江善睿(中國石油錦州石化公司三催化車間 錦州 121001)
陳雪雷(中國石油大慶油田房地產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司工程管理部 大慶 163453)
隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,SOX的排放總量正在不斷增加,導(dǎo)致了酸雨污染區(qū)域持續(xù)擴(kuò)大,對(duì)人類生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來嚴(yán)重的影響和破壞?!笆濉逼陂g,國家節(jié)能減排工作持續(xù)推進(jìn),催化裂化煙氣污染治理被提上議程,2014年5月,發(fā)改委、能源局和環(huán)保部三部門聯(lián)合發(fā)布《能源行業(yè)加強(qiáng)大氣污染防治工作方案》,要求所有石化企業(yè)催化裂化裝置都要安裝脫硫設(shè)施,催化裂化煙氣脫硫建設(shè)投用已經(jīng)刻不容緩。
催化裂化是石油二次加工的重要工藝,是煉廠經(jīng)濟(jì)效益的主要來源。據(jù)統(tǒng)計(jì),通過催化裂化工藝生產(chǎn)的汽油約占全國汽油商品的70%,柴油占30%,液化氣則占煉廠液化氣總量的90%以上[1]。同時(shí),煉廠煙氣排放的SOX占硫氧化物排放總量的6%-7%,其中催化裂化裝置再生煙氣就占據(jù)5%左右。此外,催化裂化再生煙氣中還含有固體顆粒:催化劑粉塵,酸霧:SO2/H2SO4以及酸性氣體 NOX等[2]。
(1)非資源脫硫工藝。典型的工業(yè)化非資源脫硫代表性工藝是ED V技術(shù),該技術(shù)使用堿性洗滌劑,但在脫除SOX過程中會(huì)消耗較多洗滌劑,產(chǎn)生大量廢水。
(2)可資源脫硫工藝。典型的工業(yè)化可資源脫硫代表工藝有LABSORB工藝和CANSOLV工藝,它們分別以無機(jī)緩沖液和有機(jī)緩沖液作為洗滌劑,通過洗滌劑的再生和循環(huán),實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本,減少廢水排放。
目前,國外一些先進(jìn)脫硫技術(shù)的可行性研究理論及模型被國內(nèi)的學(xué)者吸收引進(jìn),在催化裂化再生煙氣脫硫項(xiàng)目上予以成功應(yīng)用,洛陽石油化工工程公司結(jié)合國內(nèi)煉油企業(yè)的實(shí)際情況,自行研究開發(fā)了RASOC(可再生濕法煙氣脫硫技術(shù))。該工藝采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LA S吸收劑,有吸附容量大、蒸發(fā)損失小、再生效果好、廢物產(chǎn)生少等特點(diǎn)[3]。
常用煙氣脫硫技術(shù)按脫硫方式和產(chǎn)物的處理形式不同,可劃分為濕法、干法、半干三類。濕法脫硫技術(shù)已成功應(yīng)用在控制催化裂化再生煙氣中硫氧化物和顆粒物的排放[4]。濕法煙氣脫硫技術(shù)既可以脫除煙氣中大部分SOX,也可以脫除粉塵,是一種比較先進(jìn)的催化煙氣凈化技術(shù),并且對(duì)于未來裝置能力變化、進(jìn)料變化或者更加嚴(yán)格的降低排放限制具有更大的靈活性,本文概述濕法脫硫幾種代表性工藝。
該工藝包括濕法煙氣凈化處理裝置和煙氣洗滌裝置(WGSR)兩部分。WGSR主要包括文丘里管和分離塔。煙氣與洗滌劑同向進(jìn)入到文丘里管,洗滌液體在縮徑段內(nèi)壁形成一層液相薄膜,在咽喉段的入口處被分割成許多小液滴,由于存在相對(duì)速度差,煙氣與小液滴發(fā)生慣性碰撞,催化劑的固體顆粒便在文丘里管咽喉段被成功捕捉,而SOX在文丘里管咽喉段和擴(kuò)徑段被吸收,生成亞硫酸鈉及硫酸鈉。氣液混合物進(jìn)入分離塔中,實(shí)現(xiàn)清潔氣體與洗滌劑的分離。
EDV濕法洗滌系統(tǒng)由美國貝爾格技術(shù)公司開發(fā),主要有液滴分離器、過濾器和噴射塔三部分組成。當(dāng)煙氣進(jìn)入噴射塔后,在急冷區(qū)降溫,達(dá)到飽和溫度,除去煙氣中較大的煙塵顆粒,隨后煙氣與專用噴嘴噴出洗滌劑逆向接觸脫去SO2,接著攜帶部分洗滌液的煙氣通過過濾器和液滴分離器,將微細(xì)顆粒和細(xì)小水珠清除,凈化后的氣體可通過煙囪直接排入大氣[5]。
LABSORB工藝使用一種可再生的非有機(jī)藥劑-磷酸鈉溶液來吸收SO2,磷酸鈉溶液在EDV洗滌器中循環(huán),與SO2反應(yīng)將其脫除,富含SO2的溶液送入LABSORB再生系統(tǒng)再生,通過兩次加熱、分離,冷凝后分離出水分和SO2,不含SO2的貧溶液返回洗滌系統(tǒng)。蒸發(fā)后的水分和SO2再進(jìn)入汽提塔,冷卻后SO2濃度達(dá)到90%送到硫磺回收裝置,汽提塔底排出的貧溶液返回洗滌系統(tǒng)。
RASOC工藝采用了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LAS洗滌劑,該洗滌劑是具有特殊雙胺官能團(tuán)的有機(jī)胺衍生物,具有有吸附容量大、蒸發(fā)損失小、再生效果好、廢物產(chǎn)生少等技術(shù)優(yōu)點(diǎn),尤其是該技術(shù)不產(chǎn)生二次污染物,符合環(huán)保要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)洛陽石油化工工程公司還開發(fā)了與LAS洗滌劑相適應(yīng)的吸收-再生工藝,實(shí)現(xiàn)了脫硫側(cè)線的工業(yè)試驗(yàn)。
綜上所述,我們可以依據(jù)以下幾點(diǎn)原則進(jìn)行催化裂化煙氣脫硫項(xiàng)目的選定:
(1)需要達(dá)到國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。目前,對(duì)于SO2的排放控制日益嚴(yán)格,因此對(duì)于脫硫效率低于 90%的干法及半干法,其應(yīng)用將受到一定限值。
(2)具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。催化裂化裝置煙氣脫硫裝置的投資及運(yùn)行費(fèi)用必須符合企業(yè)實(shí)際情況,使得企業(yè)能夠建得起,用得上,采用可回收法時(shí),則根據(jù)脫硫副產(chǎn)品的銷售情況來確定。
(3)滿足企業(yè)長期使用、運(yùn)行的需求。要充分考慮脫硫項(xiàng)目工藝和設(shè)備的可靠度,尤其在防止腐蝕、結(jié)垢、堵塞等環(huán)節(jié)方面的技術(shù)手段,還要考慮脫硫項(xiàng)目對(duì)催化裂化裝置運(yùn)行狀態(tài)和再生煙氣系統(tǒng)的影響。
[1]張德生.FCC催化裝置煙氣脫硫技術(shù)方案分析[J].中國市場(chǎng),2014(2):31~32.
[2]李雪梅.EDV(R)濕法洗滌煙氣脫硫脫氮技術(shù)在石油煉制行業(yè)中的應(yīng)用[J].科技世界,2013(11):149.
[3]楊秀霞,董家謀.控制催化裂化裝置煙氣中硫化物排放的技術(shù)[J].石化技術(shù),2001,8(2):126~130.
[4]肖文德,吳志泉.二氧化硫脫除與回收[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:18O~181.
[5]楊德祥,余龍紅,吳雷.催化煙氣濕法洗滌脫硫技術(shù)探討[J].石油化工設(shè)計(jì),2008,25(3):1~4.