石油替代綜論

前言

能源的廣泛應(yīng)用帶動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)了人類社會(huì)的進(jìn)步。蒸汽機(jī)的發(fā)明與電力的應(yīng)用使人們進(jìn)入工業(yè)社會(huì)，使以煤炭為代表的化石能源取代了傳統(tǒng)的薪柴能源。百余年來(lái)，伴隨著石油工業(yè)和汽車工業(yè)的誕生，石油和天然氣又逐步頂替了大部分煤炭而成為能源的主角。作為方便使用的液體燃料，汽油、煤油和柴油普遍用于汽車、輪船、火車和飛機(jī)，成為日常需要的大宗運(yùn)輸燃料，給人們出行和貨物運(yùn)輸帶來(lái)極大便利。20世紀(jì)中期以石油和天然氣為原料的一系列基本有機(jī)化工產(chǎn)品逐步取代了相應(yīng)的煤化工產(chǎn)品，奠定了大規(guī)模合成塑料、合成纖維、合成橡膠、合成氨和合成洗滌劑工業(yè)的基石。從此油和天然氣與人類現(xiàn)代生活產(chǎn)生了千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，成為不可或缺的一類重要能源。石油和天然氣消費(fèi)的迅速增長(zhǎng)曾經(jīng)是石油能源時(shí)代的標(biāo)志。過(guò)去100年間，石油的年消費(fèi)量已經(jīng)躍升到近40億噸，其中50％一60％是運(yùn)輸燃料。不少發(fā)達(dá)國(guó)家得益于廉價(jià)石油產(chǎn)生的巨大經(jīng)濟(jì)效益，因此也過(guò)分消費(fèi)以致浪費(fèi)了大量寶貴的石油資源。天然石油是由億萬(wàn)年前沉積的生物遺骸在地層中適當(dāng)生油條件、運(yùn)移條件和封閉的儲(chǔ)油條件下逐步演化而成的，其地質(zhì)儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量十分有限。目前剩余可采儲(chǔ)量難以精確估計(jì)，但根據(jù)許多大油田的發(fā)現(xiàn)速度、開采速度和產(chǎn)能變化曲線判斷，如果按照消費(fèi)量1.5％一2.0％的年遞增速率，30一50年后可能達(dá)到產(chǎn)能的頂峰。2008年石油價(jià)格大起大落，從147美元／桶下滑到50美元／桶以下，全球金融危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退是主要原因，并不改變?cè)唾Y源不足的客觀事實(shí)，“后石油時(shí)代”的降臨只是個(gè)時(shí)間問(wèn)題。不容置疑，當(dāng)前面臨著能源更替的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，警鐘已經(jīng)敲響。人們不但要關(guān)注石油補(bǔ)充和替代的重大課題，而且應(yīng)盡快采取措施。早已發(fā)現(xiàn)的非常規(guī)石油資源（特重油、油砂和油頁(yè)巖）多數(shù)具備了技術(shù)上可行，開采、提煉的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)已基本合理的條件，完全可以使用已掌握的常規(guī)原油尤其是重油加工手段進(jìn)行加工，補(bǔ)充部分常規(guī)石油的不足。但是僅僅依靠非常規(guī)石油難以彌補(bǔ)逐年劇增的常規(guī)石油缺口，隨之而來(lái)是石油產(chǎn)品的替代課題。

內(nèi)容概要

本書由陳俊武院士主持選定各章節(jié)的題目和內(nèi)容并撰寫主要章節(jié)。全書分為三大篇：資源篇系統(tǒng)介紹了石油和有可能替代石油的國(guó)內(nèi)外資源狀況；生產(chǎn)技術(shù)篇介紹由各種替代資源（　包括煤、天然氣、油頁(yè)巖、油砂、生物質(zhì)、核能、太陽(yáng)能等）生產(chǎn)目前的石油化工產(chǎn)品（　主要是油品、烯烴、芳烴、醇醚和氫氣）及其他化學(xué)品的工藝和技術(shù)，不僅介紹工藝技術(shù)原理，還對(duì)工程技術(shù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)作了介紹和對(duì)比，展望了新的能源替代技術(shù)的應(yīng)用推廣前景，展示了石油能源替代的路線圖；應(yīng)用篇?jiǎng)t介紹了不同交通運(yùn)輸工具的能耗與節(jié)能、非常具有替代前景的氫燃料的運(yùn)輸和儲(chǔ)存、CO2的捕集與減排。最后一章專門對(duì)各種替代技術(shù)作了宏觀的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估。    本書內(nèi)容試圖具有較廣的工藝、工程、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的涵蓋面，便于讀者查閱各種能源替代技術(shù)方面的資料。本書力求體現(xiàn)不同替代技術(shù)和資料的新穎性；不同替代技術(shù)的可能性與可行性；評(píng)估不同替代技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與現(xiàn)實(shí)性。    本書學(xué)術(shù)性和實(shí)用性強(qiáng)，具有一定的理論水平，讀者對(duì)象是從事石油和石油化工行業(yè)、能源行業(yè)、化學(xué)行業(yè)的廣大科技工作者和管理人員，包括教育、科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等方面的專業(yè)人員和大專院校學(xué)生。

作者簡(jiǎn)介

陳俊武（男，1927年出生），1948年北京大學(xué)化工系畢業(yè)，中國(guó)科學(xué)院資深院士，國(guó)家工程建設(shè)設(shè)計(jì)大師。長(zhǎng)期從事煉油工程設(shè)計(jì)工作，為我國(guó)煉油催化裂化工程技術(shù)作出了開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。曾擔(dān)任我國(guó)第一套60萬(wàn)噸／年流化催化裂化裝置設(shè)計(jì)師，指導(dǎo)設(shè)計(jì)了其后120萬(wàn)噸／年的裝置設(shè)計(jì)，開創(chuàng)了大型流態(tài)化工業(yè)測(cè)試技術(shù)，持續(xù)從事和指導(dǎo)流化催化裂化工程技術(shù)的開發(fā)。1985年獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；1995年獲何粱何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。主編有《催化裂化工藝與工程》專著（1995年中國(guó)石化出版社第一版，2005年第二版），獲第八屆全國(guó)優(yōu)秀科技圖書二等獎(jiǎng)。
　　近年來(lái)關(guān)注我國(guó)能源替代問(wèn)題，擔(dān)任多個(gè)煤制油研究開發(fā)和工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要評(píng)審專家，指導(dǎo)我國(guó)甲醇制烯烴DMTO工業(yè)化試驗(yàn)，指導(dǎo)正在建設(shè)的世界首套DMTO工業(yè)裝置的工程設(shè)計(jì)。2007年與嚴(yán)陸光院士共同主編有《中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展若干重大問(wèn)題研究》專著（科學(xué)出版社出版）。

書籍目錄

全書內(nèi)容概述第一篇　資源篇　第一章　石油、天然氣和煤炭資源  　第一節(jié)　化石能源　　  一、概述　　  二、化石能源的生產(chǎn)和消費(fèi)　  第二節(jié)　石油資源　　　一、石油儲(chǔ)量　　　二、石油產(chǎn)量　　　三、石油消費(fèi)量  　第三節(jié)  天然氣資源　　  一、天然氣儲(chǔ)量　　  二、天然氣產(chǎn)量　　  三、天然氣消費(fèi)量　　  四、中國(guó)天然氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量　  第四節(jié)　煤炭資源　　　一、煤炭?jī)?chǔ)量　　　二、煤炭生產(chǎn)量　　　三、煤炭消費(fèi)量　　　四、世界煤炭貿(mào)易　　　五、煤炭?jī)r(jià)格  　第五節(jié)  特重原油和天然瀝青資源　　　一、概述　　　二、加拿大油砂瀝青資源　　　三、中國(guó)油砂資源　　　四、委內(nèi)瑞拉特重原油資源　　　五、天然瀝青和特重原油的輸送 　 第六節(jié)  油頁(yè)巖資源　　　一、油頁(yè)巖性質(zhì)　　　二、世界油頁(yè)巖資源　　　三、中國(guó)油頁(yè)巖資源　　　四、油頁(yè)巖的開發(fā)　　第七節(jié)  煤層氣資源　　  一、概述　　  二、中國(guó)的煤層氣資源　　  三、中國(guó)煤層氣開發(fā)利用情況　　第八節(jié)  天然氣水合物　　  一、概況　　  二、天然氣水合物資源量　　  三、天然氣水合物開發(fā)和生產(chǎn)　　  四、中國(guó)天然氣水合物的研究開發(fā)　　  五、其他國(guó)家天然氣水合物研究開發(fā)情況　　  參考文獻(xiàn)　第二章　核能、生物質(zhì)和其他可再生能源資源　　第一節(jié)　概述　　第二節(jié)　核能　　  一、核能概況　　  二、核電站　　  三、第四代核反應(yīng)堆　　  四、核供熱堆　　  五、核能生產(chǎn)氫燃料　　第三節(jié)  生物質(zhì)能源　　  一、生物質(zhì)是重要的替代能源資源　　  二、生物質(zhì)能源使用現(xiàn)狀　　  三、發(fā)展生物質(zhì)能源的生產(chǎn)　　  四、建立生物質(zhì)能源市場(chǎng)　　  五、中國(guó)的生物質(zhì)能源資源　　第四節(jié)  太陽(yáng)能　　  一、概述　　  二、太陽(yáng)能的利用方式　　  三、中國(guó)的太陽(yáng)能資源　　  第五節(jié)　風(fēng)能資源　　　一、概述　　　二、中國(guó)風(fēng)力資源及風(fēng)力發(fā)電狀況　　　參考文獻(xiàn)　第三章　石油需求與供給的可持續(xù)性　  第一節(jié)  中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消費(fèi)　　  一、經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)　　  二、中國(guó)的能源需求　  第二節(jié)　預(yù)測(cè)方法和情景分析　　  一、能源情景分析方法　　  二、能源強(qiáng)度系數(shù)分析方法　　……第二篇　生產(chǎn)技術(shù)篇　第四章　非常規(guī)石油的開采和加工　第五章　煤炭的直接液化　第六章　生物質(zhì)非氣化途徑生產(chǎn)運(yùn)輸燃料　　第七章　煤炭、天然氣和生物質(zhì)生產(chǎn)合成氣　第八章　合成氣生產(chǎn)醇醚燃料　第九章　合成氣生產(chǎn)油品與聯(lián)產(chǎn)電力、化工產(chǎn)品　第十章　化石能源、可再生能源和核能制氫　第十一章　非石油原料生產(chǎn)低碳烯烴和芳烴第三篇　應(yīng)用篇　第十二章　交通運(yùn)輸工具的耗能與節(jié)能　第十三章　氫燃料的供應(yīng)　第十四章　燃料電池和動(dòng)力蓄電池　第十五章　運(yùn)輸燃料生產(chǎn)和應(yīng)用中的環(huán)境影響　第十六章　宏觀方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析評(píng)估總結(jié)和芻議縮略英語(yǔ)詞

章節(jié)摘錄

插圖：第一篇　資源篇第一章　石油、天然氣和煤炭資源第一節(jié) 化石能源一、概述化石能源主要包括石油、天然氣和煤炭三種碳基燃料，是人類社會(huì)發(fā)展和生活必要的能源資源。人類使用煤炭的歷史非常久遠(yuǎn)，大規(guī)模地開采和使用煤炭始于19世紀(jì)中期。英國(guó)等西方國(guó)家首先用煤炭為動(dòng)力開始了工業(yè)化進(jìn)程。煤炭的使用促進(jìn)了工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。至今，在中國(guó)、美國(guó)等煤炭資源比較豐富的國(guó)家，煤炭消費(fèi)量仍然很大，主要是用作發(fā)電和工業(yè)燃料。在以煤炭作為主要能源的年代，產(chǎn)量不大的基本有機(jī)化工原料（如芳烴等）也主要是來(lái)自煤炭煉焦的副產(chǎn)品。大規(guī)模商業(yè)化開采石油始于20世紀(jì)的30年代，第二次世界大戰(zhàn)之后，中東和非洲地區(qū)廉價(jià)石油的開采促進(jìn)了以石油為原料的運(yùn)輸燃料的廣泛應(yīng)用和石油化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了西方工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，提高了人們的物質(zhì)、文化生活水平。原油加工所得的成品油主要用作運(yùn)輸燃料和石油化工的原料，煉油所得的渣油，除了一部分被“輕質(zhì)化”生產(chǎn)運(yùn)輸燃料外，主要用作工業(yè)和發(fā)電燃料。由于燃料油價(jià)格和在使用、儲(chǔ)存及運(yùn)輸方面均比煤炭有明顯的優(yōu)勢(shì)，使燃料油迅速取代了傳統(tǒng)的工業(yè)燃料——煤炭。燃料油和煤炭的應(yīng)用始終受到價(jià)格的制約。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的石油危機(jī)，使原油價(jià)格急劇上漲，不僅促進(jìn)了節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)燃料使用上又出現(xiàn)了以煤代油的趨勢(shì)。石油是最重要的化石能源資源，也是各國(guó)激烈競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略物資。如今，全世界化石能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)仍然以石油為主，石油在一次能源總消費(fèi)量中所占的份額中約為40％左右，是現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力。石油還是重要的石油化工原料，目前；絕大部分基本有機(jī)化工原料（烯烴和芳烴）仍然主要用各種石油產(chǎn)品（輕烴、石腦油或瓦斯油）為原料進(jìn)行生產(chǎn)。

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《石油替代綜論》由中國(guó)石化出版社出版發(fā)行。

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