炼油厂每时每刻都在向大气排放大量废气,假如其中含有有害成分,那就会污染环境,危及人们的身体健康。现在,保护环境是事关国家可持续发展的大计,决不能漠然处之。所以炼油厂的废气一定要经过处理后才能排放。
我国国产原油中的含硫量大多不到1%,而近年来进口中东地区含硫原油日益增多,其中有的含硫量高达4%。然而,从保护环境出发,却要求石油产品中的含硫量越少越好,像汽油的质量标准中甚至趋向于完全不含硫。因而,在炼油厂中就必须用加氢精制等方法把油品中的的硫脱掉。脱硫以后,油品是符合环保要求了,可是硫都变成了硫化氢进入了炼厂废气。硫化氢是一种毒性很大的气体,并且恶臭(类似臭鸡蛋味)难闻。假如对废气不加处理,直接把这种又臭又毒的气体排入大气,那就会严重污染环境。
硫化氢是带有酸性的化合物,很容易想到用碱性的化合物与它中和便可以除去。最常见的碱是氢氧化钠,它和硫化氢反应可以生成硫化钠,但是氢氧化钠无法再回收使用。因而,在炼油厂采用的是一种有机的碱性化合物叫做乙醇胺,它在较低的温度和较高的压力下可以吸收硫化氢,而当温度升高、压力降低时,它又会放出硫化氢,可以周而复始循环使用。处理后的炼厂废气基本不含硫化氢,这样便可通过比较高的烟囱排入大气。
用上述方法把硫化氢从废气中分离出来后,得到的是浓度很高的硫化氢,那就更加不能排放了,必须另辟蹊径。大家都知道硫磺是很有用的,它是制造重要化工原料—硫酸的原料,假如能从硫化氢中提出硫磺来,那就岂不化害为利了吗?这方面,一个名叫克劳斯的英国人在1883年就发明一种很巧妙的方法,这个以他名字命名的克劳斯法一直沿用到现在。克劳斯法的基本思路是将硫化氢和不足量的空气同时通入燃烧炉进行部分燃烧生成二氧化硫;而后,燃烧生成的二氧化硫和没有燃烧的硫化氢一起进入催化转化器。二氧化硫中的硫是处于氧化状态的,而硫化氢中的硫则是处于还原状态的,在转化器里两者相互反应都变为硫磺。转化器出口的温度约为300℃,在这个温度下硫磺呈液态,它可以流到一个容器中去收集起来,冷却后便是浅黄色的固体硫磺,这样也就变废为宝了。
气体脱硫示意图