2026年9月25日
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新能源·产业技术综合开发机构(NEDO)

石脑油裂解炉试验中NOx保持不变,85%的热量改用氨

AI 绘制的示意图

石脑油裂解炉的主要热量已实现由100%氨提供,并成功完成了将整个炉子的热量中85%替换为氨的试验。NOx与现有设备处于同一水平,但壁式燃烧器和商业规模炉的稳定运行,以及低碳氨的供应,仍是今后的课题。

石脑油裂解炉是在石油化工联合企业中生产乙烯和丙烯的炉子。它一方面生产塑料和合成纤维的原料,另一方面为了获得高温裂解石脑油所需的热量,会燃烧副产的尾气,并一直排放燃烧产生的CO2。

如果改用氨,燃烧时不会产生碳来源的CO2。不过,氨的火焰传播速度较慢,而且含有氮,因此根据燃烧条件也会产生NOx(氮氧化物)。在保持炉温的同时更换燃料,又不增加排放,一直很困难。

以氨为燃料的难点

石脑油裂解炉在高温下裂解石脑油,生产乙烯、丙烯等塑料和合成纤维的原料。氨在燃烧时不会产生碳来源的CO2,但由于含有氮,根据燃烧条件会产生NOx。此外,如果制造氨所需的氢、电力和热不是低碳的,生产过程中的排放仍会存在。以化石燃料来源的石脑油为原料所产生的排放也不会消失。

図1 ナフサ分解炉概念図の画像
図1 ナフサ分解炉概念図 出处: アンモニア燃料によるナフサ分解炉運転で世界最高水準の混焼率85%を達成しました(新能源·产业技术综合开发机构(NEDO))

以氨提供大部分热量

新能源和工业技术开发组织(NEDO)与4家公司开发了石脑油裂解炉炉底和炉壁上的燃烧器(燃烧燃料的装置)。在试验炉中,承担主要热量的炉底燃烧器使用100%氨进行燃烧。另一方面,炉壁燃烧器使用100%的甲烷,即石脑油裂解炉的尾气。

即便如此,以热量为基准,整个炉子的氨替代率仍达到了85%。NOx排放量与现有设备处于同一水平。发布方称,截至2026年8月,就针对石脑油裂解炉的试验炉运行而言,这是世界最高水平的混烧率。也就是说,这表明裂解炉的主要热源可以改用氨。不过,炉壁燃烧器中仍然使用着甲烷。

図3 アンモニア燃焼火炎画像
図3 アンモニア燃焼火炎 出处: アンモニア燃料によるナフサ分解炉運転で世界最高水準の混焼率85%を達成しました(新能源·产业技术综合开发机构(NEDO))

工厂的炉子发生变化之前

如果这项技术能够在商业规模上稳定运行,并且能够持续采购低碳氨,那么在千叶的石油化工联合企业中,用于生产洗发水瓶和服装纤维原料的炉子就可以用氨加热。这有可能大幅减少烟囱排放的燃烧产生的CO2,也将成为无需彻底改造现有裂解炉的一个选项。

实现这一景象需要满足一些条件。如果制造氨所需的氢、电力和热不是低碳的,生产过程中的排放仍会存在。以化石燃料来源的石脑油为原料所产生的排放也不会消失。NEDO与4家公司表示,今后将把氨应用于炉壁燃烧器,并力争实现整个炉子100%使用氨进行燃烧,以及在商业规模炉上开展验证。要进一步减少燃烧产生的CO2,就必须同时解决炉壁燃烧器、NOx管理、连续运行以及氨的供应问题。

来源

新能源和工业技术开发组织「氨燃料石脑油裂解炉运行实现世界最高水平的85%混烧率」