CSC 硫轉移劑在催化煙氣治理中的工業應用

黃輝明

（福建聯合石油化工有限公司，福建 泉州 362800）

隨時社會的發展和進步，我國越來越重視環境保護和綠色發展。催化裂化催化劑再生煙氣自2017 年7 月1 日起，執行SO2排放限值100mg/m3的標準[1]。降低催化裂化裝置再生煙氣SO2排放的主要技術有原料加氫脫硫、使用硫轉移助劑、煙氣洗滌處理[2]。為了實現催化煙氣的達標排放，國內較多催化裂化裝置增設了煙氣濕法洗滌脫硫設施，但是煙氣脫硫設施運行成本較大。如果在催化裂化裝置適當使用硫轉移劑將是一種經濟有效的解決方案，因為使用硫轉移劑無需裝置改造和增加設備投資、操作靈活簡便且不產生二次污染，還可減緩再生器及其下游設備的腐蝕[3]。

1 工業應用

1.1 應用裝置

某催化裂化裝置加工能力230 萬噸/年，是由提升管反應沉降器和兩個再生器組成的三器高低并列結構。催化裂化裝置自投用以來，經歷了多次技術改造，于2017 年增設煙氣脫硫凈化設施，可實現外排煙氣的環保達標，但是煙氣脫硫設施在實際運行中存在吸收漿液循環量波動大和堿液消耗量大的問題。目前裝置加工的原料主要為加氫直餾蠟油和加氫脫瀝青油，未使用硫轉移劑時，催化煙氣脫硫前的SO2含量通常在700～900mg/m3。

1.2 應用過程

CSC 硫轉移劑于2019 年5 月18 日開始使用，通過專用的自動加料器平穩地加入催化再生器中。為確保試用順利進行，試用階段盡量保證催化裂化裝置原料性質穩定，并保持原料比例相對穩定，裝置處理量保持在5200～6800t/d，同時優化操作條件，保證催化劑燒焦效果，維持裝置平穩生產。

本次試用共分3 個階段，即空白階段、快速加注階段、平穩加注階段階段，采用平穩加注階段與空白階段數據進行對比試用。其中空白階段為未加注硫轉移劑階段；對比階段為加注CSC 硫轉移劑階段達到系統催化劑總藏量4.0%(質量分數）的平穩加注階段。

2 結果與討論

2.1 產品分布及性質

使用CSC 硫轉移劑后，干氣和液化氣的硫化氫含量更高，其他性質沒有明顯變化。說明使用CSC 硫轉移劑能夠將“硫”從再生器煙氣轉移到反應器油氣中，對液化氣和干氣其他性質沒有不良影響。

2.2 再生煙氣SO2 濃度變化

空白階段煙氣中SO2平均含量810mg/m3，在開始加注CSC 硫轉移劑后，隨著硫轉移劑加注量的增加，煙氣中SO2濃度逐步降低，至平穩加注階段，煙氣中SO2含量可穩定在150～350mg/m3，平均260mg/m3。

通過以上數據計算再生煙氣SO2脫除率：煙氣SO2脫除率=（空白數據的SO2濃度-添加硫轉移劑后的SO2濃度）/空白數據的SO2濃度×100%=（810-260）/810×100%=67.90%

說明在催化裂化反應再生條件下，CSC 硫轉移劑能夠保持較高的脫硫活性。

2.3 煙脫吸收漿液性質及耗堿量

使用硫轉移劑前后，煙氣脫硫設施吸收漿液循環量變化趨勢見圖1。由圖1 可知，使用硫轉移劑前煙氣脫硫設施吸收漿液循環量波動較大，使用硫轉移劑后漿液循環量波動較小，改善了漿液的品質，提高了煙氣脫硫設施運行的穩定性。

圖1 煙脫漿液循環量變化趨勢圖

使用硫轉移劑前后，煙氣脫硫設施堿液消耗量變化趨勢見圖2。由圖2 可知，隨著硫轉移劑的使用，煙氣脫硫設施堿液消耗量由300kg/h 左右降至125kg/h 左右，與再生煙氣SO2濃度下降的趨勢一致。

3 經濟效益

圖2 煙脫堿液消耗量變化趨勢圖

當前32%堿液價格約1200 元/噸，每年節省堿液費用=節省堿液消耗量×堿液價格=（300-125）÷1000×8400×1200÷10000=176.40 萬元/年。CSC 硫轉移劑按主催化劑4.0%的比例添加，使用成本約165.16 萬元/年，直接經濟效益約11.24 萬元/年。此外，轉移到油氣中的H2S 經過氣體脫硫處理后變成酸性氣到硫磺回收裝置回收，可多產硫磺產品約200t/a，當前硫磺價格約1100 元/噸，間接經濟效益約22 萬元/年。

4 結論

1）硫轉移劑添加量占系統催化劑總藏量的4%后再生煙氣中的SO2由810mg/m3降至260mg/m3，SO2脫除率達到67.90%。2）使用CSC 硫轉移劑可以降低煙氣脫硫設施吸收漿液中的懸浮物和COD，改善了漿液的品質，提高了煙氣脫硫設施運行的穩定性，有利于裝置長周期運行。3）使用CSC 硫轉移劑有助于降低催化煙氣脫硫設施堿液消耗量，直接經濟效益約11.24 萬元/年，間接經濟效益約22 萬元/年。4）使用CSC 硫轉移劑后，裝置運行平穩，反再系統流化正常，對產品收率和產品性質無不良影響。