公司瓦斯S含量高原因分析及解决措施

刘永新

摘 要：大连石化公司一联合装置开工后向瓦斯管网排放瓦斯的部位增加同时瓦斯中S含量也大幅提高，瓦斯管网S含量高成为制约生产装置工艺加热炉平稳运行的主要因素之一。本文通过对公司生产装置排放瓦斯的现状进行摸底排查并分析造成瓦斯管网S含量高的原因，同时也提出了相应的解决措施，争取使瓦斯管网S含量降至小于100ppm，这样一方面可以大大降低了加热炉露点腐蚀温度，另一方面也能达到节能减排的目的。

关键词：瓦斯管网 S含量 工艺加热炉 露点腐蚀 脱硫设施 监控平台 节能减排

1背景

瓦斯是大连石化公司重要的动力系统之一，它承担着为生产装置工艺加热炉提供燃料的任务。其平稳、安全、可靠运行是加热炉乃至生产装置稳定运行的保证，也是实现全公司“安、稳、长、满、优”运行的目标的前提。然而随着公司加工原油硫含量的逐渐升高，二次加工装置（尤其时加氢装置）原料的S含量也不断升高并最终使得生产装置直接或间接排放到瓦斯管网的瓦斯S含量也逐渐升高，达到上百甚至上千ppm。瓦斯管网S含量高给加热炉的优化平稳运行产生很大影响，主要体现为：一方面瓦斯中S主要以H2S的形式存在，H2S与Fe2O3反应生成的硫酸盐会堵塞加热炉火嘴，频繁对火嘴进行清洗既降低加热炉的热负荷进而影响装置加工量又会降低火嘴的使用寿命；另一方面燃烧后产生的SO2和SO3会在加热炉的低温部位（如对流段、烟道等）发生露点腐蚀造成衬里脱落、对流段炉管泄露等问题。为了避免露点腐蚀的发生就需要提高加热炉排烟温度，从而增加了装置的燃料消耗[1]；最后含有大量SO2和SO3的高温烟气直接排入大气会对环境造成污染。

2生产装置排放瓦斯现状

为了弄清生产装置向瓦斯管网排放瓦斯的状态以及S含量的高低，对公司所有生产装置连续或间断排放瓦斯的情况进行调查。通过调查发现有六套装置排放到瓦斯管网的S含量经常超过工艺指标并且有时能高出上百倍，这些排放点分别是：

（1）420万轻烃脱硫后干气

420万轻烃回收脱硫后干气现阶段需要连续排入瓦斯管网（如图1）。通过对脱后干气S含量跟踪发现其经常超过工艺指标要求（要求小于50ppm），造成脱硫后成绩不稳定的主要因素是干气脱硫塔进料量时常波动而贫胺液流量调节不及时。

（2）400万柴油加氢脱硫低分气

400万柴油加氢脱硫低分气现阶段也是连续排到瓦斯管网中（如图2所示），其脱后S含量不合格（要求小于20ppm）也是由于脱硫塔进料量波动引起的。

（3）360万加氢裂化脱硫后低分气和富胺液罐闪蒸气

360万加氢裂化富胺液罐闪蒸气需要连续排入管网，虽然经过贫胺液二次吸收但因其H2S浓度高所以闪蒸气中仍然含有H2S；脱硫后低分气在下游装置出现异常情况下需要向瓦斯管网排放，通过跟踪脱硫后S含量发现有时也有超指标时候。

（4）60万重整

60万重整连续向瓦斯管网排放且S含量较高的点主要包括：预加氢单元排放的废氢气、蒸发塔顶干气和拔头油汽提塔顶干气。因原料石脑油中S大部分从这三股干气中排放出来而且又没有脱硫措施，所以会对瓦斯管网S含量带来影响。

（5）350万催化脱硫后火炬气

350万催化火炬气脱硫装置是将从火炬线中回收的含硫气体进行脱硫后再返回到瓦斯管网，因回收的气体流量变化较大以及贫胺液流量调整不及时造成脱硫后瓦斯S含量经常超标（要求小于300ppm）。

⑹老加氢低分气

老区加氢包括80万柴油加氢、20万汽油加氢和20万石蜡加氢三套装置。80万柴油加氢（暂时没开工）连续排到瓦斯管网的部位包括高分气、低分气和汽提塔顶气；20万石蜡加氢排放点有A、B套的高分气和低分气；20万汽油加氢排放点包括高分气和汽提塔顶气。现在所有这些气体都未经脱硫而直接排放至瓦斯管网，如图7所示。

3影响瓦斯管网硫含量的原因分析

通過此次对全厂所有生产装置排入瓦斯管网的部位进行排查后发现对瓦斯管网S含量影响较大的排放点主要集中在上述六个部位，导致这些排放点S含量超标的主要原因是：

⑴420万轻烃脱硫后干气：受干气脱硫塔（C-1261）进料量（有时都超过设计负荷）、波动时贫胺液流量调整不及时以及贫胺液浓度等影响，导致脱硫后干气S含量超标（指标要求﹤100ppm），再加上本身干气量就比较大，所以说其对瓦斯管网S含量的影响较大。

⑵400万柴油加氢脱硫后低分气：造成该脱硫低分气不合格的原因主要还是干气流量、贫胺液浓度和温度的波动，所以在S含量超标时会对瓦斯管网S含量产生影响较大。

⑶360万加氢裂化脱硫后低分气和富胺液罐闪蒸气：富胺液闪蒸罐的作用是将循环氢脱硫塔和低分气脱硫塔吸收H2S后的富胺液中的烃类闪蒸出来。闪蒸出的烃类虽然用贫胺液进行二次吸收，但因富胺液中H2S含量非常高（可达几万甚至几十万ppm）所以不可避免的会携带部分H2S进入管网，从而对瓦斯管网S含量产生影响。脱硫后低分气受到装置本身以及渣油加氢来的干气量、贫胺液浓度和温度的影响，其脱硫后S含量也时常超指标，所以在排放管网时就会对其S含量造成影响。

⑷60万重整预加氢循环氢和塔顶回流罐顶气：虽然预加氢单元加工的原料S含量较低（﹤300ppm）但连续排放的循环氢和塔顶回流罐不凝气中H2S含量也是很高的，而且这些干气都没有经过脱硫而是直接排放到瓦斯管网，因此会对瓦斯管网S含量带来影响。

⑸350万催化脱硫后火炬气：火炬气脱硫是为解决一联合开工后气体回收的火炬气中硫含量高的问题而新建的脱硫装置。它将气体火炬压缩机出口的含硫气体与贫胺液在脱硫塔内进行逆向接触脱硫，脱硫后的气体返回到瓦斯管网。因气体火炬开/停压缩机造成瓦斯流量的增/减、火炬气中S含量的变化、贫胺液循环量、贫胺液浓度和温度等因素的变化，使得脱硫后火炬气S含量超标（正常要求﹤300ppm）。因此说火炬气脱硫装置脱硫后成绩的好坏直接决定着瓦斯管网S含量的高低，要尽量保证平稳操作。

⑹老区加氢低分气：80万柴油加氢停工后老区加氢只有20万汽油加氢和20万石蜡加氢的高/低分气需要连续排放到瓦斯管网（脱硫设施已建未投用），尽管原料S含量均较低但干气直接排入瓦斯管网还是会在一定程度上影响到瓦斯管网S含量的。

综上所述，造成瓦斯管网S含量高的原因主要体现在两方面：一是有未经过脱硫的干气直接向管网排放；二是脱硫装置操作异常导致脱硫后S含量超标[2]。

4建议和措施

针对上述造成瓦斯管网S含量高的原因，采取以下措施来尽可能的降低S含量以达到加热炉优化运行的目标：

⑴增加新的脱硫措施，保证S含量合格的干气排放瓦斯管网。这项措施主要是针对60万重整预加氢单元排放的循环氢以及回流罐顶不凝气，为减少投资成本可以考虑将这部分干气送到老区加氢新建的脱硫装置进行脱硫。

⑵新建脱硫装置要尽快投用，以降低S含量。这项措施是针对老区加氢而言的，老区加氢已新建了脱硫装置但一直未投用，建议尽快投用从而评估其对瓦斯管网S含量的影响。

⑶现有脱硫装置要加强平稳操作，保证脱硫后干气合格。尤其是420万轻烃回收尾气/干气脱硫、350万催化火炬气脱硫、360万加裂低分气脱硫和600万煤/柴油加氢低分气脱硫，一要尽量保证干气进料量的平稳；二要及时根据进料量的变化和脱硫干气S含量来调整贫胺液的循环量；三要保证贫胺液浓度（不要超过35%）、温度和H2S含量以达到最佳的脱硫效果；四要优化干气脱硫流程，（如将加裂富胺液罐闪蒸气送到低分气脱硫塔进行再次脱硫）达到充分脱除S的目的。

⑷做好对瓦斯管网S含量影响大的部位的監控，做到早发现、早调整、消除对管网的影响。一方面建立排放部位尤其是上述六个对管网S含量影响大的部位的监控平台，实时跟踪排放流量的变化并根据情况及时做出调整以消除对瓦斯管网的影响；另一方面对上述六个部位S含量与瓦斯管网S含量变化进行跟踪，确定各点对瓦斯S含量的影响的比例关系。

⑸制定和完善针对未脱硫/脱硫后S含量不合格的干气排放瓦斯管网的管理制度，通过加强管理的方式来解决瓦斯管网S含量高的问题，最终达到加热炉优化平稳运行的目标。

5结论

通过采取以上措施并加强管理来解决瓦斯管网硫含量高的问题能够实现如下三个目标：

⑴瓦斯管网中S含量将至小于100ppm以下。

⑵加热炉外排烟气中SO2含量达到≤550mg/m3的环保控制指标，降低了SO2对环境的污染。

⑶加热炉烟气的露点腐蚀温度降到140℃，在减少了燃料消耗的同时也达到节能减排的目的。

参考文献：

[1] 范冬梅.提高加热炉热效率及防止露点腐蚀的措施.石油化工腐蚀与防护，2004，（03）

[2] 胡晓应.影响干气脱硫效果因素分析.石油化工设计，2002，（02）.