催化裂化裝置再生煙氣污染物凈化方案研究

胡化風(fēng)（中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司，陜西咸陽(yáng) 712000）

催化裂化裝置再生煙氣污染物凈化方案研究

胡化風(fēng)（中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司，陜西咸陽(yáng) 712000）

催化裂化反應(yīng)是石油煉制工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在催化裂化裝置的作用下，重質(zhì)油發(fā)生裂化反應(yīng)并生成汽油、柴油等物質(zhì)。由于催化裂化裝置在工藝流程中會(huì)形成大量氧硫化物、氮氧化物，同時(shí)生成的煙氣中個(gè)還有大量可吸入顆粒，對(duì)大氣環(huán)境造成一定的破壞，這一情況隨著石油煉制產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步惡化，出于可持續(xù)發(fā)展的角度，必須對(duì)其進(jìn)行煙氣污染物凈化。本文以下針對(duì)國(guó)內(nèi)催化裂化裝置再生煙氣污染物凈化方案提出合理的建議。

催化裂化；再生煙氣；污染凈化；脫硫處理

1 催化裂化裝置在石油煉制工業(yè)中的重要性

近年來(lái)，由于我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)的蓬勃發(fā)展，對(duì)石油能源的消費(fèi)需求不斷提升，特別是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，大大提高了優(yōu)質(zhì)汽油、柴油的需求量。相對(duì)應(yīng)地，我國(guó)的石油能源儲(chǔ)備并不豐富，大部分油田進(jìn)入了二次采油甚至三次采油階段，優(yōu)質(zhì)原油的數(shù)量越來(lái)越少，面對(duì)大量重質(zhì)油的加工不得不采用催化裂化裝置完成。

石油是一種寶貴的不可再生能源，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的發(fā)展現(xiàn)狀，在短期內(nèi)也沒(méi)有代替石油的有效能源。因此，為了增加石油資源的應(yīng)用效率，大力開(kāi)發(fā)重質(zhì)油煉制工藝是必然的選擇。而單純地從技術(shù)角度而言，催化裂化裝置是不可或缺的部分。

催化裂化裝置中進(jìn)行復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，在高溫、高壓和催化劑的作用下促使長(zhǎng)鏈烴分解，即完成重質(zhì)油向輕質(zhì)油的轉(zhuǎn)化，除了柴油、汽油等常規(guī)物質(zhì)之外，還包括大量的裂化氣。

從技術(shù)應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，催化裂化裝置的操作方式靈活，轉(zhuǎn)化率較高，常規(guī)生產(chǎn)中就可以生成大量高辛烷值汽油、柴油等，不同的工藝也可以滿(mǎn)足不同的實(shí)現(xiàn)更需要，是目前石油煉制技術(shù)中不可替代的設(shè)備。

2 催化裂化裝置再生煙氣污染物凈化方案研究

催化裂化裝置工作中會(huì)生成大量的煙氣，煙氣的構(gòu)成主要是氧硫化物（SOX）、氮氧化物（NOX）等成分，同時(shí)包括大量可吸入顆粒，對(duì)區(qū)域環(huán)境中生態(tài)環(huán)境有很大的破壞作用。一方面是日益緊迫的能源供需要求，一方面是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的要求，為了平衡經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的發(fā)展，必須針對(duì)催化裂化裝置再生煙氣進(jìn)行污染物凈化處理。

2.1 SOX的凈化技術(shù)

在整個(gè)重質(zhì)油煉制工藝中，SOX所占的排放比例約為6%-7%，僅催化裂化裝置所排放的SOX就占到了5%左右。SOX極容易與大氣中的水分子結(jié)合，形成強(qiáng)酸進(jìn)而聚集形成酸雨，對(duì)煉油廠區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境破壞十分嚴(yán)重。在凈化技術(shù)方面，目前主要采用的是重質(zhì)油原有加氫預(yù)處理、煙氣脫硫和濕法煙氣洗滌技術(shù)等。

首先，對(duì)重質(zhì)油進(jìn)行加強(qiáng)預(yù)處理技術(shù)。考慮到催化裂化裝置的原材料供應(yīng)十分廣泛，加氫預(yù)處理技術(shù)實(shí)際上包括了兩個(gè)方面，分別是蠟油加氫預(yù)處理和渣油加氫預(yù)處理，前者是用來(lái)脫除堿性氮，后者則是用來(lái)脫除瀝青、膠質(zhì)、石蠟、重金屬等物質(zhì)。

其次，煙氣脫硫技術(shù)。煙氣脫硫即煙氣硫轉(zhuǎn)移助劑技術(shù)，該裝置體系主要有三個(gè)部分構(gòu)成，即預(yù)熱器、再生器和分離器。反應(yīng)原理如下反應(yīng)方程式所示：

通過(guò)脫硫技術(shù)將氣體硫化物轉(zhuǎn)化為可回收的單質(zhì)硫，避免了酸性氣體的形成，在整個(gè)預(yù)處理過(guò)程中催化劑是十分關(guān)鍵的。

再次，濕法煙氣洗滌技術(shù)。很顯然，這一技術(shù)的脫硫過(guò)程是在溶液中進(jìn)行的，也是公認(rèn)的環(huán)保性最好的技術(shù)，在脫硫的同時(shí)也可以去除顆粒物。濕法煙氣洗滌技術(shù)按照硫回收的必要性分成兩種，即拋棄法和回收法；拋棄法的工藝較為簡(jiǎn)單，但會(huì)造成大量的硫資源浪費(fèi)，而回收法需要較高的投資和運(yùn)行成本。在具體執(zhí)行中，可以根據(jù)催化裂化裝置所產(chǎn)生的煙氣硫含量進(jìn)行選擇。

2.2 NOX的凈化技術(shù)

NOX即氮氧化合物，不僅會(huì)形成酸雨，經(jīng)過(guò)光化學(xué)反應(yīng)會(huì)造成臭氧層的破壞，是目前最主要的大氣污染物之一。同時(shí)，在催化裂化裝置中生成的NOX含量很高，約占空氣中排放的氮氧化合物10%比重，是重點(diǎn)凈化的對(duì)象。主要的技術(shù)為脫NOX助劑技術(shù)。

其原理主要是：R-N+O2-NO C+NO-CO2+N2

凈化的目的是轉(zhuǎn)化為二氧化碳和氮?dú)猓浜现鷦┓磻?yīng)，轉(zhuǎn)化率可以高達(dá)75%，反應(yīng)容器內(nèi)可以持續(xù)進(jìn)行。

2.3 煙氣顆粒的凈化技術(shù)

催化裂化裝置的快速發(fā)展也造成了嚴(yán)重的粉塵污染，大量可吸入顆粒進(jìn)入大氣中，對(duì)人的身體傷害作用很大，因此必須進(jìn)行有效凈化。目前應(yīng)用的技術(shù)主要有三類(lèi)，分別是旋風(fēng)分離器技術(shù)、靜電除塵和濕法洗滌技術(shù)。

第一，旋風(fēng)分離器技術(shù)即利用旋風(fēng)分離器作為關(guān)鍵裝置，位于分離器出口和煙氣輪進(jìn)口中間的位置，通過(guò)超強(qiáng)氣流的作用回收催化劑粉末、煙氣粉塵等。

第二，靜電除塵。靜電除塵技術(shù)的原理是利用電場(chǎng)作用，將帶電粒子之間形成相互作用來(lái)固定粉塵顆粒。在具體應(yīng)用中，需要添加放電電極裝置，增加煙氣顆粒的電荷。利用集成板收集煙氣顆粒，并定期清理排除。相對(duì)而言，靜電除塵技術(shù)較為成熟，但這一工藝需要較高的溫度（＞150攝氏度），也會(huì)造成一定的附加成本。

第三，濕法洗滌技術(shù)。這一技術(shù)的原理較為簡(jiǎn)單，通過(guò)煙氣顆粒與水的接觸并捕獲，形成沉淀泥漿最后排除，在實(shí)際的操作中效果有限。

3 結(jié)語(yǔ)

催化裂化裝置中的再生煙氣污染物凈化應(yīng)成為石油煉制工業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注部分，其技術(shù)工藝水平直接關(guān)系到可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)，積極展開(kāi)相關(guān)的研究，對(duì)我國(guó)的石油工業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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