石化催化裂化裝置脫硫工藝探究

1、石化催化裂化裝置脫硫工藝探究摘要：隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，石油加工行業(yè)越 來越重視對(duì)脫硫技術(shù)的研究。本文就石化催化裂化裝置的脫 硫工藝進(jìn)行研究，具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：石化；催化裂化裝置；脫硫工藝；研究前言隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，石油加工行業(yè)越來越 重視對(duì)脫硫技術(shù)的研究，我國的催化裂化裝置也將面臨著煙 氣排放的限制。本文就石化催化裂化裝置的脫硫工藝進(jìn)行研 究。2. 對(duì)原料進(jìn)行處理原料加氫處理是一種有效的s02控制方式，通過降低原 料的硫含量，催化裂化焦炭的硫含量也相應(yīng)降低,煙氣中sox 濃度從而隨之下降，但上述兩個(gè)硫含量之間并非線性關(guān)系， 因?yàn)樽铍y加氫的含硫化合物最容易殘留在焦

2、炭上，因而當(dāng)加 氫脫硫率達(dá)90%時(shí)，煙氣中的sox濃度只減少75%80%、而加 氫脫硫率達(dá)到95%99%時(shí)，煙氣中的sox濃度可降低 94%98%。過去的文獻(xiàn)中曾多次報(bào)導(dǎo)催化裂化原料加氫預(yù)處 理和催化裂化組合工藝的特點(diǎn)和優(yōu)越性，認(rèn)為在改善產(chǎn)品質(zhì) 量、增加輕質(zhì)油收率以及減少大氣污染等方面效益十分顯 著。雖然加氫處理裝置的投資和操作費(fèi)用都很高，但當(dāng)裝置 規(guī)模大和脫硫深度高時(shí)是合算的。3. 氧化還原法氧化還原法即利用克勞斯反應(yīng)將s02和h2s還原成單質(zhì) 硫加以回收利用。其基本原理是利用燃燒過程中不完全燃燒 所產(chǎn)生的co及水煤氣變換反應(yīng)所生成的h2作為還原劑，將 煙道氣中的s02選擇性的直接還原為元素

3、硫，這既能消除煙 道氣中的s02,又能獲得有用的化工產(chǎn)品硫磺4. 再生煙氣處理fcc原料中所含硫的45%55%在反應(yīng)器中以h2s形式存 在，其余35%45%的硫存在于液體產(chǎn)品中、另外的5%" 10%沉 積在待生催化劑的焦炭中。在fcc再生器中，焦炭上的硫約 有90%氧化成s02,其余氧化成s03。再生煙氣處理技術(shù)雖然 可使s02排放減少90%以上.但是投資和操作費(fèi)用較高。煙氣 處理是一種洗滌工藝。煙氣與一種吸附劑反應(yīng)消除迅速。再 生煙氣洗滌工藝現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用，主要有以下幾種工藝。4. 1濕法洗滌(1) edv煙氣脫硫技術(shù)belco公司開發(fā)的edv濕法洗滌技術(shù)3,從1994年開始 工業(yè)

4、應(yīng)用以后，已顯示出其優(yōu)異的操作性和可靠性。edv系統(tǒng) 由洗滌系統(tǒng)和洗滌液處理系統(tǒng)組成，洗滌系統(tǒng)由噴林塔、過 濾器和液滴分離器組成。再生器出來的煙氣進(jìn)入噴林塔，立即被急冷至飽和溫度，而后與含有脫 硫劑的噴射液滴接觸，脫除顆粒物和sox。飽和氣體離開噴林 塔后直接進(jìn)入過濾器，通過飽和、濃縮和過濾除去細(xì)顆粒。 為保證煙氣中沒有液滴，煙氣進(jìn)入液滴分離器。從洗滌系統(tǒng) 排出的洗滌液包括懸浮的細(xì)小顆粒及溶解的亞硫酸鈉和硫 酸鈉。洗滌液處理系統(tǒng)可以將固體懸浮物分離，并且將亞硫 酸鈉氧化為硫酸鈉降低cod值,從而可以進(jìn)入煉廠水處理系 統(tǒng)或直接排放。系統(tǒng)包括一個(gè)澄清池脫除懸浮固體，以及一 個(gè)過濾器。氧化系統(tǒng)為一個(gè)

5、塔，空氣出入塔內(nèi)，將亞硫酸鈉氧 化為硫酸鈉。(2) thiopaq生物法工藝uop公司的開發(fā)的thiopaq生物法可同時(shí)用于脫硫和硫 磺回收，洗滌液再生后可循環(huán)使用，是一種安全、可靠、高效 率、低成本的處理含硫廢液的工藝技術(shù)。該法s02吸收率可 達(dá)99%,顆粒物脫除率大于85% o現(xiàn)在世界上已有20套 thiopaq裝置在造紙、化工、采礦及煉油業(yè)中運(yùn)轉(zhuǎn)。thiopaq 好氧系統(tǒng)與厭氧系統(tǒng)串聯(lián)使用可用于煉油廠fcc裝置煙氣脫 硫。煙氣經(jīng)洗滌塔洗滌后，脫除s02,在碳酸氫鈉洗滌液中生 成亞硫酸鹽，然后進(jìn)入?yún)捬跎锓磻?yīng)器，在還原微生物作用 下，亞硫酸鹽還原為硫化物(用h2作還原劑)。從厭氧生物反應(yīng)器

6、出來的含硫化物的洗滌液，在自身重 力作用下，流入好氧生物反應(yīng)器。在此,硫化物在好氧微生物 作用下轉(zhuǎn)化為硫，再生后的洗滌液循環(huán)回到洗滌塔。該工藝 用于煉廠的煙氣脫硫，煙氣處理量一般為6000m3/h,其s02含 量為0. 07% (摩爾分?jǐn)?shù)),s02脫除率為98%左右。(3) wgs煙氣脫硫技術(shù)exxon公司是最早從事fcc裝置煙氣排放技術(shù)研究的的 公司，典型的工藝為wgs工藝。1974年建成第一套濕式氣體 洗滌系統(tǒng)，到1999年，已建成15套。煙氣量處理最大的為 1290dam3/h,可達(dá)到94%97%的脫硫率。該工藝由兩個(gè)主要 部分組成：濕式氣體洗滌器(wgs)和凈化處理單元(ptu) o煙

7、 氣首先進(jìn)入w g s洗滌器，并在其中脫除顆粒和sox。wgs主 要包括一個(gè)文丘里管和一個(gè)分離塔。堿性液體與煙氣同向進(jìn) 入文丘里管，洗滌液體在縮徑段的壁上形成一層薄膜，然后 在咽喉段的入口處被分割成液滴，由于相對(duì)速度差的存在, 氣體與液滴間發(fā)生慣性碰撞，顆粒在咽喉段被捕捉,sox在咽 喉段和擴(kuò)徑段被脫除。液體和堿性物(如naoh)直接進(jìn)入分離 塔，洗滌液在分離塔中初步凈化，以保持系統(tǒng)中固體和溶解 鹽的濃度平衡，而后循環(huán)使用，其中部分進(jìn)入ptu進(jìn)一步處理,將化學(xué)需氧量和懸浮物降到合理的水平。(4) ep-absorber 技術(shù)lurgi公司的ep-absorber是一個(gè)帶有濕式靜電除塵器(wes

8、p)的逆流式堿性吸收器，可用于控制來自f c c u的s 02、粉塵和酸霧。具有壓降低，能控制硫酸排放，氣流通道暢通, 適用于寒冷氣候操作的獨(dú)有填料設(shè)計(jì)，與fccu和lstk裝置 相匹配的力學(xué)設(shè)計(jì)特征等優(yōu)點(diǎn)。該吸收器能達(dá)到99%的脫硫 率，并能部分去除來自fccu的催化劑粉塵。該吸收器的洗滌 段裝有四排噴頭，下面三排正反向雙向噴淋，上面一排向下 噴淋。正向噴淋有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，與氣流同向時(shí)能使壓降最小化； 與附近噴頭的反向流碰撞時(shí)能產(chǎn)生二次噴淋。吸收器濕式靜 電除塵器的正上方有一個(gè)裝有填料的容器。4.2干法和半干法洗滌干法工藝使用一種干粉作吸收劑，而半干法工藝使用一 種濕的吸收劑但做成一種干粉來用。

9、例如，噴霧干燥使用一 種細(xì)的霧狀石灰或蘇打粉生產(chǎn)一種干的sox的吸收劑。這種 吸收劑在一個(gè)顆?；厥障到y(tǒng)如一個(gè)布袋過濾器中被捕獲，同 時(shí)在水氣中被捕獲的還有其它顆粒。干法和半干法工藝包括: 使用石灰或蘇打粉的噴霧干燥，循環(huán)流化床和化學(xué)堿及天然 堿干燥吸收劑。干法和半干法工藝優(yōu)點(diǎn)是不降低排氣溫度， 擴(kuò)散效果好，沒有水污染處理問題。缺點(diǎn)是其吸附反應(yīng)僅在 固體表面進(jìn)行，而內(nèi)部反應(yīng)時(shí)間長，要求具備大型吸附塔，并 需要大量吸附劑。4. 3濕煙氣制硫酸工藝haldortopse a/s公司的濕氣催化氧化制硫酸工藝(wsa) 是一個(gè)獨(dú)特的工藝，用于從含s02的煉油廠尾氣或有色金屬 礦焙燒爐煙氣中回收硫。wsa

10、工藝可以用來從fcc再生煙氣 中除去sox,并生產(chǎn)商業(yè)級(jí)(質(zhì)量分?jǐn)?shù)93 0%98 5%)的濃硫 酸。5. 使用硫轉(zhuǎn)移劑采用sox轉(zhuǎn)移劑是一種利用催化劑在線控制sox排放的 很有希望的技術(shù)。當(dāng)原料的硫含量不很高時(shí)，即使sox轉(zhuǎn)移 劑的價(jià)格是傳統(tǒng)催化劑的3倍，催化法控制sox也顯示出其 經(jīng)濟(jì)性。該工藝增加的費(fèi)用比傳統(tǒng)的再生煙氣洗滌法的操作 費(fèi)用低，并且節(jié)約投資。s02轉(zhuǎn)移劑將s02氧化成s03后再生成硫酸鹽。硫酸鹽 在再生器必須是穩(wěn)定的，而且在反應(yīng)器中能以硫化氫的形式 將硫釋放出來。sox轉(zhuǎn)移劑必須能在fcc的條件下操作，而不 降低裂化催化劑的性能。sox轉(zhuǎn)移劑也必須有適宜的物理性 能和化學(xué)性能，

11、并且不改變fcc產(chǎn)品的收率。s02轉(zhuǎn)移劑有兩類：固體金屬鹽助劑和液體金屬鹽助劑。 其中，后者是用噴射的方法將液體金屬鹽浸制到助劑載體 ±o前者則有兩種制備方法：一是將sox轉(zhuǎn)移劑和裂化催化 劑一起制成復(fù)合劑；而更好的方法是將sox轉(zhuǎn)移劑單獨(dú)加入 裝置中。操作人員可通過改變sox轉(zhuǎn)移劑的加入量將sox的 排放控制到要求的水平。fcc催化劑顆粒和sox轉(zhuǎn)移劑顆粒 在相對(duì)密度和篩分組成方面要互相匹配，以適應(yīng)最適宜的流 化床操作條件。6. 結(jié)語總之，加強(qiáng)對(duì)于石化催化裂化裝置的脫硫工藝進(jìn)行探 討，具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，值得深入探討。參考文獻(xiàn)：1于洪，李淑杰，王曉南，李耘延.組合脫硫工藝 在重油催化裂化裝置上的應(yīng)用j.煉油與化工， 2010, (03). 2葉慶國，張書圣.酸性廢氣脫硫工藝中 n-甲基二乙醇胺降