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陈赓良 的个人博客

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必须正确理解国Ⅴ标准柴油总硫排放限值的内涵

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GB17820-2018的制定过程中,有关领导与专家特别强调:国Ⅴ标准已经要求汽柴油中总硫含量降至10mg/kg。据此,按发热量进行折算而得出商品天然气总硫含量应降至8.3mg/m3才能与之相对应的结论;并在该标准附录A的A.2条中明确提出:“中长期的目标是将总硫控制为8mg/m3”,完全否定了GB/T3935.1对标准的定义:“标准是对重复性事物和概念所做的统一规定,它以科学、技术和实践为基础,……”。笔者认为从以下诸多各方面进行综合分析,此结论不能成立!在今后相当长的时间内如无颠覆性的工艺技术突破,此目标不可能实现!

(1)国Ⅴ标准是强制性国家标准“轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)”(GB18352.5-2013)的简称,它大致相当于目前欧洲正在实施的第五阶段(汽车尾气污染物)排放法规。从标题即可看出,国Ⅴ标准是一项(适用于使用点燃式发动机)轻型汽车的尾气排放限值标准;为了达到该标准规定的污染物排放限值,同时还发布了强制性国家标准“车用汽油”(GB17930-2016)和“车用柴油” (GB19147-2016)。由此可见,国Ⅴ标准是涉及汽车制造与石油炼制两大工业的强制性国家标准;就本质而言国Ⅴ标准是上述3个标准组成的族标准其内涵是符合国Ⅴ标准的轻型汽车只有在使用符合国Ⅴ标准油品的前提下,才能全面达到汽车尾气排放的国Ⅴ标准。显然,这与充分利用天然气是矿产资源的自然属性,并结合我国含硫天然气资源实际,以及当前国内外气体净化工艺技术发展水平而制定的商品天然气总硫限值并无内在联系

2中国石油化工集团公司高桥分公司的工业试验证明,在加氢脱硫过程中当汽油的硫含量降到小于10mg/kg时,绝大部分汽油中硫醇含量都降到2.6mg/kg以下;因此,在国Ⅳ油品升级至的国Ⅴ标准的过程中,并未采用任何特殊的工艺来脱除其中的硫醇。同时,虽然国Ⅳ标准油品升级至国Ⅴ标准时,要求将硫含量从50mg/kg降到10mg/kg,但今后再向国Ⅵ标准发展时,总硫含量的限值不再要求进一步降低;因为从加氢脱硫工艺角度此限值已接近极限,难以再进一步降低。综上所述可以看出,国Ⅴ油品总硫含量限值的确定首先是取决于现有(先进)脱硫工艺能达到的极限值,然后再结合考虑可能产生的环境影响。此处,笔者建议大家认真地思考一下,炼油工业的加氢脱硫工艺有其特定的、合理的、可以实现的硫含量限值,而天然气工业的天然气脱有机硫工艺是否同样也有其特定的、合理的、可以实现的(净化气)总硫含量限值呢?为什么后者一定要达到前者的水平(甚至不惜采用明显不符合我国“节约能源法”第三条规定的技术措施来实现)?请大家再仔细斟酌一下:为什么不同工业的、以完全不同工艺生产的两种不同产品,必须达到同样的总硫限值?难道天然气净化工艺就不能有其特定的、合理的、可以实现的总硫含量限值?笔者认为上述这些问题的答案是不言而喻的。

(3)天然气工业的结构与石油工业不同。石油工业分为上游和下游两个领域,石油炼制工业属下游领域,按特定要求开发炼制新产品是该领域的基本任务。随着全球天然气工业的迅速发展,国外从上世纪80年代后期开始即从原油与天然气的物性完全不同出发,将天然气工业逐步由石油工业中分离而形成一个新兴产业领域——中游领域1988年国际标准化组织中央秘书处批准成立天然气标准化技术委员会(ISO/TC193即是一个里程碑式的标志

总体而言,在以勘探和开发为核心的上游领域,原油与天然气有诸多相似之处;而在天然利用方面,目前已经形成了发电、城市燃气和天然气化工等3个自成体系的产业。但天然气从井口采出并经处理与加工后,以气体或液体形态输送至工业和民用用户(或接收站)的过程涉及一系列复杂的工艺技术,并形成相应的产业链即为天然气工业的中游领域。其主要内容包括: 天然气分析测试与气质管理、天然气处理与加工、天然气能量计量以及能量的转换及储运,等等。

   上世纪60年代中期以来,经川渝地区从事天然气处理的三代职工50余年的艰苦奋战,现已形成一系列颇具中国特色的、适合本地区含硫天然气的净化工艺技术,具体情况笔者将撰写专文进行探讨。这里仅提出两点看法供大家参考。

如果将商品气的总硫限值定为8 mg/m3,必须将有机硫化合物的限值降低到

2 mg/m3即使采用分子筛脱水脱硫醇工艺也不能保证净化气达标(参见表1)。


 采用分子筛脱水脱硫醇工艺后,势必放弃最适合川渝地区的净化气TEG脱水工艺,导致设备投资与生产成本大幅度增加,并造成能耗与碳排放量剧增。

   4大力发展天然气工业其本身就是有效改善环境质量的重要举措 20186月在美国华盛顿闭幕的第27届世界天然气大会(WGC)上,与会各国一致肯定了天然气是低碳、清洁、绿色、多元的“三可”(可靠的、可承受的、可持续的) 能源,也是未来发展的主要能源(参见图1)。20188月国务院发布“促进天然气协调稳定发展的若干意见”,再次明确了“天然气是优质高效、绿色清洁的低碳能源”;并力争到2020年底前天然气产量达到2000亿立方米以上。


由于我国当前的国情是能源结构中煤炭的占比达约64%,故大力发展天然气工业以提高清洁、低碳的燃气在能源结构中的占比,实际上就能获得显著的硫减排、碳减排等环境效益。1998年以来,北京市随着“以气代煤”能源政策的实施,2015年天然气用量已经达到145亿立方米,而煤炭年用量则降至1000万吨以下。在此期间,北京市大气中SO2年均浓度从120μg/m3降至10μg/m3,下降了97.5%NO2年均浓度目前虽尚未达标,但也了下降了31.5%

反之,如果在盛产含硫天然气的川渝地区,为不切实际地追求不合理的净化度指标而否定现有的一整套自主开发的、行之有效的净化工艺技术,由此产生的对本地区天然气工业发展的负面影响不可低估!

5)综上所述,可以归纳出以下几点基本认识。

1国Ⅴ标准是一项(适用于使用点燃式发动机)轻型汽车的尾气排放限值(族)标准;而GB17820则是一项产品质量标准,两者并无内在联系。

2在国Ⅳ油品升级至的国Ⅴ标准的过程中,并未采用任何特殊的工艺来脱除其中的硫醇。并明确规定:今后向国标准发展时,总硫含量的限值(10mg/kg)不再要求进一步降低,因为从加氢脱硫工艺角度此限值已接近极限

3.炼油工业与天然气净化工业是两个不同的工业领域。为什么不同工业的、以完全不同工艺生产的两种不同产品,必须达到同样的总硫限值?难道天然气净化工艺就不允许有其特定的、合理的、可以实现的总硫含量限值?

4大力发展天然气工业其本身就是有效改善环境质量的重要举措。如果在盛产含硫天然气的川渝地区,为不切实际地追求不合理的净化度指标而否定现有的一整套自主开发的、行之有效的净化工艺技术,由此产生的对本地区天然气工业发展的负面影响不可低估!











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