化工C2产业链,主要是乙烯及其下游,包括PE,SM,EO和MEG等。
在C2产业链中的相关产品,其中PE生产过程中的二氧化碳产出规模最大,按照行业平均规模45万吨/年,通过生产中的各个环节可能的二氧化碳产出,相应产生二氧化碳规模达到454万吨/年左右。其中聚合生产中的二氧化碳产出占比最大,其次是使用电能、蒸汽等产生的二氧化碳量,和产品仓储、物流及装置操作过程中的相关二氧化碳产生。
电石法PVC的生产工艺过程是C2产业链二氧化碳产出和排放单位规模占比最大的工艺类型。其中包括电石制备工段、电石乙炔工段、VCM合成工段、PVC聚合工段。根据看到,中国电石装置先进水平的能耗为1.85吨标煤/吨电石(电折到一次能源,0.36kg/kWh),吨PVC消耗电石1.4-1.5吨,每吨电石法PVC的总能耗为3.194吨标煤,折合8.368吨二氧化碳。
电石法PVC生产过程中除了少量驰放气外,没有直接碳排放。这些驰放气本身量少,送去界区外的焚烧装置产蒸汽,其碳排放量包含在蒸汽折算成的标煤中,计入间接碳排放。公用工程都按从界区外引入考虑,为间接碳排放。电石炉气中含有一氧化碳约74-85%,通常会加以利用,以提高装置的经济性,因此不作为碳排放点。
在乙烯氧氯化法PVC的生产工艺的碳排放要低于电石法PVC的碳排放,其中包括甲醇制备工段(按煤制甲醇比较)、MTO/OCP工段、VCM合成工段、PVC聚合工段。经相关计算,国内先进煤制甲醇装置甲醇综合能耗为1.248吨,每吨PVC消耗甲醇原料1.212吨,折能源消耗1.513吨标准煤,加上其他工序能耗,每生产1吨乙烯法PVC所需能耗为2.437吨标煤,折合排放6.385吨二氧化碳。
除了燃料在界区内直接产生了二氧化碳,其他公用工程都来自界区外,产生二氧化碳的过程也在界区外,对于工艺装置内来说是间接碳排放。每个装置都产生少量驰放气,这些驰放气量不多,通常送去界区外的焚烧装置产蒸汽,其碳排放量包含在蒸汽折算成的标煤中,计入间接碳排放。
通过对比发现,乙烯法PVC比电石法PVC的能耗更低,二氧化碳排放更少。
另外,乙烯法醋酸乙烯单位二氧化碳为2.42吨,主要是生产过程中产生的二氧化碳和用电排产生的二氧化碳。按照24万吨/年的装置测算,满负荷开工下每年会产生58万吨的二氧化碳。
另外需要特别说明的是乙烯法乙二醇,主要是生产过程和用电过程产生的二氧化碳。乙二醇生产环节有直接的二氧化碳排放,另外会有少量的二氧化碳被重复利用。
看到,乙烯法聚醚多元醇虽然有少量二氧化碳的产出,但是排放的废气中不含有二氧化碳,其产生的二氧化碳主要来自通氮赶氧和精制冷凝工序,主要污染物包括环氧丙烷、环氧乙烷、硫酸雾、苯乙烯、丙烯腈、异丙醇及VOCs等,车间废气经密闭负压收集,经“两级酸吸收+两级碱吸收+两级活性炭吸附”处理,收集效率基本可以达到100%。
最后,想要特别说明的是,随着中国化工技术的提升,化工厂在装置设计之处,很多就已经充分考虑的二氧化碳的搜集和重复利用,这使得整体的能耗控制和竞争力的提升。但是,目前多数落后及小规模的企业,基本无二氧化碳的搜集和利用设计,其二氧化碳多以排空处理,从而加重的温室效应。
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