用车船等运输工具。
虽然氢气运输方式众多,但从发展趋势来看,我国主要以气氢拖车运输(tube trailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquid truck)三种运氢方式为主。
长管拖车是国内最普遍的运氢方式。这种方法在技术上已经相当成熟。但由于氢气密度很小,而储氢容器自重大,所运输氢气的重量只占总运输重量的1~2%。因此长管拖车运氢只适用于运输距离较近(运输半径200公里)和输送量较低的场景。
其工作流程如下:将净化后的产品氢气经过压缩机压缩至20MPa,通过装气柱装入长管拖车,运输至目的地后,装有氢气的管束与车头分离,经由卸气柱和调压站,将管束内的氢气卸入加氢站的高压、中压、低压储氢罐中分级储存。
该方法的运输效率较低。国内标准规定长管拖车气瓶公称工作压力为10-30MPa,运输氢气的气瓶多为20MPa。
以上海南亮公司生产的TT11-2140-H2-20-I型集装管束箱为例,其工作压力为20MPa,每次可充装体积为4164Nm3、质量为347kg的氢气,装载后总质量33168kg,运输效率1.05%。国内生产长管拖车的主要厂商有中集安瑞科、鲁西化工、上海南亮、浦江气体、山东滨华氢能源等。
长管拖车运氢成本测算
为测算长管拖车运氢的成本,我们的基本设如下:
(1)加氢站规模为500kg/天,距离氢源点100km;
(2)长管拖车满载氢气质量350kg,管束中氢气残余率20%,每日工作时间15h;
(3)拖车平均时速50km/h,百公里耗油量25升,柴油价格7元/升;
(4)动力车头价格40万元/台,以10年进行折旧;管束价格120万元/台,以20年进行折旧,折旧方式均为直线法;
(5)拖车充卸氢气时长5h;
(6)氢气压缩过程耗电1kwh/kg,电价0.6元/kwh;
(7)每台拖车配备两名司机,灌装、卸气各配备一名操作人员,工资10万元/人·年;
(8)车辆保险费用1万元/年,保养费用0.3元/km,过路费0.6元/km;根据以上设,可测算出规模为500kg/d、距离氢源点100km的加氢站,运氢成本为8.66元/kg。
测算过程如下表:
运输成本随距离增加大幅上升。当运输距离为50km时,氢气的运输成本5.43元/kg,随着运输距离的增加,长管拖车运输成本逐渐上升。
距离500km时运输成本达到20.18元/kg。
考虑到经济性问题,长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。
提高管束工作压力可降低运氢成本
由于国内标准约束,长管拖车的最高工作压力限制在20MPa,而国际上已经推出50MPa的氢气长管拖车。
若国内放宽对储运压力的标准,相同容积的管束可以容纳更多氢气,从而降低运输成本。
当运输距离为100km时,工作压力分别为20MPa、50MPa的长管拖车运输成本为8.66元/kg、5.60元/kg,后者约为前者的64.67%。
具有发展潜力的低成本运氢方式,但我国氢气管网发展不足,建设需提速。
低压管道运氢适合大规模、长距离的运氢方式。由于氢气需在低压状态(工作压力1~4MPa)下运输,因此相比高压运氢能耗更低,但管道建设的初始投资较大。
我国布局氢气管网布局有较大提升空间。美国和欧洲是世界上最早发展氢气管网的地区,已有70年 历史 。
根据PNNL在2016年的统计数据,全球共有4542公里的氢气管道,其中美国有2608公里的输氢管道,欧洲有1598公里的输氢管道,而中国仅有100公里。
随着氢能产业的快速发展,日益增加的氢气需求量将推动我国氢气管网建设。
氢气管道造价高、投资大,天然气管道运氢可降低成本
天然气管道是世界上规模最大的管道,占世界管道总长度的一半以上,相比之下氢气管道数量很少。据IEA报告,目前世界上有300万公里的天然气管道,氢气管道仅有5000公里,现有的氢气管道均由制氢企业运营,用于向化工和炼油设备运送成品氢气。
由于管材易发生氢脆现象(即金属与氢气反应而引起韧性下降),从而造成氢气逃逸,因此需选用含炭量低的材料作为运氢管道。美国氢气管道的造价为31~94万美元/km,而天然气管道的造价仅为12.5~50万美元/km,氢气管道的造价是天然气管道造价的两倍以上。
虽然氢气在管道中的流速是天然气的2.8倍,但由于氢气的体积能量密度小,同体积氢气的能量密度仅为天然气的三分之一,因此用同一管道输送相同能量的氢气和天然气,用于押送氢气的泵站压缩机功率高于压送天然气的压缩机功率,导致氢气的输送成本偏高。
氢气输运网络基础设施建设需要巨大的资本投入和较长的建设周期,管道的建设还涉及占地拆建问题,这些因素都阻碍了氢气管道的建设。
研究表明,含20%体积比氢气的天然气-氢气混合燃料可以直接使用目前的天然气输运管道,无需任何改造。
在天然气管网中掺混不超过20%的氢气,运输结束后对混合气体进行氢气提纯,这样既可以充分利用现有管道设施,出于经济性考虑,也能降低氢气的运送成本。
目前国外已有部分国家用了这种方法。
为测算管道运氢的成本,我们参考济源-洛阳氢气管道的基本参数,做出如下设:
(1)管道长度25km,总投资额1.46亿元,则单位长度投资额584万元/km;(10)年输氢能力为10.04万吨,运输过程中氢气损耗率8%;
(2)管线配气站的直接与间接维护费用以投资额的15%计算;
(3)氢气压缩过程耗电1kwh/kg,电价0.6元/kwh;
(4)管道寿命20年,以直线法进行折旧。
根据以上设,可测算出长度25m、年输送能力10.04万吨的氢气管道,运氢价格为0.86元/kg。
当输送距离为100km时,运氢成本为1.20元/kg,仅为同等距离下气氢拖车成本的1/5,通过管道运输氢气是一种降低成本的可靠方法。
适合长距离运输,国内外应用差距明显,但液氢运输相比气氢效率更高,国内应用程度有限。
液氢罐车运输系统由动力车头、整车拖盘和液氢储罐3部分组成。
由于液氢的运输温度需保持在-253 以下,与外部环境温差较大,为保证液氢储存的密封和隔热性能,对液氢储罐的材料和工艺有很高的要求,使其初始投资成本较高。
液氢罐车运输是将将氢气深度冷冻至21K液化,再将液氢装在压力通常为0.6兆帕的圆筒形专用低温绝热槽罐内进行运输的方法。
由于液氢的体积能量密度达到8.5MJ/L,液氢槽罐车的容量大约为65m3,每次可净运输约4000kg氢气,是气氢拖车单车运量的10倍多,大大提高了运输效率,适合大批量、远距离运输。
但缺点是制取液氢的能耗较大(液化相同热值的氢气耗电量是压缩氢气的11倍以上),并且液氢储存、输送过程均有一定的蒸发损耗。
在国外尤其是欧、美、日等国家,液氢技术发展已经相对较为成熟,液氢在储运等环节已进入规模化应用阶段,某些地区液氢槽车运输超过了气氢运输规模。
而国内目前仅用于航天及军事领域,这是由于液氢生产、运输、储存装置等标准均为军用标准,无民用标准,极大地限制了液氢罐车在民用领域的应用。
国内相关企业已着手研发相应的液氢储罐、液氢槽车,如中集圣达因、富瑞氢能等公司已开发出国产液氢储运产品。
2019年6月26日,全国氢能标准化技术委员会发布关于对《氢能 汽车 用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输安全技术要求》三项国家标准征求意见的函。
液氢相关标准和政策规范形成后,储氢密度和传输效率都更高的低温液态储氢将是未来重要的发展方向。
为测算液氢槽车运输的成本,我们的基本设如下:
(1)加氢站规模为500kg/天,距离氢源点100km;
(2)槽车装载量为15000加仑(约68m3,即4000kg),每日工作时间15h;
(3)槽车平均时速50km/h,百公里耗油量25升,柴油价格7元/升;
(4)液氢槽车价格约为50万美元/辆,以10年进行折旧,折旧方式为直线法;
(5)槽车充卸液氢时长6.5h;
(6)氢气压缩过程耗电11kwh/kg,电价0.6元/kwh;
(7)每台拖车配备两名司机,灌装、卸载各配备一名操作人员,工资10万元/人·年;
(8)车辆保险费用1万元/年,保养费用0.3元/km,过路费0.6元/km。根据以上设,可测算出规模为500kg/d、距离氢源点100km的加氢站,运氢成本为13.57元/kg。
测算过程如下表:
液氢罐车成本变动对距离不敏感。当加氢站距离氢源点50~500km时,液氢槽车的运输价格在13.51~14.01元/kg范围内小幅提升。虽然运输成本随着距离增加而提高,但提高的幅度并不大。这是因为成本中占比最大的一项——液化过程中消耗的电费(约占60%左右)仅与载氢量有关,与距离无关。而与距离呈正相关的油费、路费等占比并不大,液氢罐车在长距离运输下更具成本优势。
第四章 加氢站建设
1.投资估算
加氢站投资主要包含设备投资、土建工程投资以及设计、监理、审批等费用。
项目投资估算表如下:
序号 名 称 费用(万元) 备注
1 工艺设备 222.00
1.1 增压系统 160.00
1.2 加注系统 56.00
1.3 卸车系统 6.00
2 现场管道、仪表电缆等 12.00
3 PLC柜、火焰探头、氢气泄漏探头、监控等 28.00
4 设备安装及调试 40.00 含辅材
5 土建工程 80.00
6 设计、监理、审批等费用 45.00
7 合计 424.00
2.运营成本估算
加氢站建成后,运营成本包括土地租金、设备折旧、运营维护成本、人员工资等。
项目总投资为424万元,固定资产用直线法综合折旧,不计残值,按照10年折旧摊销,每年42.4万元。
每年运维成本包括设备维护费、管理费及人工成本费、电费和水费等,其中设备维护费用约55万元,管理费及人工(4名工人)成本费15万元,电费及水费30万元,每年运维成本费用为100万元。
本项目单站占地面积约2亩,参照目前服务区征地费用,土地租金暂按每年每亩10万元计取,单站每年土地租金为20万元。
3.效益测算
加氢站对外销售价格为35元/kg,进销价差一般为20元/kg。
本次加氢站项目设计日加氢能力:500kg/d,加注压力:35MPa;按照其70%加注负荷计算,日加注350kg,年可实现加注量120000kg。
按照价差收入,年毛利润额估算为252万元。
经济效益情况分析:
序号 名称 单位 金额(万元) 备注
1 价差收入(毛利润) 万元 240.00
2 土地租金 万元 20.00
3 年运行成本 万元 100.00
4 折旧及摊销 万元 42.4 按10年折旧
5 年税前利润 万元 .6
5 税金及附加 万元 24.4
6 年利润 万元 73.2
静态投资回收期为:424万元/73.2万元 5.79年。
但是当前投运氢燃料车辆较少,但氢能源在政策利好下不断发展中,当前预测存在较大的困难和不可预见性,测算中取设计负荷的70%进行的估算。
山东省下发国内首个省级氢能中长期规划,山东3677战略打造鲁氢经济带,济南“中国氢谷”、青岛“东方氢岛”两大高地随着《方案》要拔地而起,具有广阔的发展前景和潜力,在当前国家碳达峰、碳中和战略背景下,氢能必将迎来展阶段。