什么是石油焦?
石油焦是一种富含碳的固体,是在原油提炼以及重质烃等复杂有机分子裂解为更简单、价值更高、更轻质的石油产品的过程中所产生的副产物。
低硫高品质的石油焦广泛应用于金属制造中,而高硫低品质的石油焦因其品质低劣,并且含有诸多污染物,不适用于金属制造。由于其价格低廉,而且热值与煤炭相当,常常用作工业燃料。4
石油焦在未燃烧并储存的情况下一般被视为惰性物质。但燃烧时,石油焦在某种程度上甚至比煤炭更脏,其含硫量较高,通常高于3%,有时甚至高达6.5%或7%,5并且包含多种重金属污染,如汞、砷、铬、镍和镉,在燃烧时还可能会释放二恶英、氯化氢和氟化氢等污染物。
较之于烟煤或天然气,石油焦在燃烧时对气候变化的贡献也更大。每百万英热单位(BTU)高达104.5千克二氧化碳当量,石油焦燃烧排放出的温室气体比煤炭还高11%,几乎是天然气二氧化碳排放的两倍。6但一直以来在计算超重原油(例如加拿大的油砂和委内瑞拉的超重原油,这些原油能产生大量石油焦)对气候变化的贡献时,并未将由石油焦产生的额外的碳排放量考虑在内。7
石油焦对当地空气质量的影响很大,常见污染物包括一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物质和重金属等,具体取决于石油焦原料的化学成分。石油焦在储存期间可能通过悬浮尘埃释放污染物,而在燃烧时则主要通过废气排放造成污染。8
石油焦的生产
原油本身是不可使用的,需要作为原料在炼油厂中被加工成汽油、柴油、航空煤油、润滑油和石蜡等石油产品,残余的渣油则需要经过进一步加工。
原油类型不同,所需要的炼制技术有所差异,最后产生的石油产品结构也不一样。9一般而言,原油越重,炼制后残余的渣油越多。使用焦化装置裂解渣油中的碳氢化合物大分子后,原油越重的渣油将带来更高比例的石油焦(见图1)。根据卡内基石油-气候指数建立的样品油模型,炼化重质原油的石油焦产量的中位数为7%(按体积比);而炼化超重原油的石油焦产量的中位数则高达22%。相比之下,典型的轻质原油和超轻油的精炼厂则不产生石油焦。10
石油焦常被称为“油桶的底部”,是石油炼制过程的最终产物之一,含碳量超过90%,11是所有石油产品中最高的。原油的价值大部分来自更轻的石油产品,例如汽油、航空煤油和柴油。正因如此,重质原油被越来越多的应用于可处理高碳产品的炼焦装置,以生产更轻的石油产品,并随之产