连续重整装置再生烟气碱洗脱氯系统腐蚀及应对措施

2018-11-02

石油化工腐蚀与防护 2018年5期

(中石化洛阳工程有限公司，河南洛阳 471003)

连续重整技术相对于固定床重整技术的标志性进步和技术核心在于前者设置催化剂连续再生单元，利用高温循环再生烟气低氧可控燃烧技术将待生催化剂表面上的“焦”(碳-氢聚合物)烧掉。在烧焦过程中，不仅生成COx，SOx和H2S，同时还产生一定量的水，使得重整催化剂上附着的氯遇水而部分流失。后续的氯化过程中，重整催化剂对补充氯的有效利用率通常为60%，其余补充氯也逸散入再生循环烟气中，使得再生循环烟气中氯质量分数高达2 000 μg/g。

在工程设计中，为脱除再生循环烟气中的上述酸性介质特别是氯，往往根据业主操作习惯或实际要求选用适当的脱氯技术进行再生循环烟气脱氯处理。常用的3种再生循环烟气脱氯技术是多级碱洗脱氯技术、催化剂低温吸附(Chlorsorb)技术和高温固态吸附脱氯技术[1-3]。目前，国内炼化企业应用较多的仍然是传统多级碱洗工艺技术和高温固态吸附脱氯技术。

1 再生循环烟气脱氯工艺技术

1.1 多级碱洗脱氯工艺技术

多级碱洗脱氯工艺技术是再生循环烟气脱氯的传统工艺，具有技术成熟、投资少及含碱含盐废水可直接排至水处理系统等优点。典型的重整再生循环烟气多级碱洗工艺系统主要包括气液两相混合器、再生冷却器、洗涤塔及配套的循环泵、注碱泵和注水泵等。其典型工艺流程如图1所示。

图1 多级碱洗脱氯工艺流程示意

高温再生烟气经与碱洗后的低温烟气深度换热后，温度降至150 ℃，进入气液两相混合器进行一级碱洗；来自洗涤塔底部的循环碱液，经循环泵升压后，由高效雾化喷嘴均匀喷射入混合器腔体中，并进一步通过多通道SV型静态混合段，使气液两相充分接触，进行酸碱反应，从而脱除再生烟气中绝大部分的HCl，SOx和H2S；再生循环烟气和含盐碱液出气液两相混合器后，进入再生冷却器壳程并冷却至40 ℃，最后进入洗涤塔底部。在洗涤塔底部，再生循环烟气以鼓泡的形式自碱液中分离出来，完成二次碱洗，并进入惰性填料层(如石墨拉西环)，逆流与除盐水接触，进行一次洗涤，然后向上通过洗涤塔喷淋区进行二次洗涤,使再生循环烟气中的氯质量分数小于0.5 μg/g，最终经由塔顶破沫网(或聚结器)脱除游离水后，进入再生干燥系统进行干燥，从而循环使用。

1.2 高温固态吸附脱氯技术

由于多级碱洗工艺系统内的酸碱腐蚀环境严苛，操作不当时容易造成碱洗系统严重堵塞及内件腐蚀。抗水汽粉化的固态氯吸附剂工业试验成功后[3]，高温固态吸附脱氯技术逐渐成为重整再生循环烟气脱氯工艺的首选。该工艺技术具有流程简单、脱氯罐切换便利和无废碱液外排等优点。该系统包含一、二级共2个高温脱氯罐，既可单罐运行，也可根据实际生产要求串、并联运行。其典型工艺流程如图2所示。

图2 高温固态吸附脱氯流程示意

来自再生器的高温再生烟气直接进入高温脱氯罐内，经入口分布器分散后，再经级配剂进一步分散，并过滤附带的微量催化剂粉尘颗粒，与罐体内的高温氯吸附剂均匀接触，再生烟气内的氯及酸性介质被吸附在氯吸附剂上，经吸附后的再生循环烟气经由罐底出口收集器排出罐体。该系统运行1个周期后，经检测罐出口再生烟气中氯含量，判定一级高温脱氯罐快达到穿透吸附值时，在下游串联接入二级高温脱氯罐，继续运行0.5个周期后，将一级高温脱氯罐切出换剂后备用；然后继续运行约0.5个周期，待二级高温脱氯罐出口烟气中氯含量接近穿透吸附值时，切入一级高温脱氯罐，使其位于二级高温脱氯罐的下游，从而完成一、二级罐之间的切换。

1.3 脱氯工艺技术应用趋势

近年来，面对固体危废处理标准的日趋严格，以及装置大型化使得脱氯剂装填量大增等新问题，固体废脱氯剂的填埋和处理成本越来越高，高温固态吸附脱氯技术的应用受到限制；而催化剂低温吸附技术则需额外多装昂贵的重整催化剂，一次投资成本高，循环烟气中水含量高，系统材质要求高。因此，当前重整再生循环烟气脱氯工艺设计时，多级碱洗脱氯工艺被业界重新重视和关注。