催化裂化装置再生烟气污染物净化方案研究

2015-11-15胡化风中国石油长庆石化公司陕西咸阳712000

化工管理 2015年30期

胡化风（中国石油长庆石化公司，陕西咸阳 712000）

催化裂化装置再生烟气污染物净化方案研究

胡化风（中国石油长庆石化公司，陕西咸阳 712000）

催化裂化反应是石油炼制工艺中的关键环节，在催化裂化装置的作用下，重质油发生裂化反应并生成汽油、柴油等物质。由于催化裂化装置在工艺流程中会形成大量氧硫化物、氮氧化物，同时生成的烟气中个还有大量可吸入颗粒，对大气环境造成一定的破坏，这一情况随着石油炼制产业的发展逐步恶化，出于可持续发展的角度，必须对其进行烟气污染物净化。本文以下针对国内催化裂化装置再生烟气污染物净化方案提出合理的建议。

催化裂化；再生烟气；污染净化；脱硫处理

1 催化裂化装置在石油炼制工业中的重要性

近年来，由于我国现代化工业的蓬勃发展，对石油能源的消费需求不断提升，特别是汽车工业的发展，大大提高了优质汽油、柴油的需求量。相对应地，我国的石油能源储备并不丰富，大部分油田进入了二次采油甚至三次采油阶段，优质原油的数量越来越少，面对大量重质油的加工不得不采用催化裂化装置完成。

石油是一种宝贵的不可再生能源，结合现代工业社会的发展现状，在短期内也没有代替石油的有效能源。因此，为了增加石油资源的应用效率，大力开发重质油炼制工艺是必然的选择。而单纯地从技术角度而言，催化裂化装置是不可或缺的部分。

催化裂化装置中进行复杂的化学反应，在高温、高压和催化剂的作用下促使长链烃分解，即完成重质油向轻质油的转化，除了柴油、汽油等常规物质之外，还包括大量的裂化气。

从技术应用角度来说，催化裂化装置的操作方式灵活，转化率较高，常规生产中就可以生成大量高辛烷值汽油、柴油等，不同的工艺也可以满足不同的实现更需要，是目前石油炼制技术中不可替代的设备。

2 催化裂化装置再生烟气污染物净化方案研究

催化裂化装置工作中会生成大量的烟气，烟气的构成主要是氧硫化物（SOX）、氮氧化物（NOX）等成分，同时包括大量可吸入颗粒，对区域环境中生态环境有很大的破坏作用。一方面是日益紧迫的能源供需要求，一方面是生态环境保护的要求，为了平衡经济与生态的发展，必须针对催化裂化装置再生烟气进行污染物净化处理。

2.1 SOX的净化技术

在整个重质油炼制工艺中，SOX所占的排放比例约为6%-7%，仅催化裂化装置所排放的SOX就占到了5%左右。SOX极容易与大气中的水分子结合，形成强酸进而聚集形成酸雨，对炼油厂区域内的生态环境破坏十分严重。在净化技术方面，目前主要采用的是重质油原有加氢预处理、烟气脱硫和湿法烟气洗涤技术等。

首先，对重质油进行加强预处理技术。考虑到催化裂化装置的原材料供应十分广泛，加氢预处理技术实际上包括了两个方面，分别是蜡油加氢预处理和渣油加氢预处理，前者是用来脱除碱性氮，后者则是用来脱除沥青、胶质、石蜡、重金属等物质。

其次，烟气脱硫技术。烟气脱硫即烟气硫转移助剂技术，该装置体系主要有三个部分构成，即预热器、再生器和分离器。反应原理如下反应方程式所示：

通过脱硫技术将气体硫化物转化为可回收的单质硫，避免了酸性气体的形成，在整个预处理过程中催化剂是十分关键的。

再次，湿法烟气洗涤技术。很显然，这一技术的脱硫过程是在溶液中进行的，也是公认的环保性最好的技术，在脱硫的同时也可以去除颗粒物。湿法烟气洗涤技术按照硫回收的必要性分成两种，即抛弃法和回收法；抛弃法的工艺较为简单，但会造成大量的硫资源浪费，而回收法需要较高的投资和运行成本。在具体执行中，可以根据催化裂化装置所产生的烟气硫含量进行选择。

2.2 NOX的净化技术

NOX即氮氧化合物，不仅会形成酸雨，经过光化学反应会造成臭氧层的破坏，是目前最主要的大气污染物之一。同时，在催化裂化装置中生成的NOX含量很高，约占空气中排放的氮氧化合物10%比重，是重点净化的对象。主要的技术为脱NOX助剂技术。

其原理主要是：R-N+O2-NO C+NO-CO2+N2

净化的目的是转化为二氧化碳和氮气，配合助剂反应，转化率可以高达75%，反应容器内可以持续进行。

2.3 烟气颗粒的净化技术

催化裂化装置的快速发展也造成了严重的粉尘污染，大量可吸入颗粒进入大气中，对人的身体伤害作用很大，因此必须进行有效净化。目前应用的技术主要有三类，分别是旋风分离器技术、静电除尘和湿法洗涤技术。

第一，旋风分离器技术即利用旋风分离器作为关键装置，位于分离器出口和烟气轮进口中间的位置，通过超强气流的作用回收催化剂粉末、烟气粉尘等。

第二，静电除尘。静电除尘技术的原理是利用电场作用，将带电粒子之间形成相互作用来固定粉尘颗粒。在具体应用中，需要添加放电电极装置，增加烟气颗粒的电荷。利用集成板收集烟气颗粒，并定期清理排除。相对而言，静电除尘技术较为成熟，但这一工艺需要较高的温度（＞150摄氏度），也会造成一定的附加成本。

第三，湿法洗涤技术。这一技术的原理较为简单，通过烟气颗粒与水的接触并捕获，形成沉淀泥浆最后排除，在实际的操作中效果有限。