脫硫新技術助力煤化工產業綠色發展

包宏偉

摘 要：我國很多煤化工企業生產環節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。隨著企業生產規模的不斷擴大及國家對環保要求的不斷提高，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際生產中存在一些問題。

關鍵詞：脫硫新技術;煤化工產業;綠色發展;

利用高新技術和差壓能量回收技術，可有效降低電耗，延長析硫時間，控制CO2對再生的影響。該技術采用了東獅近年來研發的脫硫專用核心設備，提高了生產操作彈性。

一、現代煤化工行業概況

目前我國國民經濟已由高速增長階段轉向供給側高質量發展階段，正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的關鍵期。現代煤化工需科學規劃、慎重決策、穩步推進，該行業由“十二五”期間的產業化初級階段邁入“十三五”產業化升級示范階段。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行，其技術進步和產業化均走在世界前列。煤化工行業堅持貫徹實施創新驅動戰略，轉型升級步伐加快，運行情況有所改善，行業集中度有所提高并向高質量發展邁出堅實步伐，關鍵技術水平已居世界領先地位，示范項目運行水平不斷提升，自主技術裝備水平大幅提高，培養了一批骨干企業和人才隊伍，促進了資源地區經濟轉型發展。截止2018年年底，我國現代煤化工行業發展已初具規模，已建和在建的現代煤化工項目多達74處，其中煤制天然氣產能增幅（39.18%）最大。我國現代煤化工多個大型項目陸續投產，產能、產量集中釋放，運行負荷穩步提高。其中經過多年技術探索的煤化工項目運行負荷普遍較高：煤制油項目生產負荷在80%～110%;煤制天然氣項目除新疆新天項目投產初期運行負荷偏低外，整體生產負荷在80%～105%（單套裝置）;煤制烯烴生產負荷在90%～115%;煤制乙二醇生產負荷在60%～95%。

國家發布的最新現代煤化工政策允許煤炭資源調入地在條件合適的情況下發展煤化工。目前，已初具規模的煤化工基地主要有內蒙古自治區、陜西省、寧夏自治區、新疆自治區、山西省、云南省及貴州省等。水資源是現代煤化工行業發展的重要制約因素，由于地理、氣候等客觀因素，我國水資源分布嚴重不均，煤炭資源和水資源呈逆向分布。我國的煤炭資源主要集中在西北和華北地區，而水資源的分布卻恰恰相反，即水資源主要集中在我國的東部和南部。作為煤化工發展主體的新疆、內蒙古自治區，其水煤比僅為1∶22、1∶30。未來在西北地區發展煤化工，發展瓶頸主要是水資源和環境容量。在全面綜合考慮水資源、環境承載力以及下游產品的長期市場需求后，才可適度發展煤化工。2014年下半年布倫特原油價格暴跌至（25～55）美元/桶，2016年～2017年底布倫特原油低位運行在（45～65）美元/桶。由于投資及成本構成的差異，低油價對現代煤化工發展的負面影響尤甚，造成煤化工項目經營困難，個別產品失去了與石油化工的競爭優勢。同時，相比于昔日“逢煤必化”的發展沖動，如今煤化工行業已顯得更為冷靜和理性，行業發展冷熱不均。根據上市公司年報所列的煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴和煤制乙二醇4個產品的運行情況，

近年來中國大宗商品價格上漲，其中包括煤炭和原油，但原油依然處于較低價位狀態下運行，且煤制油相關產品一直按照國家規定繳納消費稅，煤制油企業要實現盈利已實屬不易。由于原油價格的上漲引導聚烯烴價格提升，內蒙古某煤制烯烴項目2017年相比于2016年利潤增加了1.34億元，說明煤制烯烴項目在目前條件下具有一定的市場競爭力。相比煤制油、煤制烯烴產品，煤制天然氣由于入網氣價較低、開工率不足、成本倒掛，企業生產積極性不高;目前除匯能煤制天然氣之外，其余項目均處于虧損狀態。在石油價格上漲的背景下，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（除新疆項目因運輸距離問題）產品銷售單價在7 000元/t以上。隨著煤制乙二醇利潤的凸顯，且煤制油、煤制天然氣項目長期處于虧損線以下的情況下，目前許多已批復的煤制天然氣項目開始研究轉變產品方向生產乙二醇，此一窩蜂似的盲目建設必將造成市場供大于求的局面，且會對項目周邊環境造成較大的風險隱患。因而以煤為主體的能源結構將長期存在。產業自身技術的革新、清潔燃料替代速度加快以及煤炭供給側改革的加快推進為現代煤化工帶來了新的發展機遇。但煤化工行業目前屬于升級示范階段，區域性對大氣及水污染依然是行業最為突出的環境問題，同時生產工藝和環保技術有待完善，系統集成水平和污染控制技術有待提升，生產穩定性和經濟性有待驗證，示范項目建設秩序有待規范，企業運營管理水平有待提高，行業標準和產業支撐體系有待健全。總之挑戰與機遇并存。挑戰主要體現在：生態環境和資源約束強化、能源化工市場競爭加劇、技術競爭日益激烈;非常規油氣（如頁巖氣）、電動汽車、可再生能源等技術進步十分迅速，若其率先實現重大革命性突破，將壓縮現代煤化工行業的發展空間。機遇主要體現在清潔燃料加快替代傳統燃料、加速推進煤炭供給側改革、現代煤化工自主創新更加活躍。

二、脫硫技術綠色發展

如脫硫效率較低，不能保證出口硫化氫含量達標、脫硫液的堿度控制不住，下降比較嚴重、設備及管道腐蝕嚴重、填料堵塞，塔阻力上升較快等。尤其是堵塔問題，更是讓企業深受其苦。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際生產中所暴露的問題也越來越多。這些問題的出現，有的已嚴重制約了企業的正常生產，給企業帶來了較大的經濟損失。脫硫已成為煤化工產業鏈上的技術瓶頸，嚴重阻礙了行業的健康快速發展。脫硫凈化是煤化工產業生產過程中的關鍵步驟，在環保要求日趨嚴格的今天，其重要性更加突出。脫硫工序看似簡單，但要將其搞好，并達到預期目的卻非易事，它涉及到新技術、新工藝、新材料、新設備的使用和科學管理理念的落實等多個環節，是一項系統工程。可以說，脫硫凈化是煤化工行業一道世界難題，國內企業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在原技術基礎上進行了優化和升級。①吸收部分：可將東獅自有的對沖式管道反應技術、高效霧化技術、新型QYD傳質技術、塔底吸收技術及富液增容技術靈活組合，在脫硫過程中高效完成H2S的吸收。較傳統工藝，硫容提高了3倍左右，溶液循環量降低50%以上，設備投資可減少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）環境下，新技術可有效解決CO2對脫硫液的影響。同時，利用高新的閃蒸技術、富液增容技術和差壓能量回收技術，可有效降低電耗，延長析硫時間，控制CO2對再生的影響。該技術采用了公司近年來研發的脫硫專用核心設備，提高了生產操作彈性，不僅提高了脫硫效率，而且從根本上解決了填料塔堵塔問題，有效地降低了生產運行成本。該技術于2017年4月曾在某化工有限公司變換氣脫硫裝置設計中得到成功應用，取得了令人滿意的效果。該工藝整合了1套“投資更低、運行費用更省、脫硫效率更高、設計更優”的濕法脫硫新技術，可為化肥、煤化工、精細化工等不同領域的用戶提供個性化、差異化脫硫工藝技術和全套生產裝備。

總之，該技術解決了許多脫硫領域的難點問題，大大促進了脫硫技術的發展，將對我國煤化工產業綠色發展起到重要的推動作用。

參考文獻：

[1]李萍.淺談脫硫新技術助力煤化工產業綠色發展.2017.

[2]劉航.探討脫硫新技術助力煤化工產業綠色發展.2018.