Lokowanie biowodoru do komponentów paliwowych w warunkach rafineryjnych

• Autorzy: Lubowicz Jan

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2022.07.06

Warianty tytułu

EN

Biohydrogen allocation to fuel components in refinery conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sposób obliczania ilości biowodoru lokowanego do komponentów paliw silnikowych i opałowych wytwarzanych w instalacjach rafineryjnych. Określenie „zalokowany biowodór” należy rozumieć jako ilość biowodoru, która została przypisana do każdego strumienia produktowego w danej instalacji. Zalokowany w komponentach paliwowych biowodór mógłby następnie zostać wykorzystany jako jedno z narzędzi do realizacji Narodowego Celu Wskaźnikowego (NCW), określającego obowiązek wprowadzania na rynek paliw transportowych ze źródeł odnawialnych. Proces przyłączania wodoru (biowodoru) w warunkach rafineryjnych zachodzi w wyniku reakcji katalitycznego hydroodsiarczania i hydroodazotowania, uwodornienia wiązań nienasyconych oraz uwodornienia węglowodorów aromatycznych. Ilość zalokowanego biowodoru, który w przypadku danej instalacji może zostać zaliczony do realizacji NCW, zależy przede wszystkim od głębokości procesu hydrokonwersji – im wyższa konwersja, czyli im więcej powstaje produktów lżejszych od surowca, tym ilość wodoru zalokowanego w produktach jest większa. Znaczenie ma również zawartość siarki i azotu w surowcu – im większa, tym więcej wodoru musi zastąpić heteroatomy w cząsteczkach węglowodorów. Ważne są także kierunki zagospodarowania produktów z instalacji. Do realizacji NCW można zaliczyć jedynie biowodór zalokowany do komponentów paliw silnikowych, natomiast biowodór zalokowany do produktów niepaliwowych, np. baz olejowych, komponentów dla petrochemii, nie może być zaliczony do tego celu. Określenie ilości zalokowanego biowodoru wymaga analizy danych i schematu technologicznego rafinerii, w tym ścieżek wytwarzania komponentów paliwowych służących do produkcji LPG, benzyn silnikowych, paliwa do turbinowych silników lotniczych (Jet), oleju napędowego oraz oleju opałowego, analizy obiegu strumieni wodorowych na terenie rafinerii oraz danych bilansowych poszczególnych instalacji dotyczących surowców i uzyskiwanych w tych instalacjach produktów. Zaproponowany sposób lokowania biowodoru do komponentów paliwowych w warunkach rafineryjnych jest praktycznie bezinwestycyjny, niewymagający budowy instalacji przemysłowych, i można go dostosować do każdego schematu przeróbki ropy naftowej w danej rafinerii.

EN

The article presents the method of calculating the amount of bio-hydrogen allocated to the components of motor and heating fuels produced in refining installations. The term “allocated biohydrogen” shall be understood as the amount of biohydrogen that has been allocated to each product stream in a given installation. Bio-hydrogen allocated to the fuel components could then be used as one of the tools for the implementation of the National Renewable Target, which specifies the obligation to introduce transport fuels from renewable sources to the market. The process of adding hydrogen (bio-hydrogen) under refinery conditions takes place as a result of catalytic hydrodesulfurization and hydrodenitrogenation, hydrogenation of unsaturated bonds and hydrogenation of aromatic hydrocarbons. The amount of allocated biohydrogen, which in a given installation may be used for the implementation of National Renewable Target, depends primarily on the depth of the hydroconversion process. As a result of higher conversion, more fractions lighter than the raw material are produced, thus the amount of allocated hydrogen in the products is greater. The content of sulfur and nitrogen in the raw material is also important – with higher content, more hydrogen must replace the heteroatoms in the hydrocarbon molecules. The directions of use of the products from the installation also affect the result. The implementation of the National Renewable Target includes only biohydrogen allocated to engine fuel components, while biohydrogen allocated to non-fuel products, e.g. oil bases, petrochemical components is excluded. Calculation of the quantity of allocated bio-hydrogen requires analysis of the data and the technological scheme of the refinery, including the production paths of fuel components: LPG, motor gasoline, Jet fuel, diesel oil and heating oil, circulation of hydrogen streams in the refinery and balance data of individual installations regarding raw materials and products obtained from them. The proposed method of calculating bio-hydrogen allocated to fuel components under refinery conditions is practically investment-free, does not require the construction of industrial installations and can be adapted to any crude oil processing scheme in a given refinery.

Słowa kluczowe

PL

biowodór; biokomponent; rafineria; Narodowy Cel Wskaźnikowy; NCW

EN

biohydrogen; biocomponent; refinery; National Renewable Target

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 7
• Strony: 542--549
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab.

Twórcy

autor

Lubowicz Jan

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Biomasa, 2018. Potencjał biogazowy w Polsce. <https://magazynbiomasa.pl/potencjal-biogazowy-w-polsce-aktualne-dane/> (dostęp: maj 2021).
• Cire, 2017. Stan biogazowni w Polsce. <https://www.cire.pl/artykuly/materialy-problemowe/121066-stan-biogazowni-w-polsce> (dostęp: maj 2021).
• Fei Q., Guarnieri M.T., Tao L., Laurens L.M.L., Dowe N., Pienkos P.T., 2014. Bioconversion of natural gas to liquid fuel: Opportunities and challenges. Biotechnology Advances, 32(3): 596–614. DOI:10.1016/j.biotechadv.2014.03.011.
• F.O. Licht’s World Ethanol & Biofuels Report, 2020. IHS Markit,13(23). ISSN 1478-5765.
• Franchi G., Capocelli M., De Falco M., Piemonte V., Barba D., 2020. Hydrogen Production via Steam Reforming: A Critical Analysis of MR and RMM Technologies. Membranes, 10(1): 10. DOI:10.3390/membranes10010010.
• Glebova O., 2013. Gas to Liquids: Historical Development and Future Prospects. Oxford Institute for Energy Studies. ISBN978-1-907555-84-8.
• JGC Holdings Corporation, GTL Plant. <https://www.jgc.com/en/projects/054.html> (dostęp: czerwiec 2022).
• Shell, Pearl GTL. <https://www.shell.com.qa/en_qa/about-us/projects-and-sites/pearl-gtl.html> (dostęp: maj 2021).
• Akty prawne i dokumenty normatywne
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych
• Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych.
• Ustawa z dnia 19 lipca 2019 r. o zmianie ustawy o biokomponentach i biopaliwach ciekłych oraz niektórych innych ustaw (Dz.U. z 2019 r. poz. 1527).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).