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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 据说中国用高硫油就不太行是吗

      外国人说委内瑞拉的油就是含硫量较高,所以目前它的市场还是主要依赖美国,中国要取代的话需要对设备进行很大的改造。

    • 家园 有一条出路。

        俺在七十年代看过一篇文章,说日本把混凝土桥梁浸在熔化的硫磺里,使硫磺充满混凝土的孔隙,能使混凝土强度达到七到八百号。

        指抗压强度=公斤/每平方厘米。

        一般民用混凝土强度为两三百号,高强度的为四五百号。

    • 家园 都做成硫酸,硫酸不是重要的工业原料吗?
      • 家园 说的很对,这里有一个经济效益的问题

        制硫酸所用的硫有很多来路,

        到2012年,世界硫酸总需求量为2.43亿吨,产量达到2.46亿吨。其中,硫磺制酸1.61亿吨,冶炼硫酸6680万吨,硫铁矿制酸1800万吨

        而且对硫的纯度有一定的要求。有时候脱硫所得产物要继续加工才能够出售,并且有运输的成本。

        所以总成本会比较高。而且硫价波动也比较大。

        下面这段可以提供一个硫磺产业的概览

        1.未来5年世界硫磺生产展望

        根据IFA预测,2012年世界各种形态硫产量将达到9714万吨,2007~2012年年均递增5.7%。其中,硫磺产量为6830万吨,未来5年年均递增7.0%。以中国硫铁矿折硫的增量计算,硫铁矿折硫702万吨,未来5年年均递增6.8%;冶炼及其他回收折硫2182万吨,未来5年年均递增 3.4%。预计2012年各种形态硫比2007年净增2363万吨。其中,硫磺净增1967万吨,占增量的83%。包括:天然气回收硫1000万吨;石油精炼回收硫690万吨;冶炼制酸折硫净增345万吨,占硫磺增加总量的14.6%;其他为硫铁矿折硫。

        2.未来5年世界硫磺消费展望

        到2012年,世界硫酸总需求量为2.43亿吨,产量达到2.46亿吨。其中,硫磺制酸1.61亿吨,冶炼硫酸6680万吨,硫铁矿制酸1800万吨。在总消费量为6170万吨的硫磺中,制酸需要硫磺5550万吨,占90%;其他消费硫磺620万吨,硫磺供需余量将达660万吨。到2012年,如果世界各地新增产能如期投产,如:卡塔尔、沙特等硫磺回收装置按期投产,中国川东天然气田硫磺回收装置达到预期产量,加拿大油砂回收硫磺可以大量运出,哈萨克斯坦能够铁矿石幅度增加运出量,那么世界硫磺贸易量将增大。预计界时硫磺市场价格将回落到正常水平。

        外链出处

        关键词(Tags): #硫磺
    • 家园 其实硫回收的成本并不高

      更何况废热锅炉可以生产工艺用蒸汽.

      请问楼主是原创还是翻译?

      • 家园 是原创的,蒸汽没有出路就是浪费啊

        很多时候厂里的热平衡是预先优化好的。

        如果没有使用出路,能产生的蒸汽只有负价值。(做蒸汽的水价值可是不低阿!)

        这里就需要很好的heat integration了,可惜,做什么都得要钱,这就得不少设备投资。

        • 家园 视规模效益而定

          加拿大的情况有点特殊,油沙储量大,而且主要成份是Maltene+Asphaltene,如果从Mining>Extraction>Froth Treatment>Upgrading都在加拿大做,那么Heat integration的余度就很大,而且不浪费下游的剩余蒸汽。

          可惜,目前很多的项目只做到Froth Treatment,Upgrading这一块拿到美国去做。

          • 家园 可能是大公司还没有下决心投资upgrading

            我的同事就参与过在加拿大新建一个炼油厂的设计,不过后来来了一个down turn,加上本身的投资规模比较大,最后就搁置了。我想将来机会一定不少,也可以很经济。

            还有一点,长途传输蒸汽是很昂贵的而且技术上也有不少挑战,热量降低,蒸汽就液化很头痛。。。

            • 家园 昨天我回某河友的贴子里

              提到了利益输送。我觉得加拿大不是没有能力去做upgrading,而是把利润率高的这部分供手让给美国,这里的考量可能有以下几点:

              1)政治上说,挤上美国这条贼船,拉拢美国,利益捆绑。

              2)经济上说,降低投资成本,upgrading的设备投资非常高。目前的经济形势,不确定因素太多。

              3)环保来说,upgrading所排放的碳是上游的2-3倍。从这点说,美国拿到了利益,也承担了道义上的负担。但碳回收是美国提出的,忽悠的余地自然很大。

              你和同事在国内还是国外?去年Petro Canada的Foothills项目的确有意大利,韩国和国内的环球三家竞标EPCM合同。

              防止蒸汽冷凝(真空)的办法不多,只有提高输送压力和superheat。

              • 家园 我的同事在国外

                我们在IOC搞技术工作,主要做一些EPC上游的工作,做一些high level设计。

                环球的名声很响啊,不过真还没有和他们有过直接的接触。

                不知道最后环球有没有拿下EPC的合同?

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