脫硫新技術(shù)助力煤化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展

包宏偉

摘 要：我國(guó)很多煤化工企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的脫硫工藝常采用濕式氧化法脫硫，并輔以干法脫硫作為精脫。隨著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的不斷提高，特別是改燒高硫煤后，煤氣中的硫化氫含量大幅提高，濕式氧化法脫硫在實(shí)際生產(chǎn)中存在一些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：脫硫新技術(shù);煤化工產(chǎn)業(yè);綠色發(fā)展;

利用高新技術(shù)和差壓能量回收技術(shù)，可有效降低電耗，延長(zhǎng)析硫時(shí)間，控制CO2對(duì)再生的影響。該技術(shù)采用了東獅近年來(lái)研發(fā)的脫硫?qū)Ｓ煤诵脑O(shè)備，提高了生產(chǎn)操作彈性。

一、現(xiàn)代煤化工行業(yè)概況

目前我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向供給側(cè)高質(zhì)量發(fā)展階段，正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長(zhǎng)動(dòng)力的關(guān)鍵期?，F(xiàn)代煤化工需科學(xué)規(guī)劃、慎重決策、穩(wěn)步推進(jìn)，該行業(yè)由“十二五”期間的產(chǎn)業(yè)化初級(jí)階段邁入“十三五”產(chǎn)業(yè)化升級(jí)示范階段。隨著煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇等示范工程成功運(yùn)行，其技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化均走在世界前列。煤化工行業(yè)堅(jiān)持貫徹實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐加快，運(yùn)行情況有所改善，行業(yè)集中度有所提高并向高質(zhì)量發(fā)展邁出堅(jiān)實(shí)步伐，關(guān)鍵技術(shù)水平已居世界領(lǐng)先地位，示范項(xiàng)目運(yùn)行水平不斷提升，自主技術(shù)裝備水平大幅提高，培養(yǎng)了一批骨干企業(yè)和人才隊(duì)伍，促進(jìn)了資源地區(qū)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展。截止2018年年底，我國(guó)現(xiàn)代煤化工行業(yè)發(fā)展已初具規(guī)模，已建和在建的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目多達(dá)74處，其中煤制天然氣產(chǎn)能增幅（39.18%）最大。我國(guó)現(xiàn)代煤化工多個(gè)大型項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)，產(chǎn)能、產(chǎn)量集中釋放，運(yùn)行負(fù)荷穩(wěn)步提高。其中經(jīng)過(guò)多年技術(shù)探索的煤化工項(xiàng)目運(yùn)行負(fù)荷普遍較高：煤制油項(xiàng)目生產(chǎn)負(fù)荷在80%～110%;煤制天然氣項(xiàng)目除新疆新天項(xiàng)目投產(chǎn)初期運(yùn)行負(fù)荷偏低外，整體生產(chǎn)負(fù)荷在80%～105%（單套裝置）;煤制烯烴生產(chǎn)負(fù)荷在90%～115%;煤制乙二醇生產(chǎn)負(fù)荷在60%～95%。

國(guó)家發(fā)布的最新現(xiàn)代煤化工政策允許煤炭資源調(diào)入地在條件合適的情況下發(fā)展煤化工。目前，已初具規(guī)模的煤化工基地主要有內(nèi)蒙古自治區(qū)、陜西省、寧夏自治區(qū)、新疆自治區(qū)、山西省、云南省及貴州省等。水資源是現(xiàn)代煤化工行業(yè)發(fā)展的重要制約因素，由于地理、氣候等客觀因素，我國(guó)水資源分布嚴(yán)重不均，煤炭資源和水資源呈逆向分布。我國(guó)的煤炭資源主要集中在西北和華北地區(qū)，而水資源的分布卻恰恰相反，即水資源主要集中在我國(guó)的東部和南部。作為煤化工發(fā)展主體的新疆、內(nèi)蒙古自治區(qū)，其水煤比僅為1∶22、1∶30。未來(lái)在西北地區(qū)發(fā)展煤化工，發(fā)展瓶頸主要是水資源和環(huán)境容量。在全面綜合考慮水資源、環(huán)境承載力以及下游產(chǎn)品的長(zhǎng)期市場(chǎng)需求后，才可適度發(fā)展煤化工。2014年下半年布倫特原油價(jià)格暴跌至（25～55）美元/桶，2016年～2017年底布倫特原油低位運(yùn)行在（45～65）美元/桶。由于投資及成本構(gòu)成的差異，低油價(jià)對(duì)現(xiàn)代煤化工發(fā)展的負(fù)面影響尤甚，造成煤化工項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)困難，個(gè)別產(chǎn)品失去了與石油化工的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，相比于昔日“逢煤必化”的發(fā)展沖動(dòng)，如今煤化工行業(yè)已顯得更為冷靜和理性，行業(yè)發(fā)展冷熱不均。根據(jù)上市公司年報(bào)所列的煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴和煤制乙二醇4個(gè)產(chǎn)品的運(yùn)行情況，

近年來(lái)中國(guó)大宗商品價(jià)格上漲，其中包括煤炭和原油，但原油依然處于較低價(jià)位狀態(tài)下運(yùn)行，且煤制油相關(guān)產(chǎn)品一直按照國(guó)家規(guī)定繳納消費(fèi)稅，煤制油企業(yè)要實(shí)現(xiàn)盈利已實(shí)屬不易。由于原油價(jià)格的上漲引導(dǎo)聚烯烴價(jià)格提升，內(nèi)蒙古某煤制烯烴項(xiàng)目2017年相比于2016年利潤(rùn)增加了1.34億元，說(shuō)明煤制烯烴項(xiàng)目在目前條件下具有一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。相比煤制油、煤制烯烴產(chǎn)品，煤制天然氣由于入網(wǎng)氣價(jià)較低、開(kāi)工率不足、成本倒掛，企業(yè)生產(chǎn)積極性不高;目前除匯能煤制天然氣之外，其余項(xiàng)目均處于虧損狀態(tài)。在石油價(jià)格上漲的背景下，石油制乙二醇的成本提升至約5 800元/t，而煤制乙二醇的成本已可降至4 000元/t以下，2017年煤制乙二醇（除新疆項(xiàng)目因運(yùn)輸距離問(wèn)題）產(chǎn)品銷售單價(jià)在7 000元/t以上。隨著煤制乙二醇利潤(rùn)的凸顯，且煤制油、煤制天然氣項(xiàng)目長(zhǎng)期處于虧損線以下的情況下，目前許多已批復(fù)的煤制天然氣項(xiàng)目開(kāi)始研究轉(zhuǎn)變產(chǎn)品方向生產(chǎn)乙二醇，此一窩蜂似的盲目建設(shè)必將造成市場(chǎng)供大于求的局面，且會(huì)對(duì)項(xiàng)目周邊環(huán)境造成較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患。因而以煤為主體的能源結(jié)構(gòu)將長(zhǎng)期存在。產(chǎn)業(yè)自身技術(shù)的革新、清潔燃料替代速度加快以及煤炭供給側(cè)改革的加快推進(jìn)為現(xiàn)代煤化工帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。但煤化工行業(yè)目前屬于升級(jí)示范階段，區(qū)域性對(duì)大氣及水污染依然是行業(yè)最為突出的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)生產(chǎn)工藝和環(huán)保技術(shù)有待完善，系統(tǒng)集成水平和污染控制技術(shù)有待提升，生產(chǎn)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性有待驗(yàn)證，示范項(xiàng)目建設(shè)秩序有待規(guī)范，企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理水平有待提高，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)支撐體系有待健全?？傊魬?zhàn)與機(jī)遇并存。挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在：生態(tài)環(huán)境和資源約束強(qiáng)化、能源化工市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇、技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈;非常規(guī)油氣（如頁(yè)巖氣）、電動(dòng)汽車、可再生能源等技術(shù)進(jìn)步十分迅速，若其率先實(shí)現(xiàn)重大革命性突破，將壓縮現(xiàn)代煤化工行業(yè)的發(fā)展空間。機(jī)遇主要體現(xiàn)在清潔燃料加快替代傳統(tǒng)燃料、加速推進(jìn)煤炭供給側(cè)改革、現(xiàn)代煤化工自主創(chuàng)新更加活躍。

二、脫硫技術(shù)綠色發(fā)展

如脫硫效率較低，不能保證出口硫化氫含量達(dá)標(biāo)、脫硫液的堿度控制不住，下降比較嚴(yán)重、設(shè)備及管道腐蝕嚴(yán)重、填料堵塞，塔阻力上升較快等。尤其是堵塔問(wèn)題，更是讓企業(yè)深受其苦。特別是改燒高硫煤后，煤氣中的硫化氫含量大幅提高，濕式氧化法脫硫在實(shí)際生產(chǎn)中所暴露的問(wèn)題也越來(lái)越多。這些問(wèn)題的出現(xiàn)，有的已嚴(yán)重制約了企業(yè)的正常生產(chǎn)，給企業(yè)帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)損失。脫硫已成為煤化工產(chǎn)業(yè)鏈上的技術(shù)瓶頸，嚴(yán)重阻礙了行業(yè)的健康快速發(fā)展。脫硫凈化是煤化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，在環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的今天，其重要性更加突出。脫硫工序看似簡(jiǎn)單，但要將其搞好，并達(dá)到預(yù)期目的卻非易事，它涉及到新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的使用和科學(xué)管理理念的落實(shí)等多個(gè)環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。可以說(shuō)，脫硫凈化是煤化工行業(yè)一道世界難題，國(guó)內(nèi)企業(yè)也一直努力攻克脫硫凈化這道難題。濕式氧化法脫高硫工藝新技術(shù)在原技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和升級(jí)。①吸收部分：可將東獅自有的對(duì)沖式管道反應(yīng)技術(shù)、高效霧化技術(shù)、新型QYD傳質(zhì)技術(shù)、塔底吸收技術(shù)及富液增容技術(shù)靈活組合，在脫硫過(guò)程中高效完成H2S的吸收。較傳統(tǒng)工藝，硫容提高了3倍左右，溶液循環(huán)量降低50%以上，設(shè)備投資可減少30%左右，提高了脫硫效果。②再生部分：在4高（高壓、高CO2、高H2S、高凈化度）環(huán)境下，新技術(shù)可有效解決CO2對(duì)脫硫液的影響。同時(shí)，利用高新的閃蒸技術(shù)、富液增容技術(shù)和差壓能量回收技術(shù)，可有效降低電耗，延長(zhǎng)析硫時(shí)間，控制CO2對(duì)再生的影響。該技術(shù)采用了公司近年來(lái)研發(fā)的脫硫?qū)Ｓ煤诵脑O(shè)備，提高了生產(chǎn)操作彈性，不僅提高了脫硫效率，而且從根本上解決了填料塔堵塔問(wèn)題，有效地降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。該技術(shù)于2017年4月曾在某化工有限公司變換氣脫硫裝置設(shè)計(jì)中得到成功應(yīng)用，取得了令人滿意的效果。該工藝整合了1套“投資更低、運(yùn)行費(fèi)用更省、脫硫效率更高、設(shè)計(jì)更優(yōu)”的濕法脫硫新技術(shù)，可為化肥、煤化工、精細(xì)化工等不同領(lǐng)域的用戶提供個(gè)性化、差異化脫硫工藝技術(shù)和全套生產(chǎn)裝備。

總之，該技術(shù)解決了許多脫硫領(lǐng)域的難點(diǎn)問(wèn)題，大大促進(jìn)了脫硫技術(shù)的發(fā)展，將對(duì)我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李萍.淺談脫硫新技術(shù)助力煤化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展.2017.

[2]劉航.探討脫硫新技術(shù)助力煤化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展.2018.