探究煉油廠催化裂化裝置煙氣污染物的治理與建議

李德林（中國石油天然氣股份有限公司青海油田分公司格爾木煉油廠，青海 格爾木 816000）

催化裂化為煉油中的二次加工過程，是生產高辛烷值汽油、柴油等油品的必要手段。催化裂化的原料主要為重油，這些油品里有較多的氮、硫、氧等非烴類元素，這些元素會在生產過程中轉移到產品或是廢料當中，也有部分元素會隨著煙氣和粉塵進入到環境中，帶來環境污染。在煉油廠當中，再生煙氣為主要污染源，其中的氮氧化合物物與氧硫化合物會影響設備正常運轉，也會造成嚴重的空氣污染，因此，再生煙氣的處理成為環保工作的重要內容。

1 催化裂化裝置煙氣污染物組成及危害

1.1 CO及其危害

待生催化劑再生時，若焦炭燃燒不充分，煙氣中會產生CO。CO是環境污染的化合物之一，其會侵入人體血液和神經系統，從而給人體帶來較大的傷害。空氣中的CO進入人體血液后，能夠迅速與血紅蛋白結合，從而造成人體缺氧，這也是CO中毒癥狀。

1.2 氧硫化合物及其危害

催化裂化過程中的氧硫化合物多來自于催化劑燒焦中的煙氣，含硫化合物多以H2S形式存在，少部分存在于液體產品當中，剩余部分在待生催化劑中，在高溫的條件下會被氧化成氧硫化合物（90%以上為SO2）。氧硫化合物氣體具有刺激性氣味，排放到大氣中會在一定條件下形成酸雨，并與氮氧化合物反應生成新的物質，并有可能對設備造成損壞。

1.3 氮氧化合物及其危害

催化裂化過程中的氮氧化合物多來自于催化劑原料中的氮化物，堿性氮化物經過裂化分解，沉積在催化劑酸性位，在高溫條件下同氧氣結合成氮氧化合物排放到環境中。和氧硫化合物不同，煙氣中氮氧化合物與原理中總含氮量及含氧量有關。還會受到助催化劑（如Pt）及硫轉移劑等使用及催化劑重金屬等影響。氮氧化合物不但對人體有害，而且還會和烴類氣體作用生成光化學煙霧，破壞臭氧層進而危害環境。氮氧化合物也會對煉化廠設備造成應力腐蝕，設備被腐蝕以后，再生系統會變得脆弱甚至出現裂紋，最終影響設備運行周期。

2 煙氣污染物的治理

2.1 CO的防治

一方面，采取助燃劑。CO存在主要是因為焦炭燃燒不充分。CO助燃劑能夠使再生器密相床層燃燒完全，防止二次燃燒情況出現，減少另外的CO排放，從而減少環境污染。此外，回收燒焦時的熱量，提高再生溫度，降低催化劑含碳量，還能夠提高催化劑活性，減少其循環量及消耗量，提高輕質油回收率，減少焦炭產率，也無需增加設備投資；另一方面，采用CO鍋爐。煉化廠將催化裂化產生的CO廢棄聯合其他廢舊氣體引入到CO鍋爐中，并與輔助燃料（燃料油）燃燒生成CO2，從而減少環境污染。還能回收CO廢氣能量，產生蒸汽。

2.2 氧硫化合物的防治

催化裂化過程中的氧硫化合物多來自于催化劑燒焦中的煙氣，這些氧硫化合物和原料含硫量密切相關，原料硫含量在0.2%以內，經過優化操作，煙氣中的氧硫化合物含量能控制在指標以內。如今我國的煉油廠中，氧硫化合物排放非常普遍。在未來幾年當中，隨著重油裂化及裝置摻煉重油比例的增多，氧硫化合物排放問題會更加惡化。如今的氧硫化合物控制手段包括以下三個方面：原料加氫脫硫、再生煙氣脫硫、硫轉移。

2.3 氮氧化合物防治

正常條件下，原料中會有近50%的氮元素集中在焦炭中，若經過完全再生，焦炭中會有10%左右氮元素轉化為氮氧化合物存在煙氣中，這與原料中含氮量及煙氣中氧含量有關。再生煙氣中的氮氧化合物主要為NO，因此，對氮氧化合物的控制就是對NO的控制，這種控制主要分為三種手段：原料加氫處理、降低氮氧化合物助劑含量、再生煙氣脫硝技術。

3 關于煙氣污染物排放的建議

3.1 污染源控制

從源頭控制污染物，原料經過加氫預處理；選擇高效的催化劑，配以高效旋分器；優化工藝操作，改進催化劑分布器形式，控制過剩含氧量。

3.2 開發高效助劑

借助于國外先進的煙氣污染物技術，開發煉化廠自身的降低煙氣污染的三效助劑，其能夠降低氧氣中一氧化碳、氮氧化合物、氧硫化合物的含量，同時還能夠應用到其他領域當中，降低運營成本。

3.3 開發新型技術

對現有的煙氣處理技術進行優化，開發新的技術，并與助劑組合應用。對于像我單位這樣的煉油廠來說，配合使用助劑能夠有效降低煙氣處理成本，提高企業經濟效益。

4 結語

隨著人們對環境保護問題的重視，節能減排理念開始慢慢深入到每個公民的心中，像本單位煉油廠這樣的催化裂化裝置煙氣排放問題也已經引起了管理層的普遍重視，因此，我們采取必要方法減少煙氣污染物的排放。本文從催化裂化裝置煙氣污染物排放以及治理現狀出發，對煙氣污染物治理過程中的脫硫技術進行了詳細的闡述，并最終給出了相關建議，如控制污染源、開發新型助劑、研究新型技術。

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