火炬燃烧和生产过程温室气体排放核算方法、重点行业温室气体核算方法与报告指南、石油化工碳排放量基准值
附录D火炬燃烧和生产过程温室气体排放核算方法
(一)石油化工企业正常工况火炬燃烧CO2排放
1.计算公式
(1)
式中:
i—火炬系统序号;
Q正常火炬—正常工况下第i号火炬系统的火炬气流量,单位为万Nm3;
扎拼音CC非CO2—火炬气中除CO2外其它含碳化合物的总含碳量,单位为吨碳/万Nm3,计算方法见公式(2);
哈尔滨购物OF—第i号火炬系统的碳氧化率,如无实测数据可取缺省值0.98;V CO2为火炬气中CO2的体积浓度(%);
19.7—CO2气体在标准状况下的密度,单位为吨CO2/万Nm3。
2.数据的监测与获取
对于正常工况下的火炬系统,可根据流量监测系统、工程计算或类似估算方
法获得报告期内火炬气流量Q
正常火炬
公式(1)中火炬气的CO2气体浓度应根据气体组分分析仪或火炬气来源获取,火炬气中除CO2外其它含碳化合物的含碳量CC非CO2,应根据每种气体组分的体积浓度及该组分化学分子式中碳原子的数目按下式计算含碳量:
(2)式中:
n—火炬气的各种气体组分,CO2除外;
CC非CO2—火炬气中除CO2外的其它含碳化合物的含碳量,单位为吨碳/万Nm3;
V n—火炬气中除CO2外的第n种含碳化合物(包括一氧化碳)的体积浓度(%);
CN n—火炬气中第n种含碳化合物(包括一氧化碳)化学分子式中的碳原子数目。
(二)石油化工企业生产过程CO2排放
石油化工企业生产运营边界内涉及到的工业生产过程排放装置主要包括:催
化裂化装置,催化重整装置,制氢装置,焦化装置,石油焦煅烧装置,氧化沥青装置,乙烯裂解装置,乙二醇/环氧乙烷生产装置等。企业的工业生产过程CO2
排放量应等于各装置的工业生产过程CO2排放之和。
1.催化裂化装置
1)计算公式
催化裂化是石油炼制过程之一,是在热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应,转变为裂化气、汽油和柴油等的过程。在催化裂化工艺中,反应的副产物焦炭沉积在催化剂表面上,容易使催化剂失去活性,企业一般采用连续烧焦的方式来清除催化剂表面的结焦。
对连续烧焦而言,烧焦产生的尾气有可能直接排放,也有可能通过CO锅炉完全燃烧后再排放。后一种
情况应把烧焦尾气视为一种燃料按照本指南燃料燃烧排放核算方法进行计算并计入燃料燃烧排放。前一种情况则根据烧焦量计算连续烧焦的CO2排放量并计入工业生产过程排放,公式如下:
(3)
式中:
E CO2-烧焦—催化裂化装置烧焦产生的CO2年排放量,单位为吨CO2;
j—催化裂化装置序号;
MC j—第j套催化裂化装置烧焦量,单位为吨;
CF j—第j套催化裂化装置催化剂结焦的平均含碳量,单位为吨碳/吨焦;
OF—烧焦过程的碳氧化率;
—二氧化碳与碳的相对分子质量之比。
2)数据的监测与获取
公式(3)中烧焦量MC j按企业生产原始记录或统计台账获取;焦层的含碳量CF j优先推荐采用企业实测数据,如无实测数据可默认焦炭含量为100%,烧焦设备的碳氧化率OF可取缺省值0.98。
2.催化重整装置
催化重整是指在一定的温度和压力及催化剂作用下,经分子发生重新排列,使环烷经和烷经转化成芳经和异构烷经,生产高辛烷值汽油及轻芳烧(苯、甲苯、二甲苯)的重要石油加工过程,同时也副产氢气、液化气。催化重整工艺中存在催化剂由于结焦失活的情况,需要烧焦再生,烧焦过程存在CO2的排放。催化重整装置的催化剂烧焦可能由企业自身进行,也可能由专门进行催化剂再生或回收的其它企业进行。由企业自身进行的催化剂烧焦过程应计入报告主体的工业生产过程排放中,如果由其它企业进行,则该部分排放不计入报告主体。
如果采用连续烧焦方式,可参考公式(3)对烧焦排放量进行核算;如果采用间歇烧焦方式,其CO2排放量可用公式(4)计算:
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(4)
式中:
E CO2-烧焦—催化剂间歇烧焦再生导致的CO2排放量,单位为吨CO2;
j—催化重整装置序号;
MC j—第j套催化重整装置在整个报告期内待再生的催化剂量,单位为吨;
CF前,j—第j套催化重整装置再生前催化剂上的含碳量(%);
CF后,j—第j套催化重整装置再生后催化剂上的含碳量(%);
—二氧化碳与碳的相对分子质量之比。
2)数据的监测与获取
公式(4)中第j套催化重整装置待再生的催化剂量MC j根据生产记录获取。
及CF后,j,企业应在每次烧焦过程中实测催化剂烧焦前及烧焦后的含碳量CF
前,j
烧焦设备的碳氧化率OF可取缺省值0.98。
3.其它生产装置催化剂烧焦再生
石油炼制与石油化工生产过程还存在其它需要用到催化剂并可能进行烧焦再生的装置。如果这些烧焦过程发生在企业内部则需计算烧焦过程CO2排放量。其中,对连续烧焦过程,参考公式(3)及相关数据监测与获取方法进行核算;对间歇烧焦再生过程,参考公式(4)及相关数据监测与获取方法进行核算。
4.制氢装置
石油化工企业通常以天然气、炼厂干气、轻质油、重油或煤为原料通过竖类蒸汽转化法、部分氧化法或变压吸附法制取氢气。建议统一采用碳质量平衡法核算制氢过程中的工业生产过程CO2排放,公式如下:
(5)
式中:
E CO2-制氢—制氢装置产生的CO2排放,单位为吨CO2;
j—制氢装置序号;
AD t—第j个制氢装置原料投入量,单位为吨原料;
CC r—第j个制氢装置原料的平均含碳量,单位为吨碳/吨原料(%);
Q sg—第j个制氢装置产生的合成气的量,单位为万Nm3合成气;
CC sg—第j个制氢装置产生的合成气的含碳量,单位为吨碳/万Nm3合成气;
Q W—第j个制氢装置产生的残渣量,单位为吨;
CC w—第j个制氢装置产生的残渣的含碳量,单位为吨碳/吨残渣;
—二氧化碳与碳的相对分子质量之比。
2)数据的监测与获取
公式(5)中制氢装置的原料投入量AD t、合成气产生量Q sg及残渣产生量Q W根据企业原始生产记录获得,原料的含碳量CC t、合成气含碳量CC sg及残渣含碳量CC w采用企业实测数据。
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5.焦化装置
炼油厂使用的焦化装置可以分为延迟焦化装置、流化焦化装置和灵活焦化装置三种形式。
延迟焦化装置不计算工业生产过程排放。其工艺加热炉燃料燃烧的CO2排放应在燃料燃烧排放类别下计算。
银行贷款流程流化焦化装置中流化床燃烧器烧除附着在焦炭粒子上的多余焦炭所产生的CO2排放,可参照催化裂化装置连续烧焦排放的计算方法进行核算,并报告为工业生产过程排放。
灵活焦化装置也不计算工业生产过程排放,因为附着在焦炭粒子上的焦炭在
气化器中气化生成的低热值燃料气没有直接排放到大气中。该低热值燃料气在燃烧设备中燃烧产生的排放应在燃料燃烧排放类型下计算。
6.石油焦煅烧装置
1)计算公式
对于石油焦煅烧装置,采用碳质量平衡法使用公式(6)来计算装置的CO2排放。
(6)
式中:
E CO2-煅烧—石油焦煅烧装置CO2排放量,单位为吨CO2;
j—石油焦煅烧装置序号;
M RC,j—进入第j套石油焦煅烧装置的生焦的质量,单位为吨;
CC RC,j—进入第j套石油焦煅烧装置的生焦的平均含碳量,单位为吨碳/吨生焦;
M PC,j—第j套石油焦煅烧装置产出的石油焦成品的质量,单位为吨石油焦;
M ds,j—第j套石油焦煅烧装置的粉尘收集系统收集的石油焦粉尘的质量,单位为吨粉尘;
CC PC,j—第j套石油焦煅烧装置产出的石油焦成品的平均含碳量,单位为吨碳/吨石油焦;如何扑灭初期火灾
—二氧化碳与碳的相对分子质量之比。
2)数据的监测与获取
进入第j套石油焦煅烧装置的生焦的量M RC,j,石油焦成品质量M PC,j及石油焦粉尘质量M ds,j根据企业台账记录获得,含碳量CC RC,j及CC PC,j采用企业实测数据。
7.氧化沥青装置
1)计算公式
氧化沥青可使沥青聚合和稳定化,增加沥青用于铺裹屋顶和墙面装修的耐气候性。氧化沥青工艺CH4排放量很小,因为蒸馏过程已经脱除了大部分的轻质经。该工艺过程中的CO2排放量可以采用连续监测或按照下式估算:

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