催化液態烴脫硫醇再生尾氣回收工藝及應用

張哲源　李若曦

摘 ?要：通過分析常用的冷凝法、吸附法、吸收法、膜分離法四種油氣回收技術的優缺點，并根據脫硫醇尾氣組成情況，介紹了預吸收+脫硫+吸附+吸收的工藝路線及工業應用情況。結果表明液態烴脫硫醇尾氣經處理后達到環保排放標準，同時，可回收部分油氣獲得經濟效益。

關鍵詞：液態烴脫硫醇;尾氣回收;吸附;吸收;工業應用

引言

揮發性有機物（VOC）是直接或間接影響城市和區域大氣質量的重要污染物，《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》明確要求，石化行業嚴格控制有組織工藝廢氣排放，工藝廢氣應優先考慮生產系統內回收利用。催化裂化液態烴脫硫醇裝置氧化再生尾氣含有少量VOC氣體，因為瞬時量相對較小，未被引起重視，但由于其屬于連續、穩定的排放，因而年累積量并不低，隨著環保排放要求越來越高，控制和回收這部分油氣是十分必要的。石化行業各企業對其處理方法不盡相同，部分企業引入低壓瓦斯系統，但因尾氣中含有氧氣，存在安全風險;而部分企業直接高空排放而未回收利用，即浪費能源又污染環境，而且，安全風險依然存在。中國石油錦西石化分公司采用吸附、吸收的工藝，回收液態烴脫硫醇尾氣中的揮發性有機物，獲得了理想的效果。

1 ?脫硫醇氧化再生尾氣回收技術選擇

油氣回收處理技術按工作原理，主要分成冷凝法、吸附法、吸收法、膜分離法。

1.1 ?冷凝法

冷凝法是將油氣冷卻到低于有機物的露點溫度，使有機物冷凝成液滴而從氣體中分離出來。油氣需冷卻到零下幾十度甚至零下百度以上。運行成本較高，對于高濃度、須回收的油氣具有較好的經濟效益，但尾氣達不到排放要求。

1.2 ?吸附法

吸附法是利用活性炭等吸附劑與烴分子親和作用吸附油氣中的烴成分以達到回收油氣的目的。吸附法的原理是利用比表面積非常大的粒狀活性炭、炭纖維、沸石等吸附劑的多孔結構，將由于油氣中的烴類分子截留。吸附法油氣回收率高，可有效控制排放濃度。因為吸附劑需解吸循環使用，所以吸附劑達到飽和時，需用抽真空方法解吸，解吸氣體需進一步處理，因此，吸附法需要與吸收法或冷凝法結合使用。

1.3 ?吸收法

吸收法是采用低揮發或不揮發溶劑對油氣進行吸收，然后利用油氣與吸收劑物理性質的差異將二者分離的凈化方法。該法適合于濃度高、溫度較低和壓力較高的油氣的回收。吸收效果主要取決于吸收劑的性能和吸收設備的結構特征。吸收劑選取的原則是：對烴類溶解度大、選擇性強、蒸汽壓低、無毒及化學穩定性好等。常用的吸收劑為柴油、煤油等。

1.4 ?膜分離法

膜分離是采用對有機物具有選擇性滲透的高分子膜，在一定的壓力下使烴類分子滲透而達到分離的目的。當油氣進入膜分離系統后，膜選擇性地讓烴類氣體通過而被富集，脫除了輕烴的氣體留在未滲透側，可以達標排放;富集烴類氣體也需要進一步處理，因此，膜分離法需要與吸收法或冷凝法結合使用。

綜上所述，液態烴脫硫醇裝置尾氣具有烴類濃度低、量小、連續、穩定的特點，在保證達標合格排放的前提下，同時考慮技術經濟情況，脫硫醇裝置尾氣回收選擇吸附加吸收的處理工藝。

2 ?工業應用

2.1 ?工藝路線

催化裂化液態烴脫硫醇裝置尾氣中C5及C6以上重組分含量較多，達15%-18%（v/v），且含少量硫化氫。因此，液態烴脫硫醇裝置尾氣回收選擇吸附加吸收的處理工藝外，增加預吸收及脫硫單元。催化液態烴脫硫醇尾氣回收采用的工藝路線為“預吸收+脫硫+吸附+吸收”。

2.2 ? 工藝流程說明

2.2.1 ?預吸收單元

目的是去除尾氣中的重組分。吸收劑為重整裝置汽油，冷卻降溫至20℃以下以確保吸收效果。吸收劑和尾氣在預處理器內逆向接觸，尾氣中的烴類分子大部分被吸收劑吸收。

2.2.2 ?脫硫單元

目的是去除尾氣中的硫化氫及硫醇、硫醚等硫化物。采用干式催化氧化脫硫工藝，脫硫罐中的填充專用脫硫活性碳，活性炭定期更換。

2.2.3 ?吸附單元

脫硫后的尾氣進入裝滿了活性炭的吸附塔，尾氣中的碳氫化合物被吸附到活性炭粒子表面，其他如氮氣、氧氣等組分不能被活性炭吸附，直接穿過吸附塔，經過凈化后的尾氣達到環保要求，經由排放管直接排放至大氣。

2.2.4 ?吸收單元

目的是用汽油吸收吸附單元解吸出來的VOC。VOC組分送至吸收塔，與吸收塔中由上而下進行噴淋的吸收劑進行逆流接觸吸收，從而實現VOC組分的回收。

2.3 ? 運行情況

液態烴脫硫醇裝置尾氣回收項目于2018年9月26日試運成功。自投用以來，設備運行平穩，各項參數及儀表控制可靠。

為了考察脫硫醇裝置尾氣處理單元運行情況及脫硫、脫烴效果，2018年12月3日-5日對裝置進行了技術標定，考察是否達到技術協議要求，并對裝置存在的問題進行分析，對裝置運行進行綜合評價。脫硫醇尾氣硫化氫檢測數據、脫硫醇尾氣非甲烷總烴檢測數據見表1;非甲烷總烴去除率見表2。

以上表中數據說明，液態烴脫硫醇尾氣處理后硫化氫為0.01mg/m3，尾氣中非甲烷總烴去除率達到99%以上，達到環保排放要求。此外，年回收油氣約200t，減少大氣環境污染，同時還可獲得一定的經濟效益。

3 結論

催化裂化液態烴脫硫醇尾氣，采用吸附加吸收的處理工藝，排放尾氣符合環保要求，硫化氫含量為0.01mg/m3，非甲烷總烴去除率達到99%以上，不僅減少VOC氣體排放，每年還可回收油氣約200t，此外，消除了脫硫醇氧化再生尾氣直接排放的安全風險。