五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】硫和炼油 -- 且行且远

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家园 【原创】硫和炼油

硫可是一个臭名昭著的名字,他的几个比较著名的家庭成员有硫化氢,二氧化硫等。

前者可以杀人于无形,在低浓度时(0.0047ppm时,50%的人可以闻到)有臭鸡蛋味,可是一旦达到高浓度(10ppm)以上, 就可以做到无色无味无嗅而杀人于无形,此君在工业界犯下累累的罪行,也曾被用在战争中,成为死亡武器。

后者名气也不小,最简单的例子就是,他就是顶顶大名的臭名昭著的酸雨的元凶了。

可是硫却又是无处不在,最终要的是,他在自然界常常和我们一些最为重要的资源生活在一起。比如,天然气里常常含有二氧化硫,煤矿里也含有硫,更为重要的是,原油里总是有大量的各种形态的硫。(原油的sweet crude,说的就是低硫含量)。今天就主要说说这些硫含量对炼油界一些回避不了的影响。

最早的时候,炼油厂基本不对硫进行任何的处理,于是在蒸馏的过程中,一部分硫成为了气体被排入空气中,集中地排放造成了酸雨的形成。另一些硫则成为柴油,煤油,汽油中的一部分,总之最终最终,出路基本上都是大气。这些排放物极大的影响了环境, 同时硫对金属的腐蚀作用也得到了广泛的认识,人们马上就开始对硫的排放进行了控制。在炼油厂里,去硫处理的工艺马上进行了广泛的应用。各种集中处理硫的工艺也就广泛地产生了.

政府规章(Regulation)对于工业发展的作用是惊人的。一开始的减少硫排放的措施也是得到工业界广泛支持的,因为硫的腐蚀作用很令企业家们头痛。然而如今在西欧一些国家,在燃烧废气中硫的排放标准已经降到50 ppm以下。这下,大家就不得不面对一些惨痛的事实了,比如,锅炉中就再也不能使用液态燃料了,又比如,在工艺生产中可用做燃料的气体(fuel gas)都必须经过集中且昂贵得去硫工艺处理才能够被使用。

如果说在炼油厂里燃料含硫和废气硫标准还不是致命的话,最近的一系列在汽油,柴油和船用油(bunker oil)减少硫含量的措施就是致命的了。举个例子来说,现在汽油和柴油里的含硫标准是10 ppm,而且比较冤枉的是如此严格的标准其实并不是为了控制在大气里硫的化合物,而是为了减少氮氧化物!氮氧化物(俗称NOx)也是现在四处被通缉的一个杀手,他主要对臭氧阿,人类的肺阿等等下毒手。为了减少汽车尾气里的NOx的排放量,汽车厂商可是下了一大番功夫。最后的解决方案是用一种金属的催化剂网来吸收尾气里的NOx,然而硫却可以使这种金属催化剂失效。所以汽油柴油里硫的标准只能降到10ppm了。(这里面也有很大一部分lobbying的原因)。

这下硫在炼油厂里就成为一个大问题了。那些以催化裂化(catcracking)为主要工艺的厂,简直无法满足这一个条件(里面的细节以后再开帖说)。只有那些拥有加氢裂化(hydrocracking)工艺配置的企业才有希望。(简单来说加了氢,各种形态的硫可以反应产生硫化氢,于是汽油柴油中的硫含量就降低了)。同时,西方政府也在着手降低船用柴油里的硫含量的工作。这下,硫就彻底没有出路了。这个事实大家都明白,于是很多老厂就只有加大资本投入,购置去硫设备,比如(hydrotreating)。 在炼油厂的边际收益如此低的今天(几个美元一桶),这样的投资常常就牵涉到了一个厂的生存和死亡地问题。没有实力更新工艺的老厂只有去购买低硫原油(sweet crude),这样的原油一般都比较贵。他们又如何能竞争得过那些新近上线可以加工便宜的高硫原油的大项目呢?今天那些以利益为核心目标的国际石油公司不断出售自己手下的炼油厂,很大一部分可以归功于新的硫含量标准的压力。

另一方面,通过各种各样方式去掉的硫,最终都会通过化学工艺还原为固态的硫。可是硫这种化学品在化工届的需求量比较小,而在各大炼油厂里每天成吨成吨的生产硫,市场更本消化不了,硫的价格经常大起大落。特别是在化工业走向衰弱的西欧,通过高成本转化得来的硫,根本毫无市场。一些土地能力有余的企业,尚且能把多余的卖不掉的硫储存起来待价而售的。当然你要是有足够耐心的话,还是能够等到硫价上扬的,不过这个希望总的来说有越来越渺茫的趋势。给硫找出路成了现在的一个热门的内容。几个石油企业都在想办法研究可行的措施。比较有希望的出路可能就是用硫做砖了。不过怎么看,我也不觉得这方面能做到收支平衡,更枉谈获取足够收益支持工艺革新了。

硫,这个原油力的杂质,现在可是很多炼油厂生死存亡的标尺。在炼油厂大型化薄利化的今天,西方的那些老牌,工艺落后的工厂生存的希望越来越渺茫,而硫可能就是压死大象的最后一根稻草。

关键词(Tags): #硫#炼油

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家园 花科普好文章!

完了,还是有个系列?

家园 写了才知道不容易

有心写一下关于炼油的一些周边的故事,不过真要下定决心阿。一点点慢慢写,说不定能链起来

家园 关于二氧化硫

可以在空气中发生二级反应,生成硫酸盐,为细小颗粒。是直径小于2.5微米颗粒物污染(PM2.5)的主要成分,对健康的威胁非常大,特别是对儿童和老人。目前国内只监测危害不那么大的10微米级的颗粒污染物(PM10)。

家园 那现在国内大量作为能源使用的煤炭应该也有这个问题啊

象火电之类的,又怎么解决硫的问题哪?应该也是以回收为主吧。

家园 多少排放浓度可以引发此类二级反应并形成危害?

汽车尾气中,想像一下在国内车流高密度的大城市,不知道多少浓度可以激发确认对人类有危害的此类二级反应?

我一直想知道汽油低硫 (10 ppm)是不是只是为了保护去NOx catalyst,还是本身也有一定的价值?

家园 不能简单地只看硫

汽车尾气中还有其它的有害物质。国内报空气污染用空气污染指数(API,外链出处),是个综合指数,包括五项主要污染物,SO2,NO2,PM10,CO,O3。每天那项污染物最高,就报那项。北京地区API外链出处低于50的情况下,是不分辨那一项污染物最高的。但超过50的情况几乎全是颗粒物污染,很少有例外的。

点看全图

家园 推广中医中药

全世界统一只能用中国产的硫磺香皂或者变种。:)

家园 合成油可以轻易实现ppb级的硫含量

咱做合成油的,环保标准越严,咱越高兴。

IGCC发电的一个好处,也是脱硫方便,最终燃烧尾气向大气排放的时候硫含量低。

人类对各种排放的标准只会越来越高,可以排放的只能越来越少。大势所趋。而随着标准越来越严,老旧的炼油厂必然是要被淘汰的。

家园 【脱硫岛】如布袋式脱硫
家园

还不如先让全世界人民都感染疥疮

家园 花顶

等填坑.

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家园 好文章,献花
家园 硫磺皂才用多点硫

硫磺皂、硫磺软膏对于皮肤病来说疗效很好,但是气味稍微差了点,一般人不愿意用的,再说含量那么低,能有多大用量。也不知道硫磺擦到人身上最后变成什么了。

家园 国内加氢裂化的炼油厂貌似不多

大连有个西太平洋炼油,中石化,中石油还有国外(法国??)合资的,采购的都是外面的劣质油,然后催化裂化出口.他们的企业不小,但人员好像还不到2千人,在国内属于比较先进的.这样的企业看来国内还是太少了.

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