催化裂化裝置再生煙氣污染物凈化方案研究

胡化風（中國石油長慶石化公司，陜西咸陽 712000）

催化裂化裝置再生煙氣污染物凈化方案研究

胡化風（中國石油長慶石化公司，陜西咸陽 712000）

催化裂化反應是石油煉制工藝中的關鍵環(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形成大量氧硫化物、氮氧化物，同時生成的煙氣中個還有大量可吸入顆粒，對大氣環(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，必須對其進行煙氣污染物凈化。本文以下針對國內(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，由于我國現(xiàn)代化工業(yè)的蓬勃發(fā)展，對石油能源的消費需求不斷提升，特別是汽車工業(yè)的發(fā)展，大大提高了優(yōu)質(zhì)汽油、柴油的需求量。相對應地，我國的石油能源儲備并不豐富，大部分油田進入了二次采油甚至三次采油階段，優(yōu)質(zhì)原油的數(shù)量越來越少，面對大量重質(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，結合現(xiàn)代工業(yè)社會的發(fā)展現(xiàn)狀，在短期內(nèi)也沒有代替石油的有效能源。因此，為了增加石油資源的應用效率，大力開發(fā)重質(zhì)油煉制工藝是必然的選擇。而單純地從技術角度而言，催化裂化裝置是不可或缺的部分。

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

從技術應用角度來說，催化裂化裝置的操作方式靈活，轉化率較高，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足不同的實現(xiàn)更需要，是目前石油煉制技術中不可替代的設備。

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生成大量的煙氣，煙氣的構成主要是氧硫化物（SOX）、氮氧化物（NOX）等成分，同時包括大量可吸入顆粒，對區(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)境保護的要求，為了平衡經(jīng)濟與生態(tài)的發(fā)展，必須針對催化裂化裝置再生煙氣進行污染物凈化處理。

2.1 SOX的凈化技術

在整個重質(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合，形成強酸進而聚集形成酸雨，對煉油廠區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境破壞十分嚴重。在凈化技術方面，目前主要采用的是重質(zhì)油原有加氫預處理、煙氣脫硫和濕法煙氣洗滌技術等。

首先，對重質(zhì)油進行加強預處理技術。考慮到催化裂化裝置的原材料供應十分廣泛，加氫預處理技術實際上包括了兩個方面，分別是蠟油加氫預處理和渣油加氫預處理，前者是用來脫除堿性氮，后者則是用來脫除瀝青、膠質(zhì)、石蠟、重金屬等物質(zhì)。

其次，煙氣脫硫技術。煙氣脫硫即煙氣硫轉移助劑技術，該裝置體系主要有三個部分構成，即預熱器、再生器和分離器。反應原理如下反應方程式所示：

通過脫硫技術將氣體硫化物轉化為可回收的單質(zhì)硫，避免了酸性氣體的形成，在整個預處理過程中催化劑是十分關鍵的。

再次，濕法煙氣洗滌技術。很顯然，這一技術的脫硫過程是在溶液中進行的，也是公認的環(huán)保性最好的技術，在脫硫的同時也可以去除顆粒物。濕法煙氣洗滌技術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單，但會造成大量的硫資源浪費，而回收法需要較高的投資和運行成本。在具體執(zhí)行中，可以根據(jù)催化裂化裝置所產(chǎn)生的煙氣硫含量進行選擇。

2.2 NOX的凈化技術

NOX即氮氧化合物，不僅會形成酸雨，經(jīng)過光化學反應會造成臭氧層的破壞，是目前最主要的大氣污染物之一。同時，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，是重點凈化的對象。主要的技術為脫NOX助劑技術。

其原理主要是：R-N+O2-NO C+NO-CO2+N2

凈化的目的是轉化為二氧化碳和氮氣，配合助劑反應，轉化率可以高達75%，反應容器內(nèi)可以持續(xù)進行。

2.3 煙氣顆粒的凈化技術

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

第一，旋風分離器技術即利用旋風分離器作為關鍵裝置，位于分離器出口和煙氣輪進口中間的位置，通過超強氣流的作用回收催化劑粉末、煙氣粉塵等。

第二，靜電除塵。靜電除塵技術的原理是利用電場作用，將帶電粒子之間形成相互作用來固定粉塵顆粒。在具體應用中，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。相對而言，靜電除塵技術較為成熟，但這一工藝需要較高的溫度（＞150攝氏度），也會造成一定的附加成本。

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

3 結語

催化裂化裝置中的再生煙氣污染物凈化應成為石油煉制工業(yè)的重點關注部分，其技術工藝水平直接關系到可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展的實現(xiàn)，積極展開相關的研究，對我國的石油工業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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