原创《去除石油焦的焦虑》
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二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和可吸入颗粒物等物质与雾气结合在一起形成雾霾,让天空变得阴沉灰暗.随着我国雾霾天气的频繁出现,国家环保部门治理大气污染力度空前.我国炼油企业在成品油质量升级、船用燃料油降硫、石油焦污染防治方面取得显著成效.然而,未来石油炼制企业需要从源头抓起,加快炼油结构调整.未来针对石油焦行业减少污染排放难度较大,石油企业可以通过上游适度降低石油焦的硫含量,下游增加尾气排放控制措施,由此实现SO2 排放控制达标.
大气污染防治力度空前
从2015 年以来,国务院下达相关文件,确定将全国供应国Ⅴ标准车用汽柴油的时间由原定的2018 年1 月提前到2017 年1 月,要求普通柴油硫含量自2017 年1 月1 日和2018 年1 月1 日起分别不大于50 毫克/ 千克和10 毫克/ 千克.
2016 年5 月,《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（简称“国VI 标准征求意见稿”）发布,并首先在京津冀等地实施；2019 年1 月1 日起,汽油执行国VIa 标准,柴油执行国VI 标准；2023 年1 月1 日起,汽油执行国VIb 标准.2017年,京津冀的“2+26”城市将率先完成车用柴油和普通柴油标准并轨,2017 年9 月底前,全部供应国VI 标准汽柴油；到2019 年初,全国全部执行国VI 标准,基本达到发达国家标准的要求.
为控制船舶硫氧化物、氮氧化物和颗粒物排放,改善我国沿海和沿河区域特别是港口城市的环境空气质量,2015年交通运输部发布了《珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域船舶排放控制区实施方案》.目前我国远洋运输几乎全部使用进口燃料油.这种油的硫含量较高,基本在2.5%~3.5%.可见,船用燃料油降低硫含量的任务艰巨.
近两年,有关燃烧石油焦是PM2.5成因的报道将石油焦推向风口浪尖,石油焦问题越来越受到环保部门的重视.《中华人民共和国大气污染防治法》于2016 年1 月1 日正式施行,规定禁止进口、销售和燃用不符合品质标准的石油焦.不仅如此, 我国发布的《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）规定：新建装置自2015 年7 月1 日起,现有装置自2017 年7 月1 日起,催化裂化再生烟气中SO2、NOx、颗粒物含量分别低于100、200、500 毫克/ 立方米；对于重点污染地区指标更加严格,规定要低于50、100、30 毫克/ 立方米.规定现有硫磺装置尾气SO2 排放浓度,一般地区不大于400 毫克/ 立方米,重点地区不大于100 毫克/ 立方米.
清洁生产效果显著还需完善
随着我国大气污染防治力度空前,炼油企业近两年不断促进清洁生产,取得一些成效,但还需不断完善.
在成品油质量升级方面,截至2016年年底,主要石油公司（三大石油公司、中化集团、延长石油、中国化工、中国乒器工业集团七大主营企业）约90% 的汽油产能、78% 的柴油产能可实现国Ⅴ汽柴油生产.然而,与欧美国家相比,我国的催化重整、烷基化、异构化等高辛烷值组分比例偏低,催化裂化装置前加氢比重不足.柴油质量升级方面,加氢降低硫含量,提高十六烷值是关键.对于我国炼厂来说,主要是增加柴油加氢/ 柴油改质装置能力,但是加氢裂化和催化原料前加氢的比重依然较低,加氢的比例还需适当提高.
低硫船用油生产对先进炼厂来说是意外惊喜,因为可以直接生产低硫燃料油,产品售价提高有望覆盖运行成本的增加.受此影响,老旧炼厂要么被迫退出船舶燃料油市场,要么投资进行升级改造.目前,炼厂生产低硫船用油有几个途径.途径一,调整炼厂原油结构和产品结构,从源头上降低燃料油产品的硫含量.包括降低加工沙特阿拉伯、伊拉克、委内瑞拉、墨西哥和巴西的高硫重质原油的比例,适当提高加工轻质低硫北海、西非原油的比例.途径二,建设脱硫效果较好的渣油加氢装置.目前国内新建一套200 万吨/ 年的渣油加氢脱硫装置投资近15 亿元,整个立项、设计、建设过程可能长达3~5 年.按照目前的体系,炼厂更愿意加氢后的渣油作催化裂化原料,生产汽柴油而不是低硫燃料油.更麻烦的是,如果船舶改用LNG 清洁燃料,或加装去硫洗涤器,那么炼厂投资改造生产设施可能并不合算.途径三,采用氧化脱硫技术.该技术投资较低,有良好的发展前景,但目前尚未工业化,在氧化体系的选择性、活性、成本等方面还需要研究突破.途径四,利用催化油浆生产低硫燃料油组分.目前,国内有科研机构开发了油浆低压反应吸附技术,可将油浆中的催化剂粉末含量降低到小于10 微克/ 克；另外,开展了油浆溶剂脱沥青试验研究,脱沥青油收率达80%,灰分小于0.002%.这些技术可作为油浆调合低硫船用燃料油的生产解决方案选项.
在石油焦的问题上,近两年炼油企业不断解决高硫焦的出路.在采取的方式上,一方面炼厂降低石油焦硫含量.炼厂通过原油分储分炼、掺炼催化油浆等办法,降低延迟焦化装置进料的硫含量,同时优化焦化工艺操作条件,使得石油焦硫含量控制在3% 以下.此外,采用焦化原料脱硫技术,脱除原料中70%左右的硫,也可以降低石油焦硫含量.另一方面炼厂改变产品方案降低石油焦产量.根据原油性质和产品需求,有的改产沥青,有的调整重油加工路线,建设渣油加氢装置,再到催化裂化装置加工,减少石油焦出厂.
清洁生产再上新台阶
炼化企业相比以往采取的措施,还需要从源头上加大炼油结构调整,强化石油产品的生产企业和下游使用环节的沟通协作.针对未来石油焦行业减少污染排放难度较大,甚至任重道远,石油企业可以通过上游适度降低石油焦的硫含量,下游增加尾气排放控制措施,由此实现SO2 排放控制达标.
从源头上加大炼油结构调整.据中国石化经济技术研究院统计,2016 年全国炼油能力约7.88 亿吨,而石油需求仅为5.4 亿吨左右,炼油能力过剩严重.其中,产能低于200 万吨/ 年的炼厂能力合计占全国炼油能力的近15%.淘汰落后产能是提高原油资源利用率和降低污染物排放的关键因素之一.企业要转变仅靠末端治理实现达标排放和总量减排的被动局面,应考虑关口前移,从源头控制、过程削减入手,在生产管理上下功夫.首先选择经济性好的低硫轻质原油,然后优化生产过程,降低炼油损失,同时达到降低污染物排放的目的.
石油产品的生产企业和下游使用环节强化沟通协作.一方面,未来石油产品的生产和使用环节的参与者需要共同推进新标准的应用.例如,推出汽柴油的国Ⅵ标准需要完善工业实验,汽车行业反映汽油终馏点对PM2.5 的形成影响很大,炼油行业反映目前国Ⅵ标准出台缺乏汽车新的减排技术的应用.另一方面,技术创新和环保意识将起到重要作用.未来国Ⅵ标准汽柴油生产技术、低硫燃料油生产技术、降低石油焦硫含量技术、炼厂挥发性有机物排放控制技术、循环流化床锅炉脱硫脱销技术、碳素厂/水泥厂尾气处理技术等等,都需要进一步攻关完善,提高其应用的经济性.环保工程既是人们生活水平提高的迫切要求,也同样存在巨大商机,石油的上下游产业链只有同参与、共守护,才能实现我们呼吸清洁空气的美好愿望.
上游适度降低石油焦的硫含量,下游增加尾气排放控制措施.未来相当长一段时间,石油焦使行业减少污染排放难度较大,甚至任重道远.2015 年12 月国家能源局和环保部联合下发《关于严格限制燃石油焦发电项目规划建设的通知》,要求在京津冀、长三角、珠三角等大气污染重点防治地区禁止审批建设自备燃石油焦火电（含热电）项目；利用当地副产的石油焦并经充分论证确有必要的,须根据环评批复及相关污染物排放标准同步安装高效脱硫、脱硝和除尘设施,满足国家火电厂大气污染物排放控制要求.结合政府相关政策的出台,今后国内电解铝需求还将维持小幅增长,如果完全禁止高硫焦出厂,将造成石油焦产量大幅减少,电解铝企业使用其他替代品成本太高,企业效益影响很大.因此,在炼厂严格控制大于3% 的高硫石油焦出厂的同时,下游消费的工业领域也要加大石油焦使用环节的污染物排放控制.例如,通过上游适度降低石油焦的硫含量,下游增加尾气排放控制措施,由此同样可以实现SO2 排放控制达标.
石油论文参考资料：
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