石油和化工行业作为碳排放大户，正积极探索和应用各类关键减排技术，以应对碳达峰、碳中和目标带来的挑战。
- 传统制氢的局限与低碳制氢的兴起
- 在石油和化工行业，氢气是重要的原料，传统的制氢方法主要是基于化石燃料重整，如天然气重整制氢和煤制氢。这些方法在生产氢气的过程中会释放大量的二氧化碳。例如，天然气重整制氢过程中，甲烷与水蒸气在高温下反应生成氢气和一氧化碳，一氧化碳再经过变换反应生成更多氢气，但同时会产生大量的二氧化碳排放，这对于实现行业的低碳发展形成了巨大阻碍。
- 低碳制氢技术应运而生，其中电解水制氢备受关注。这种技术利用电能将水分解为氢气和氧气，本身在制氢过程中不产生碳排放。当电解水制氢所使用的电能来自可再生能源时，便能够实现氢气的绿色生产，从源头上减少了碳排放。
- 可再生能源驱动的电解水制氢实践
- 一些企业已经开始在沿海地区进行创新实践。沿海地区拥有丰富的海上风电资源，利用海上风电产生的电能进行电解水制氢是一种非常有前景的模式。例如，某沿海城市的企业已经开展大规模的项目试点，通过将海上风电场产生的电能输送到电解水制氢装置，生产出高纯度的氢气。这些氢气可以应用于石油炼制过程中的加氢精制环节，减少对传统制氢方法生产氢气的依赖，进而降低整个石油炼制过程中的碳排放。
- CCUS 技术原理与应用方式
- CCUS 技术是石油和化工行业实现减排的重要手段。在生产过程中，通过化学吸收和物理吸附等方法捕获二氧化碳。化学吸收通常利用胺类等吸收剂与二氧化碳发生化学反应，将二氧化碳从混合气体中分离出来；物理吸附则是利用具有高比表面积的吸附材料，如活性炭、沸石等，通过分子间作用力吸附二氧化碳。
- 捕获的二氧化碳具有多种利用途径。在驱油方面，将二氧化碳注入油井，通过增加油层压力和降低原油粘度等作用，提高石油采收率（EOR）。这一过程不仅可以增加原油产量，还能实现部分二氧化碳的地下封存。此外，二氧化碳还可以用于生产化学品，例如合成尿素、碳酸二甲酯等，实现二氧化碳的资源化利用。
- CCUS 技术的实际案例
- 许多石油和化工企业已经开始应用 CCUS 技术。例如，在某大型油田，通过建立二氧化碳捕获装置，将周边化工企业排放的二氧化碳进行集中捕获，然后将其输送到油井进行驱油作业。经过多年的实践，该油田的原油采收率得到显著提高，同时大量的二氧化碳被封存在地下油层中，实现了经济效益和环境效益的双赢。
- 生产流程优化与设备升级
- 优化生产流程是提高能源利用效率的关键。在炼油厂，通过对整个生产流程进行详细的能量分析，可以找出能源浪费的环节。例如，对原油的蒸馏、催化裂化、加氢等工艺流程进行整合和优化，减少中间环节的能量损失。
- 采用高效的设备和先进的控制系统也是能效提升的重要手段。在炼油厂中，加热炉和压缩机是主要的耗能设备。通过采用新型的加热炉，如采用高效燃烧器和优化的炉体结构，可以提高加热炉的热效率；对于压缩机，采用变频技术和优化的叶轮设计，可以降低压缩机的能耗。同时，应用智能控制系统对这些关键设备进行精准控制，根据生产负荷和工艺要求实时调整设备的运行参数，避免能源的过度消耗。
- 新型催化剂和反应工艺研发
- 在石油和化工行业的化学反应过程中，新型催化剂和反应工艺的研发对于降低能源需求至关重要。例如，在石油炼制中的催化裂化反应中，研发新型的分子筛催化剂可以提高反应的选择性和活性，在较低的反应温度下实现高效的裂化反应，从而降低反应过程中的能源消耗。在化工合成反应中，开发新的反应工艺，如采用连续流微反应技术，可以实现更精准的温度和物料控制，减少副反应的发生，提高反应的原子经济性和能源利用效率。
这些关键减排技术的研发和应用将为石油和化工行业的低碳转型提供有力支撑，有助于实现碳达峰、碳中和目标。
