主题：【原创】萨索故事（0） -- 橡树村
工艺条件稳定了才好自控的。
要不说国内好多小厂子还是不相信自控呢，弹性太小，不如人控灵活。
那些超级有经验的老师傅，控制起一些东西来，自控比不上呀。
不过体系复杂了就没戏了。
萨索二厂和三厂，基本上是在1984年左右达到设计生产能力的，这算是不错的了。这个时候的油价比较高，虽然从最高时每桶40美元的价位上回落了，但是仍然维持在每桶接近30美元的高位，所以萨索的日子不错。虽然1985年1月南非政府以油价过高为由取消了价格补贴，萨索仍然可以赢利。
但是好日子没过多久。1986年，国际原油交易价格从每桶28美元的价格跌到了每桶8美元，回到第一次石油危机时候的价格了，萨索没有政府补贴就无法生存。1986年10月，在萨索的要求下，南非政府重新开始补贴政策，和原来的补贴水平一样。
南非政府能够同意这样的做法，还是要归根到1984年。当时，南非政府以26.20亿兰特的价格出售了萨索二厂50%的股份，同时允诺当油价不好的时候，政府给与补贴。
油价是个无法预测的东西，1987年中，油价涨到了每桶17美元，但是到1988年底，油价又回到了每桶10美元。显然，南非政府的这种补贴政策，应补不了这么复杂的变化。
1989年7月，南非政府调整了对萨索的补贴办法，使用低价保护和暴利税的机制。说起来方法挺简单的。当国际油价低于保护价格的时候，由政府进行补贴。而当国际油价高出某个价格的时候，超出的部分，企业需要交纳一部分多余的利润。
1989年实行这个机制的时候，规定的底价是每桶23美元，高价是每桶28.7美元。当原油价格超过28.7美元的时候，萨索需要支付超出的部分的25%。当油价低于23美元的时候，萨索享受政府补贴。这个做法一直执行到南非新政府上台才进行修订。
实际上在这个特殊的历史时期，南非政府对萨索进行补贴也是有利的。当时南非面临着国际制裁，出口受到了很大的限制，关键物资的进口也受到限制。南非极度缺乏外汇，货币贬值迅速，国内通货膨胀非常高，在八十年代，南非的银行拆借利率一直维持在年利率20%以上，房屋贷款利率都曾经达到过30%。通过补贴来维持萨索的运行，可以弥补原油进口不足造成的燃料缺口，也可以节约大量的外汇。如果萨索不存在，恐怕南非的经济状况更加不好。当然，反抗南非种族隔离政策的人们因此就非常不喜欢萨索了。如果没有萨索，恐怕南非种族隔离政府根本坚持不到1994年。
在八十年代初期，由于国际上的石油禁运，南非政府也在考虑其他的合成油项目。这里面，包括现代工艺的页岩油项目，包括一个从煤制造甲醇再合成汽油的项目，还考虑了萨索四厂的可能性。不过由于种种原因，这些项目最终都没有上马。八十年代后期，南非政府看上了天然气液化项目。南非南海岸发现了一个天然气气田，预计储量还不小，于是南非政府就决定在南海岸建设天然气液化项目。这个项目1993年建成，使用的是萨索提供的循环流化床合成技术。这家企业位于南非的风景胜地，花园大道的西端MosselBay附近。企业一开始叫MossGas，是南非政府国有企业，2001年与一些其他国有企业合并，并改名为PetroSA。
Mossel Bay是欧洲人第一次从非洲南端到达印度洋时停靠的地方。这个地方有达伽马的纪念馆。
现在是南非的旅游胜地。
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这个天然气液化的企业不算成功。首先是天然气的储量比预计的少了很多。这个项目的决策比较仓促，具体过程至今不为人所知。天然气气田没有经过详细勘查就开始了化工厂的建设，企业建成不久就发现天然气实际上没有这么多，只能用二十几年，而不是预期的五十年。然后所使用的循环流化床比萨索使用的的要大一些，从萨索使用的日产6500桶放大到日产7500桶，但是可能萨索在转让技术的时候有所保留，很多问题没有交代清楚，所以经历了很多的操作问题。而且萨索在九十年代使用新技术取代了循环流化床技术，这方面的技术支持也差了很多。再加上九十年代后期油品价格不好，所以这家企业建成后，日子非常艰难。
不过虽然最近几年油价高涨，企业也赚了钱，但是由于气源不够，这家企业将在几年以内关闭。
MossGas诞生的时候，没有萨索的机会好。当时南非的种族隔离政策已经放松，国际制裁基本没有了，不再有能源安全问题，所以其他油品公司就不轻易放弃自己的条件。结果这家企业不仅没有自己产品的销售权，连一个萨索那样单独的油泵都没有，只能将产品出售给其他炼油企业，掺混在其它产品里面使用。这家企业生产的超低硫油品，在当时也有点超前。对于0.5%的硫含量都可以上路的国家，低于百万分之一硫含量的超清洁燃料，真的是没有用武之地。
无论如何，这也是世界上第一家进行商业生产的天然气液化企业，日产油达到47000桶。当时世界上还有另外一个天然气液化的企业，是壳牌在马来西亚建的，使用的是壳牌自己的固定床技术，设计生产能力是日产12500桶，还没有达到商业规模。
实际上，一直到2007年萨索在卡塔尔的日产34000桶的天然气液化项目投产，全世界也只有这么两个有点规模的天然气液化的企业。
萨索对这家企业有很多的限制，几乎与原萨索的技术有关的内容，都不允许这家企业进行研发。实际上在最初的几年里，这家企业仅仅是个生产企业，连研发人员都没有。目前这家企业终于有了自己的研发机构，与德国的鲁奇公司（就是50年代向萨索提供全套煤液化技术的公司）和挪威石油公司StatOil一起开发新一代的天然气液化技术，原计划在伊朗进行一个规模不小的天然气液化企业，后来伊朗的政局不明朗，不清楚项目是不是还会进行。
PetroSA的LOGO
Mossgas就位于南非国道N2附近。从开普敦到花园大道的必经之路。
化工厂日出的景色总是很漂亮的
PetroSA与萨索两个厂区的位置
PetroSA厂区的卫星照片
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萨索在八十年代中期开始，在南非政府补贴的政策帮助下，在账面上盈利。但是这个盈利真的不是来自于主产品燃料油，而是来自于高增值的化学品。实际上，无论是萨索一厂，还是在萨索扩建以后的大部分时间里，萨索都在以副产品养主产品。萨索的产品结构非常复杂，所以，单纯从萨所享受的补贴门槛来判断萨索煤液化的成本，是不合适的。
不就是煤液化么？能有什么副产品呢？副产品多了，萨索目前有两百多种产品。
现在我们来介绍一下萨索Secunda厂区使用的工艺，以及主要的副产品。
萨索的全工艺
从煤开始讲起。
萨索厂区的周围就是煤矿，这些煤矿属于萨索所有，虽然也自己向外出售煤炭，但是需要优先向化工厂供应原料。
采掘工作面采掘的煤炭直接在地下就是用传送带输送，一直输送到地面上，存储在萨索液化厂的配煤中心。煤矿本身基本上不积存煤。配煤中心的任务，是将来自各个工作面的不同的煤，搭配使用，得到适合后面气化炉使用的原料。同时还要将大块的煤粉碎到粒径100毫米以下，也要将粒径小于5毫米的煤挑出。这些细煤气化炉本身不能使用，只能作为锅炉用煤。萨索本身有巨大的发电厂使用这些细煤，不过很多时候这些细煤有剩余，就出售给相邻的发电企业。
萨索新厂区一共有80台马克四型固定床鲁奇气化炉，每20个为一组，为同一条生产线供气。固定床鲁奇气化是加压气化，运行在三十公斤以上的压力下。这个气化炉需要使用水蒸气和氧气。水蒸气的来源是发电厂。发电厂得到的蒸汽可以作为气化的原料。氧气呢？来源是空气分离。
萨索拥有目前世界上最大的空气分离群。每个厂区有七台空气分离设备，一共十四台。03年又建成了第十五台空气分离设备，这是目前世界上最大的空分了。萨索使用的是法国液体空气公司提供的空气分离设备，其设备的规模和运行情况，是法液空的骄傲。
空气分离主要是将氮气和氧气分离，但是同时就可以分离出氦、氖、氩、氪等惰性气体。这些当然就可以作为产品出售。
煤炭经过气化以后，剩下的是炉渣。萨索使用的煤的含灰量很高，一般在重量20%-25%，有的能达到38%，所以气化以后会留下大量的炉渣。这些炉渣目前还没有什么用处，就对在萨索液化厂附近。运行二十多年，堆在那里的炉渣有一亿多吨。
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气化么，得到的是粗煤气。这个粗煤气很脏，含有煤里面几乎所有的易挥发成分，还有煤焦油等等。这里面有很多好东西，于是呢，就有必要把这些东西分离出来。都有什么呢？主要有氨，酚类，和焦油。
氨可以分离出来，这可是化肥的原料，还可以进一步作成硝酸盐，制成炸药，这后面有一系列的产品。酚也有很多，主要是苯酚和甲酚等等，也都是重要的化工原料。萨索的苯酚产量可能在世界上是前几名的。焦油呢？这和炼焦得到的焦油比较象，除了提取一些有价值的产品，还可以生产沥青，焦炭。这个焦炭的品质也是非常优秀的。
经过初步净化的合成气，里面仍然含有大量的甲烷、二氧化碳、硫化氢。二氧化碳和硫化氢通过一个叫做低温甲醇洗的物理过程，在低温情况下被甲醇溶解。甲醇然后再升温，就分别释放二氧化碳和硫化氢。二氧化碳目前没有任何用处，直接排放。硫化氢呢，通过一个叫做克劳斯氧化的工艺，以硫的形式回收。硫也是非常有用的化工产品，可以生产硫酸等等，也是一系列产品。
看看，这还没开始合成呢，就已经有一大堆产品了。
合成也不仅仅是费托合成。还记得我们提到过一个水煤气变换反应吗？在萨索使用的反应条件下，费托反应的同时也有水煤气变换反应。你看，费托合成的产物里面有水，水和合成气里面的一氧化碳，就可以形成水煤气变换反应，这样就生产出大量的二氧化碳。这个二氧化碳也是没用的，在后面需要分离，然后排放。
萨索使用的催化剂，除了可以催化费托合成，催化水煤气变换反应，还可以催化生成甲醇的反应。其实还不止这个反应，除了甲醇，还可以生成乙醇，丙醇，甚至丁醇。生成了醇呢，还能继续氧化，生成醋酸、丙酮等等等等。这些又是一大系列。这些含氧的分析基本上都可以溶解在水里面，所以呢，费托合成后得到的气体产物，冷却以后，就可以把水相分出来。水相里面，就可以回收上面讲的一大堆什么醇、酮、酸。
气体冷却以后还可以把液体的油分离出来。看看，讲了半天，都忘了我们是要生产油的了。得到的这个油，有部分的柴油组分，大部分是石脑油组分，就是生产汽油的原料。这后面就是和石油化工没有太大区别的炼油工段了，什么催化重整拉之类的都在这里。这里面是我们主要的燃料产品，都有什么呢？有汽油，柴油，液化石油气，航空燃料（对了，从约翰内斯堡国际机场起飞的飞机很多使用的可是合成的航空燃料），还有丙烷，丁烷，燃料油，照明用石蜡等等。
信不信由你，香水里面也有萨索的产品
今天的萨索一厂，摄于06年10月
萨索Secunda厂区。现在已经不叫二厂三厂了，新名字叫做西厂东厂。搞的和特务似的。
Secunda厂区
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这里面还有更值钱的东西呢。高分子行业里面特别喜欢小分子的烯烃，特别是双键在端位的烯烃，这种烯烃有特殊的价值。普通的石化工艺，得到的烯烃都不一定是端位烯烃，而萨索合成得到的烯烃，却几乎全是端位烯烃！简直是天上掉馅饼！于是呢，就一定要把端位烯烃分离出来，有什么呢？有用的主要是端位戊烯（碳五），端位己烯（碳六），端位辛烯（碳八）。实际上，萨索的上面这三个产品的产量，占了世界市场的绝大部分，以至于萨索直接合成得到的产品不够用的，还需要另外建设从小分子寡聚（就是聚合程度很低的聚合反应。不知道什么是聚合反应？聚合反应就是很多小分子凑在一起拼成很大的分子的反应）生产端位辛烯的设备。这些产品的价格，可是油的价格的好几倍！
萨索的端位烯烃车间
1-辛烯车间
其实费托合成的主产品副产品里面，油是最不值钱的东西了。
还没说完呢。
气体在常温下冷却，把油和水相分离了。气体呢？里面有没有好东西？
当然有了。
乙烯，丙烯，都是合成塑料的基础原料，是基础化工原料，后面可以生成一大堆产品。所以，就需要分离出来，后面就形成了一大系列产品。烷烃呢？烷烃没用，但是烷烃可以裂解得到烯烃，所以，就有了烷烃裂解工艺。
看看我们还剩下了什么，甲烷，还有没反应完的合成气。这个东西也是好东西，这是城市煤气，可以烧饭。在2004年之前，约翰内斯堡使用的就是这个煤气。不过呢，现在也改成天然气了，煤气就不用了。
那么煤气怎么办呢？其实给城市供气只是很小的一部分，真正有用的，是要把剩下的甲烷重新变成合成气，接着去反应！这个工艺，叫做甲烷水蒸气重整。
你看看这个工艺有多热闹：
煤气的温度是800度。净化的时候温度是零下40度。净化以后的反应是340度。反应以后需要逐级降温，最后降到把乙烯液化的温度零下一百多度。然后剩下的甲烷在将近一千度的温度下重整。温度忽高忽低的，不知道在里面循环的分子原子们有没有意见。要不说很多人都觉得这个工艺是疯了呢。
不过，这样的工艺，是典型的以化学品养燃油的工艺，是一个非常优秀的不同工艺整合的例子，很值得目前国内的煤化工园区借鉴。在八十年代那个环境下，应该还是合理的。不过到了现在，很少有人喜欢这个工艺了。不过听说萨索要把这个卖给中国？
萨索扩建以后，萨索一厂的循环流化床就不再使用了。萨索一厂使用了不同的工艺，也就有不同的副产品。大体上差不太多，主要区别在于一厂的产物重组分比较多。这样，由于轻组分很少，乙烯丙烯还不值得分离出来，但是把碳四拿了出来，制备正丁醇，以及丙烯酸，也都是值钱的东西。得到的重组分，蜡含量较高，蜡可以经过裂解得到柴油，但是也可以经过精加工，得到很多特殊化学品，特别是润滑油等等。萨索是一些特殊用途的润滑油的唯一生产商。
Secunda厂区。画面下面的是化工的水处理。
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指点一下？
萨索的污染情况如何呢？这方面我的资料不多，只能泛泛而谈。
化工厂么，难免的，总要有污染。而且呢，现在大家都流行反对大企业，萨索的污染问题就成了大问题。这不，都有一个网站专门纪录萨索的环境和安全纪录：
在设计的时候，萨索基本上是考虑到了当时的环保要求的。化工厂完全不排放污染物是不可能的，但是一般各个政府对于什么可以排放，可以排放多少，如何排放都有比较详细的要求。设计化工厂的时候，只要符合这些要求就可以了。
单纯从工艺来讲，萨索本身的主要排放物有气体、液体和固体三大类。
固体主要的来源就是气化的废渣。这是个麻烦。萨索Secunda厂区建成25年，已经产生了一亿多吨废渣。这个东西虽然说是从地底下出来的，堆放在那里，向地下的渗漏还算不上污染，但是上亿吨的粉末在那里，起风的时候，也是颇为壮观。这个问题的确麻烦。其他的固体废料来源包括其他下游工艺的废料，特别是一些用过的催化剂。萨索目前排放的有害废料是每年27万吨，无害废料113万吨。萨索目前有一些计划尽可能的少排放有害废料，同时对有价值的无害废料进行利用。
气体呢，主要就是二氧化碳。萨索的工艺尾气是通过火炬燃烧掉的，有毒的气体排放正常情况下是没有的，但是二氧化碳是个没有办法的事情。
萨索是世界上最大的单点二氧化碳排放源，萨索的化工厂加上发电站加在一起，每年需要排放的二氧化碳至少是3000万吨。这可不是一个小数字。在原来二氧化碳不成为问题的时候，这倒没什么问题，但是现在温室气体的问题这么尖锐，萨索也就不得不想办法回收利用这些二氧化碳了。其实萨索排放的二氧化碳纯度非常好，不回收真的是很可惜。萨索目前有计划到2015年将二氧化碳排放降低到2005年水平的90%，就是减排10%。
萨索目前从莫桑比克引入了天然气，这可以在很大程度上降低二氧化碳的排放。
萨索用水来自周围的河流，但是尽可能不向水系回排污水。这个是在设计的时候就提出的要求。萨索的污水经过处理以后，要回收使用，最终没有回收价值的，有机物质要焚烧，水主要是以蒸汽的形式排放到大气中的。萨索用水量是每年在1.6亿立方，排放大约在每年4000万方，都是处理以后的。最近几年萨索又在废水处理上增加了投入，减少水的消耗和排放。但是废水处理的时候，一些有机物会向地下渗漏，导致污染地下水，这也是麻烦。
对于生物多样性，萨索也有一些做法。比如化工厂周围的地面就养着一些野生动物，一些煤矿的地面部分，对塌陷进行处理，也是适合放牧的。
不过反对声音仍然很多。
化工厂难免有事故，特别是这么个复杂的庞然大物。一有事故，倒不一定有什么人员伤亡，但是一些不应该排放的东西就会偶尔跑出来，这些是真的麻烦。萨索历史上出过几次恶性的事故，导致了环境灾难。
再有就是排放的废气对于下游的污染。有一些对于萨索不利的研究，说一些排放物，特别是下游工段的一些排放物，会影响居民健康之类的。特别是萨索的下游，是当年种族隔离政府兴建的黑人区。化工厂下游总是污染的重灾区，在这里兴建居民区，就不得不让人觉得有迫害嫌疑了，自然又是萨索支持种族隔离的罪证。（当年兰州炼油厂建设的时候非要建到兰州市的上风头，不知道有什么背景）
南非的环保方面的法规不是很严，所以萨索虽然按照当地法律没有环境问题，但是仍然遭人诟病。恐怕这个趋势随着人们的环保意识越来越强，只会有增无减。这恐怕是所有的大型化工企业都要面临的问题。
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被大懒虫一号误导了
有一个算运气的了。
嘿嘿，要耐心，还有，花献得不够多