小議降低汽油對(duì)環(huán)境污染的辦法
時(shí)間:2022-05-13 04:11:06
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董志煉油廠加工原油的特性硫是一種非常常見(jiàn)的非金屬元素,其元素符號(hào)為S,純的硫是一種黃色晶體,俗稱硫磺。石油中含硫化合物的存在對(duì)石油產(chǎn)品的使用性質(zhì)有很大的影響。石油中的硫含量變化范圍為一般為0.05%~4%,有的硫含量高達(dá)10%以上,分布在石油所有的餾分中。根據(jù)原油中硫的含量,可以將原油可分為高硫、含硫、低硫等級(jí)別。通常將含硫量高于2%的石油稱為高硫石油,低于0.5%的稱為低硫石油,介于0.5%~2.0%之間的稱為含硫石油。董志煉油廠加工的原油是幾個(gè)油田的混合原油,主要來(lái)自長(zhǎng)慶油田,也包括白馬的、董志的,因此,將董志煉油廠加工的原油稱為慶陽(yáng)混合原油,慶陽(yáng)混合原油中的硫含量比較低,為0.11%,原油類別屬于低硫原油。董志煉油廠重油催化裂化裝置的穩(wěn)定汽油總硫含量范圍在1000mg/m3到10000mg/m3之間,這些硫化物的存在會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕、對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此,不管作為工業(yè)、民用燃料還是化工原料,汽油都必須經(jīng)過(guò)精制,用堿液把汽油中的硫和硫醇脫掉,才能作為產(chǎn)品銷售。脫硫醇是汽油不可或缺的精制過(guò)程。
董志煉油廠汽油脫硫醇工藝的技術(shù)原理和工藝流程董志煉油廠汽油脫硫醇采用蘭州石油機(jī)械研究所自主研發(fā)的一段纖維膜+固定床催化氧化脫硫醇專有技術(shù)。該工藝是利用堿液與汽油中的硫醇通過(guò)纖維膜的傳質(zhì)接觸發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的硫醇鈉溶于堿液中,堿液經(jīng)空氣再生、除去生成的二硫化物后循環(huán)使用。董志煉油廠汽油纖維膜脫硫工作原理示意圖如圖1所示。堿液(水相)首先從纖維液膜反應(yīng)器頂部側(cè)面進(jìn)入反應(yīng)器,在反應(yīng)器內(nèi)的纖維絲束上首先形成堿液相液膜,而汽油(烴相)則從纖維液膜反應(yīng)器頂部進(jìn)入反應(yīng)器。當(dāng)堿液在反應(yīng)器內(nèi)沿纖維絲表面向下流動(dòng)的過(guò)程中將會(huì)和汽油發(fā)生接觸反應(yīng)。由于汽油與堿液的表面張力不同,且經(jīng)特殊表面處理后的纖維絲具有很強(qiáng)的親水性。因此,堿液在纖維絲上的鋪展性能更佳。同時(shí)由于堿液和汽油的流動(dòng)速度不同,使得汽油與堿液在纖維束上形成的液膜不斷得以更新,汽油中的雜質(zhì)硫化氫、硫醇等與堿液液膜在同向流動(dòng)過(guò)程中不斷發(fā)生反應(yīng),在達(dá)到反應(yīng)器內(nèi)筒末端時(shí),汽油和堿液之間存在的密度差使二者在沉降分離罐中快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分離,完成汽油的脫硫過(guò)程。在此過(guò)程中由于纖維絲的數(shù)量眾多,極大地增加了傳質(zhì)面積。同時(shí)由于反應(yīng)在液膜之間進(jìn)行,減小了傳質(zhì)距離,從而大大提高了傳質(zhì)效率,強(qiáng)化了硫化物與堿液在液膜上的化學(xué)反應(yīng),故而能大幅度的脫除汽油中的硫化物,而且兩相之間的這種非彌散的分離方式能最大限度減少精制處理后汽油中的堿液夾帶量[1]。董志煉油廠汽油脫硫醇采用了蘭州石油機(jī)械研究所纖維液膜脫硫工藝技術(shù),慶陽(yáng)石化搬遷改造項(xiàng)目聯(lián)合脫硫裝置在汽油脫硫醇系統(tǒng)中還增加了固定床反應(yīng)器,這樣將極大地降低了堿液的使用量,不僅降低了成本,而且廢堿的排放量也大大降低,容易達(dá)到環(huán)保要求。董志煉油廠穩(wěn)定汽油精制后的指標(biāo):硫醇硫含量≤10ppm,銅片腐蝕試驗(yàn):≯1級(jí),Na+最大含量:1.0ppm。經(jīng)過(guò)脫硫醇的精品汽油的油品標(biāo)號(hào)為90#左右,精制汽油在出廠前還要調(diào)和要調(diào)和成93#、97#。世界許多國(guó)家的汽油中的硫含量將下降到0.004%以下。
汽油與環(huán)境的關(guān)系
汽油脫硫醇工藝過(guò)程中所產(chǎn)生的廢物對(duì)環(huán)境的影響汽油脫硫醇工藝過(guò)程產(chǎn)生的廢物主要有堿渣和廢氣。因?yàn)槠椭泻辛蚝土虼嫉入s質(zhì)元素,需要用堿性溶液來(lái)中和去除其中的硫化物。這個(gè)過(guò)程中所產(chǎn)生的堿渣是一種含有硫及硫化物的堿性混合物。硫化物的存在人體和環(huán)境都會(huì)帶來(lái)危害。首先,硫化物具有毒性,當(dāng)空氣中含有較低濃度的硫化氫(H2S)時(shí)就會(huì)刺激人和動(dòng)物的呼吸道,當(dāng)H2S濃度較高時(shí),會(huì)使人昏迷甚至死亡。此外,硫化物還具有強(qiáng)烈的腐蝕性,會(huì)對(duì)建筑物及下水道系統(tǒng)造成嚴(yán)重的腐蝕危害。汽油脫硫醇產(chǎn)生的大量堿渣無(wú)任何途徑再利用,堿渣堆放首先會(huì)使水質(zhì)和土壤指標(biāo)降低;其次,露天堆放的堿渣只要有風(fēng)就會(huì)使堿渣飛揚(yáng),致使空氣質(zhì)量驟然惡化;最后,堿渣山使有限的土地資源越發(fā)緊張,嚴(yán)重影響慶陽(yáng)地區(qū)的投資環(huán)境,制約著城市的發(fā)展。
汽油中的硫?qū)ζ囄廴疚锱欧诺挠绊懫土蚝渴侵赣推分械牧蚣捌溲苌镏辛虻暮?,是汽油的重要指?biāo)之一。研究試驗(yàn)表明,燃料中的硫會(huì)增加汽車尾氣碳?xì)浠衔?HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)和細(xì)微顆粒的排放。據(jù)有關(guān)資料介紹,汽油硫含量從450μg/g下降到50μg/g,汽車尾氣中HC排放量將減少18%,CO減少19%,NOx減少9%。美國(guó)協(xié)調(diào)研究理事會(huì)(CRC),系統(tǒng)地做了多種輕型汽車燃用不同硫含量的汽油對(duì)排氣影響的試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)非甲烷烴、CO和NOx隨硫含量的降低而降低,降低率為32%~63%。芳烴、烯烴和硫含量的降低均能使汽車有毒物排放有所降低,但對(duì)硫含量的影響尤為明顯,這是因?yàn)榱驎?huì)使尾氣轉(zhuǎn)化器中的催化劑中毒,損害氧傳感器和車載診斷系統(tǒng)的性能。美國(guó)有關(guān)部門測(cè)算,如果將車用燃料的硫含量由1500μg/g降至50μg/g,每年汽車排入大氣中的HC、CO、NOx會(huì)大幅度降低[2]。可見(jiàn),汽油中硫含量過(guò)大可造成設(shè)備腐蝕,燃燒時(shí)所生成的二氧化硫和三氧化硫會(huì)腐蝕汽缸和排氣管,與潤(rùn)滑油接觸后還會(huì)加速其老化變質(zhì)。同時(shí),這些燃燒產(chǎn)物還會(huì)嚴(yán)重污染大氣,并造成酸雨,危害人和生物體的健康,破壞建筑物的外表,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成重大損失。
成品汽油的使用對(duì)環(huán)境的污染近年來(lái),隨著隴東地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,機(jī)動(dòng)車快速增多,汽車尾氣的排放已成為主要的大氣污染源,嚴(yán)重危害到人們的身體健康和生存環(huán)境。因此,降低燃料油中的硫含量,提高燃料油的品質(zhì),是減少大氣污染的重要環(huán)節(jié)。然而,隨著對(duì)含硫原油加工量的增加及重油催化裂化的普及,油品含硫量超標(biāo)問(wèn)題的現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重。
有效降低石油產(chǎn)品對(duì)環(huán)境污染的對(duì)策
研發(fā)有利于環(huán)境保護(hù)的汽油脫硫醇新工藝與傳統(tǒng)的脫硫醇工藝相比,董志煉油廠汽油脫硫醇采用的一段纖維膜+固定床催化氧化脫硫醇專有技術(shù),在環(huán)境保護(hù)方面,具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)單位體積的傳質(zhì)面積大,處理能力大,傳質(zhì)距離短,有效時(shí)間長(zhǎng),傳質(zhì)表面不斷更新,傳質(zhì)效率大大提高,能更徹底的脫除汽油中的硫化氫、硫醇,從而可有效減輕對(duì)環(huán)境的污染;(2)采用非彌散態(tài)傳質(zhì)方式,避免了乳化和夾帶,最大限度地減少了處理后汽油夾帶堿液的現(xiàn)象;(3)堿耗小,大大降低堿渣排放量[2~3]。由滄州煉油廠與中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院、中國(guó)石化催化劑分公司三家單位共同研究開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)最新型降硫催化劑———增強(qiáng)型催化劑,在滄州煉油廠經(jīng)過(guò)半年試用獲得成功并取得顯著效果,使用這種催化劑生產(chǎn)出的汽油與過(guò)去常規(guī)催化劑相比,硫含量下降40%以上。使用這種新型催化劑后,不但汽油中硫含量比現(xiàn)在市場(chǎng)銷售的清潔汽油含量更低、更環(huán)保,而且汽油產(chǎn)品中的硫化物,主要轉(zhuǎn)移到了裂化產(chǎn)物的干氣當(dāng)中,變成硫化氫氣體并被有效回收再利用,生產(chǎn)出硫磺等下游產(chǎn)品,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。可見(jiàn),通過(guò)研發(fā)有利于環(huán)境保護(hù)的汽油脫硫新工藝可以減輕對(duì)環(huán)境所造成的破壞。因此,地方政府和煉油企業(yè)應(yīng)該提高環(huán)保意識(shí),加大對(duì)降低汽油硫含量的科研力度和資金投入。其次,煉油廠還可對(duì)脫硫過(guò)程中的廢棄物進(jìn)行再處理。如汽油、液態(tài)烴堿渣很難處理,解決堿渣排放對(duì)環(huán)境造成的污染,降低生產(chǎn)成本,又可以大大減輕硫化氫氣體焚燒排放對(duì)空氣和環(huán)境造成的污染,達(dá)到堿渣和廢氣綜合利用,變廢為寶的目的。采用硫化氫中和法處理堿渣,該方法可以實(shí)現(xiàn)煉油廢堿液和硫化氫廢氣的綜合利用,不僅能夠得到工業(yè)硫化鈉和粗酚兩種產(chǎn)品,而且能夠治理煉油廢堿液和硫化氫廢氣對(duì)環(huán)境的污染。堿渣經(jīng)過(guò)硫化氫廢氣處理后,生成的粗酚和硫化堿符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。硫化氫中和法,基本實(shí)現(xiàn)了堿渣的零污染排放,經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益顯著,徹底消除了長(zhǎng)期以來(lái)堿渣和硫化氫廢氣對(duì)環(huán)境的污染。
生產(chǎn)車用乙醇汽油隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,汽車尾氣的排放已成為大氣污染的罪魁禍?zhǔn)住\囉靡掖计驼墙鉀Q上述難題的克星。推廣車用清潔燃料,將有效解決大量車輛有毒尾氣排放所帶來(lái)的大氣污染。如在汽油中添加10%的乙醇生產(chǎn)車用乙醇汽油,不僅可以緩解石油資源對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的壓力。同時(shí)車用乙醇汽油作為新產(chǎn)品市場(chǎng)潛力巨大,無(wú)疑能形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。車用乙醇汽油是將變性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一種清潔環(huán)保型車用燃料。在汽油中加入一定量的乙醇,可以提高汽油的品質(zhì),使汽油燃燒更充分,不但可以節(jié)省石油資源,還可以有效地減少汽車尾氣的排放。20世紀(jì)70年代,美國(guó)和巴西相繼推廣使用車用乙醇汽油,乙醇汽油目前在我國(guó)開(kāi)始受到重視。車用乙醇汽油對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)沒(méi)有任何損害,它的價(jià)格和目前市場(chǎng)上銷售的93#汽油相同。消費(fèi)者積極使用車用乙醇汽油,這從一定意義上說(shuō)是一個(gè)地區(qū)一個(gè)國(guó)家文明程度提高的標(biāo)志。使用車用乙醇汽油,就是為凈化大氣環(huán)境做貢獻(xiàn),這就是一種積極的、時(shí)尚的、健康的消費(fèi)行為。
打擊非法小煉油廠和非法汽車加油點(diǎn)在慶陽(yáng)市西峰區(qū)、華池縣、慶城縣、環(huán)縣等地區(qū)打孔盜油,開(kāi)井盜油等刑事案件時(shí)有發(fā)生。土煉油廠點(diǎn)、非法采油井點(diǎn)和其他寄生性非法涉油廠點(diǎn)非法存在,“土煉油”屢禁不止。同時(shí),由于煉油設(shè)施簡(jiǎn)陋、工藝落后、產(chǎn)品質(zhì)量及安全沒(méi)有保障,爆炸和人身傷亡事故屢屢發(fā)生,這不僅嚴(yán)重干擾了油氣田企業(yè)的正常生產(chǎn),擾亂了正常的原油、成品油流通秩序,也造成慶陽(yáng)地區(qū)生態(tài)環(huán)境不斷惡化。慶陽(yáng)地區(qū)加油站的汽油主要來(lái)自董志煉油廠,部分來(lái)自咸陽(yáng)煉油廠,平?jīng)鰺捰蛷S。慶陽(yáng)質(zhì)量監(jiān)督局計(jì)量所每月對(duì)董志煉油廠的汽油質(zhì)量均進(jìn)行抽檢,同時(shí)該單位也對(duì)加油站銷售的汽油進(jìn)行抽樣檢查。檢查結(jié)果認(rèn)為質(zhì)量不合格汽油均來(lái)自非法小煉油廠,且銷售到一些非法汽車加油點(diǎn)。這種質(zhì)量不合格汽油硫含量超標(biāo)嚴(yán)重,使用這類汽油容易讓汽車設(shè)備遭到腐蝕,更會(huì)污染生態(tài)環(huán)境。消費(fèi)者購(gòu)買成品油時(shí)應(yīng)該到正規(guī)大型加油站,加油前可聞一下油品的氣味,有惡臭或其他刺鼻氣味的汽油很可能是劣質(zhì)油品。
結(jié)束語(yǔ)
實(shí)踐也證明,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展需要一定的環(huán)境容量來(lái)支撐,環(huán)境的惡化將會(huì)嚴(yán)重阻礙經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展。隴東地區(qū)作為新興的能源化工基地,應(yīng)處理好開(kāi)發(fā)資源與治理環(huán)境的關(guān)系。治理污染是一切環(huán)境保護(hù)者工作的重中之重。隴東地區(qū)屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后地區(qū),在這樣一個(gè)落后的能源富集區(qū)域,政府和企業(yè)及廣大群眾應(yīng)聯(lián)合起來(lái)樹(shù)立正確的環(huán)境道德觀,營(yíng)造出人人保護(hù)環(huán)境的良好社會(huì)氛圍。只有這樣,才能保障隴東能源基地建設(shè)走上健康的可持續(xù)發(fā)展之路,隴東地區(qū)的明天才會(huì)更加的美好。
作者:史俊梅胡春曉單位:隴東學(xué)院政法學(xué)院