○ 文/柯曉明
面對霧霾,石油煉制企業(yè)未來還需從源頭抓起,加快煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整,同時(shí)上下游協(xié)同努力,共同實(shí)現(xiàn)SO2排放控制達(dá)標(biāo)。
二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)和可吸入顆粒物等物質(zhì)與霧氣結(jié)合在一起形成霧霾,讓天空變得陰沉灰暗。
隨著我國霧霾天氣的頻繁出現(xiàn),國家環(huán)保部門治理大氣污染力度空前。我國煉油企業(yè)在成品油質(zhì)量升級、船用燃料油降硫、石油焦污染防治方面取得顯著成效。然而,未來石油煉制企業(yè)需要從源頭抓起,加快煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整。未來針對石油焦行業(yè)減少污染排放難度較大,石油企業(yè)可以通過上游適度降低石油焦的硫含量,下游增加尾氣排放控制措施,由此實(shí)現(xiàn)SO2排放控制達(dá)標(biāo)。
從2015年以來,國務(wù)院下達(dá)相關(guān)文件,確定將全國供應(yīng)國Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)車用汽柴油的時(shí)間由原定的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日起分別不大于50毫克/千克和10毫克/千克。
2016年5月,《輕型汽車污染物排放限值及測量方法(簡稱“國VI標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿”)發(fā)布,并首先在京津冀等地實(shí)施;2019年1月1日起,汽油執(zhí)行國VIa標(biāo)準(zhǔn),柴油執(zhí)行國VI標(biāo)準(zhǔn);2023年1月1日起,汽油執(zhí)行國VIb標(biāo)準(zhǔn)。2017年,京津冀的“2+26”城市將率先完成車用柴油和普通柴油標(biāo)準(zhǔn)并軌,2017年9月底前,全部供應(yīng)國VI標(biāo)準(zhǔn)汽柴油;到2019年初,全國全部執(zhí)行國VI標(biāo)準(zhǔn),基本達(dá)到發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。
為控制船舶硫氧化物、氮氧化物和顆粒物排放,改善我國沿海和沿河區(qū)域特別是港口城市的環(huán)境空氣質(zhì)量,2015年交通運(yùn)輸部發(fā)布了《珠三角、長三角、環(huán)渤海(京津冀)水域船舶排放控制區(qū)實(shí)施方案》。目前我國遠(yuǎn)洋運(yùn)輸幾乎全部使用進(jìn)口燃料油。這種油的硫含量較高,基本在2.5%~3.5%??梢?,船用燃料油降低硫含量的任務(wù)艱巨。
近兩年,有關(guān)燃燒石油焦是PM2.5成因的報(bào)道將石油焦推向風(fēng)口浪尖,石油焦問題越來越受到環(huán)保部門的重視?!吨腥A人民共和國大氣污染防治法》于2016年1月1日正式施行,規(guī)定禁止進(jìn)口、銷售和燃用不符合品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的石油焦。不僅如此, 我國發(fā)布的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31570-2015)規(guī)定:新建裝置自2015年7月1日起,現(xiàn)有裝置自2017年7月1日起,催化裂化再生煙氣中SO2、NOx、顆粒物含量分別低于100、200、500毫克/立方米;對于重點(diǎn)污染地區(qū)指標(biāo)更加嚴(yán)格,規(guī)定要低于50、100、30毫克/立方米。規(guī)定現(xiàn)有硫磺裝置尾氣SO2排放濃度,一般地區(qū)不大于400毫克/立方米,重點(diǎn)地區(qū)不大于100毫克/立方米。
隨著我國大氣污染防治力度空前,煉油企業(yè)近兩年不斷促進(jìn)清潔生產(chǎn),取得一些成效,但還需不斷完善。
在成品油質(zhì)量升級方面,截至2016年年底,主要石油公司(三大石油公司、中化集團(tuán)、延長石油、中國化工、中國乒器工業(yè)集團(tuán)七大主營企業(yè))約90%的汽油產(chǎn)能、78%的柴油產(chǎn)能可實(shí)現(xiàn)國Ⅴ汽柴油生產(chǎn)。然而,與歐美國家相比,我國的催化重整、烷基化、異構(gòu)化等高辛烷值組分比例偏低,催化裂化裝置前加氫比重不足。柴油質(zhì)量升級方面,加氫降低硫含量,提高十六烷值是關(guān)鍵。對于我國煉廠來說,主要是增加柴油加氫/柴油改質(zhì)裝置能力,但是加氫裂化和催化原料前加氫的比重依然較低,加氫的比例還需適當(dāng)提高。
低硫船用油生產(chǎn)對先進(jìn)煉廠來說是意外驚喜,因?yàn)榭梢灾苯由a(chǎn)低硫燃料油,產(chǎn)品售價(jià)提高有望覆蓋運(yùn)行成本的增加。受此影響,老舊煉廠要么被迫退出船舶燃料油市場,要么投資進(jìn)行升級改造。目前,煉廠生產(chǎn)低硫船用油有幾個(gè)途徑。途徑一,調(diào)整煉廠原油結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),從源頭上降低燃料油產(chǎn)品的硫含量。包括降低加工沙特阿拉伯、伊拉克、委內(nèi)瑞拉、墨西哥和巴西的高硫重質(zhì)原油的比例,適當(dāng)提高加工輕質(zhì)低硫北海、西非原油的比例。途徑二,建設(shè)脫硫效果較好的渣油加氫裝置。目前國內(nèi)新建一套200萬噸/年的渣油加氫脫硫裝置投資近15億元,整個(gè)立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、建設(shè)過程可能長達(dá)3~5年。按照目前的價(jià)格體系,煉廠更愿意加氫后的渣油作催化裂化原料,生產(chǎn)汽柴油而不是低硫燃料油。更麻煩的是,如果船舶改用LNG清潔燃料,或加裝去硫洗滌器,那么煉廠投資改造生產(chǎn)設(shè)施可能并不合算。途徑三,采用氧化脫硫技術(shù)。該技術(shù)投資較低,有良好的發(fā)展前景,但目前尚未工業(yè)化,在氧化體系的選擇性、活性、成本等方面還需要研究突破。途徑四,利用催化油漿生產(chǎn)低硫燃料油組分。目前,國內(nèi)有科研機(jī)構(gòu)開發(fā)了油漿低壓反應(yīng)吸附技術(shù),可將油漿中的催化劑粉末含量降低到小于10微克/克;另外,開展了油漿溶劑脫瀝青試驗(yàn)研究,脫瀝青油收率達(dá)80%,灰分小于0.002%。這些技術(shù)可作為油漿調(diào)合低硫船用燃料油的生產(chǎn)解決方案選項(xiàng)。
在石油焦的問題上,近兩年煉油企業(yè)不斷解決高硫焦的出路。在采取的方式上,一方面煉廠降低石油焦硫含量。煉廠通過原油分儲分煉、摻煉催化油漿等辦法,降低延遲焦化裝置進(jìn)料的硫含量,同時(shí)優(yōu)化焦化工藝操作條件,使得石油焦硫含量控制在3%以下。此外,采用焦化原料脫硫技術(shù),脫除原料中70%左右的硫,也可以降低石油焦硫含量。另一方面煉廠改變產(chǎn)品方案降低石油焦產(chǎn)量。根據(jù)原油性質(zhì)和產(chǎn)品需求,有的改產(chǎn)瀝青,有的調(diào)整重油加工路線,建設(shè)渣油加氫裝置,再到催化裂化裝置加工,減少石油焦出廠。
● 要防治大氣污染,老舊煉廠需要做不同程度的升級改造。 攝影/徐 捷
煉化企業(yè)相比以往采取的措施,還需要從源頭上加大煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整,強(qiáng)化石油產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)和下游使用環(huán)節(jié)的溝通協(xié)作。針對未來石油焦行業(yè)減少污染排放難度較大,甚至任重道遠(yuǎn),石油企業(yè)可以通過上游適度降低石油焦的硫含量,下游增加尾氣排放控制措施,由此實(shí)現(xiàn)SO2排放控制達(dá)標(biāo)。
從源頭上加大煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整。據(jù)中國石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院統(tǒng)計(jì),2016年全國煉油能力約7.88億噸,而石油需求僅為5.4億噸左右,煉油能力過剩嚴(yán)重。其中,產(chǎn)能低于200萬噸/年的煉廠能力合計(jì)占全國煉油能力的近15%。淘汰落后產(chǎn)能是提高原油資源利用率和降低污染物排放的關(guān)鍵因素之一。企業(yè)要轉(zhuǎn)變僅靠末端治理實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放和總量減排的被動局面,應(yīng)考慮關(guān)口前移,從源頭控制、過程削減入手,在生產(chǎn)管理上下功夫。首先選擇經(jīng)濟(jì)性好的低硫輕質(zhì)原油,然后優(yōu)化生產(chǎn)過程,降低煉油損失,同時(shí)達(dá)到降低污染物排放的目的。
● 煉化企業(yè)要轉(zhuǎn)變僅靠末端治理實(shí)現(xiàn)減排的局面,就要從源頭控制、過程入手。 供圖/視覺中國
石油產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)和下游使用環(huán)節(jié)強(qiáng)化溝通協(xié)作。一方面,未來石油產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)的參與者需要共同推進(jìn)新標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。例如,推出汽柴油的國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)需要完善工業(yè)實(shí)驗(yàn),汽車行業(yè)反映汽油終餾點(diǎn)對PM2.5的形成影響很大,煉油行業(yè)反映目前國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)出臺缺乏汽車新的減排技術(shù)的應(yīng)用。另一方面,技術(shù)創(chuàng)新和環(huán)保意識將起到重要作用。未來國Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)汽柴油生產(chǎn)技術(shù)、低硫燃料油生產(chǎn)技術(shù)、降低石油焦硫含量技術(shù)、煉廠揮發(fā)性有機(jī)物排放控制技術(shù)、循環(huán)流化床鍋爐脫硫脫銷技術(shù)、碳素廠/水泥廠尾氣處理技術(shù)等等,都需要進(jìn)一步攻關(guān)完善,提高其應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。環(huán)保工程既是人們生活水平提高的迫切要求,也同樣存在巨大商機(jī),石油的上下游產(chǎn)業(yè)鏈只有同參與、共守護(hù),才能實(shí)現(xiàn)我們呼吸清潔空氣的美好愿望。
上游適度降低石油焦的硫含量,下游增加尾氣排放控制措施。未來相當(dāng)長一段時(shí)間,石油焦使行業(yè)減少污染排放難度較大,甚至任重道遠(yuǎn)。2015年12月國家能源局和環(huán)保部聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于嚴(yán)格限制燃石油焦發(fā)電項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)的通知》,要求在京津冀、長三角、珠三角等大氣污染重點(diǎn)防治地區(qū)禁止審批建設(shè)自備燃石油焦火電(含熱電)項(xiàng)目;利用當(dāng)?shù)馗碑a(chǎn)的石油焦并經(jīng)充分論證確有必要的,須根據(jù)環(huán)評批復(fù)及相關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)同步安裝高效脫硫、脫硝和除塵設(shè)施,滿足國家火電廠大氣污染物排放控制要求。結(jié)合政府相關(guān)政策的出臺,今后國內(nèi)電解鋁需求還將維持小幅增長,如果完全禁止高硫焦出廠,將造成石油焦產(chǎn)量大幅減少,電解鋁企業(yè)使用其他替代品成本太高,企業(yè)效益影響很大。因此,在煉廠嚴(yán)格控制大于3%的高硫石油焦出廠的同時(shí),下游消費(fèi)的工業(yè)領(lǐng)域也要加大石油焦使用環(huán)節(jié)的污染物排放控制。例如,通過上游適度降低石油焦的硫含量,下游增加尾氣排放控制措施,由此同樣可以實(shí)現(xiàn)SO2排放控制達(dá)標(biāo)。