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節，在催化裂化裝置的作用下，重質油發生裂化反應并生成汽油、柴油等物質。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，對大氣環境造成一定的破壞，這一情況隨著石油煉制產業的發展逐步惡化，出于可持續發展的角度，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中的重要性

近年來，由于我國現代化工業的蓬勃發展，對石油能源的消費需求不斷提升，特別是汽車工業的發展，大大提高了優質汽油、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，優質原油的數量越來越少，面對大量重質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，結合現代工業社會的發展現狀，在短期內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，大力開發重質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，即完成重質油向輕質油的轉化，除了柴油、汽油等常規物質之外，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，常規生產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，對區域環境中生態環境有很大的破壞作用。一方面是日益緊迫的能源供需要求，一方面是生態環境保護的要求，為了平衡經濟與生態的發展，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，對煉油廠區域內的生態環境破壞十分嚴重。在凈化技術方面，目前主要采用的是重質油原有加氫預處理、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、石蠟、重金屬等物質。

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。在具體執行中，可以根據催化裂化裝置所產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%，反應容器內可以持續進行。

2.3 煙氣顆粒的凈化技術

催化裂化裝置的快速發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的重點關注部分，其技術工藝水平直接關系到可持續經濟發展的實現，積極展開相關的研究，對我國的石油工業發展具有重要意義。

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