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高硫煤炼油的环保商机
2009-02-20 10:08:34
叶奕森（前中国能源研究会教授级高工）
目前，我国原油使用量的一半需要依赖进口，与此同时，我国高硫煤储量虽然丰富，遍及各地的矿藏有些至今仍封闭，却仍存在煤资源使用不合理及使用过程中产生大量SO2污染等问题。从长期来看，我国经济的持续高速发展将使我国能源的使用量居高不下，能源安全的重要性日益凸显。
作为一种新技术，“高硫煤炼油和回收硫的方法”（专利号200610103763.4，总第1090公报第219页，专利作者为本文作者）为人们提供了一条“油价高、煤价低”背景下解决油荒问题的新途径。目前国内煤化工项目大多集中在内蒙古自治区黄河流域周边，而当地主要产含硫量为0.5％的低硫煤，价格高（2008年10月20日哈尔滨到站煤价为536元/吨），且黄河流域周边普遍缺水，存在影响下游水质的环境隐患。而高硫煤作为煤炼油的原料则有其独特的优势。首先，高硫煤价格只有低硫煤的六分之一（2007年我国高硫煤价格在80元/吨以下），具有市场竞争优势；同时高硫煤炼油提高了工厂的生产效率，可充分发挥氢化时造油同时脱硫的优势，降低了设备投资与运行成本。
对于高硫煤炼油，由于内蒙古地区煤含硫量低，采用直接法时使用当地煤为原料受到限制，故有专家推荐电选法。电选法结合“高硫煤炼油和回收硫的方法”这项技术，可根据各地不同的情况，综合利用各种选出的组成。如高硫、高灰分煤可供间接法炼油；中低硫（含硫量0.5～1.5％）、低灰分煤供直接法炼油，其副产品炭黑可气化制氢及在氢化流程中统一使用。
当务之急是要有以一家企业为主，来组成直接法、间接法、电选等建设程序，走环评、小试、中试的建设道路。
据文献，国外用含硫量为4.6％的高硫煤炼油项目有小试三年、中试10吨煤/天，才有投料1000吨煤/小时示意图设计的经验，其主要工艺及技术要点如下：
1）地表水流失污染处理：由于雨水沥滤液含有煤屑、硫铁矿、亚硫酸铁、硫酸等物质，在收集后需用石灰或石灰石中和，再曝气使亚硫酸铁氧化。
2）煤炭烘干：含水率大于3％的煤通过热风提升，干燥与粉碎同时进行。煤屑经过分级机，粒径过大的返回磨机，粒径合格的进入旋风分离器，尾气经袋式除尘器处理后排放。共有12,500gph水释出，水蒸汽可作为资源回收利用。
3）氢化反应器：直接氢化是通过气体与煤浆在湍流式固定床中，通过控制催化剂、温度、压力，经短暂接触后高硫煤转化为液态烃，用离心机分离出部分油制品，其他油混合煤返回。硫化氢、氨和水在气体脱出器中与未反应的煤及矿物质脱硫成为酸水，余煤经气化造氢返回。以煤含氧量10％、油含氧量3％计算，约产生18,000gph水，加上反应器淋刷水共276,000gph。
4）裂解反应器：反应器必须用淋洗水除去生成的亚硫酸铵、沥青及混入的杂质，通过离心机后将产生6,000吨固体，同时产生62,500gph水，与反应器淋刷水一起处理。沥青气化后用常规水煤气转化法产生CO及H2。
5）克劳斯反应器：集中了有机胺、酸水、裂解及制氢固体物，在反应器内产生硫磺。3～4套催化器用废热炉回收热量，转化率在98％以上。煤含硫量4％、油含硫量0.5％时，制氢排灰含硫量可不计，同时产生5,500gph水。外排污水中含有一定量的硫化物。
据报载，我国第一套工业化直接法煤炼油已经投产，目前国家决定引进间接法煤炼油，因其技术比较成熟。对于“高硫煤炼油和回收硫的方法”这一技术有条件投入中试并进一步应用推广有着良好的时机，相信该技术的应用可以为缓解国内能源紧缺的形势、满足内需做出一份贡献。
注：如需获取该技术的更多资料（英文资料），可与本文作者联系。
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