探究煉油廠催化裂化裝置煙氣污染物的治理與建議

李德林（中國石油天然氣股份有限公司青海油田分公司格爾木煉油廠，青海 格爾木 816000）

催化裂化為煉油中的二次加工過程，是生產高辛烷值汽油、柴油等油品的必要手段。催化裂化的原料主要為重油，這些油品里有較多的氮、硫、氧等非烴類元素，這些元素會在生產過程中轉移到產品或是廢料當中，也有部分元素會隨著煙氣和粉塵進入到環(huán)境中，帶來環(huán)境污染。在煉油廠當中，再生煙氣為主要污染源，其中的氮氧化合物物與氧硫化合物會影響設備正常運轉，也會造成嚴重的空氣污染，因此，再生煙氣的處理成為環(huán)保工作的重要內容。

1 催化裂化裝置煙氣污染物組成及危害

1.1 CO及其危害

待生催化劑再生時，若焦炭燃燒不充分，煙氣中會產生CO。CO是環(huán)境污染的化合物之一，其會侵入人體血液和神經(jīng)系統(tǒng)，從而給人體帶來較大的傷害?？諝庵械腃O進入人體血液后，能夠迅速與血紅蛋白結合，從而造成人體缺氧，這也是CO中毒癥狀。

1.2 氧硫化合物及其危害

催化裂化過程中的氧硫化合物多來自于催化劑燒焦中的煙氣，含硫化合物多以H2S形式存在，少部分存在于液體產品當中，剩余部分在待生催化劑中，在高溫的條件下會被氧化成氧硫化合物（90%以上為SO2）。氧硫化合物氣體具有刺激性氣味，排放到大氣中會在一定條件下形成酸雨，并與氮氧化合物反應生成新的物質，并有可能對設備造成損壞。

1.3 氮氧化合物及其危害

催化裂化過程中的氮氧化合物多來自于催化劑原料中的氮化物，堿性氮化物經(jīng)過裂化分解，沉積在催化劑酸性位，在高溫條件下同氧氣結合成氮氧化合物排放到環(huán)境中。和氧硫化合物不同，煙氣中氮氧化合物與原理中總含氮量及含氧量有關。還會受到助催化劑（如Pt）及硫轉移劑等使用及催化劑重金屬等影響。氮氧化合物不但對人體有害，而且還會和烴類氣體作用生成光化學煙霧，破壞臭氧層進而危害環(huán)境。氮氧化合物也會對煉化廠設備造成應力腐蝕，設備被腐蝕以后，再生系統(tǒng)會變得脆弱甚至出現(xiàn)裂紋，最終影響設備運行周期。

2 煙氣污染物的治理

2.1 CO的防治

一方面，采取助燃劑。CO存在主要是因為焦炭燃燒不充分。CO助燃劑能夠使再生器密相床層燃燒完全，防止二次燃燒情況出現(xiàn)，減少另外的CO排放，從而減少環(huán)境污染。此外，回收燒焦時的熱量，提高再生溫度，降低催化劑含碳量，還能夠提高催化劑活性，減少其循環(huán)量及消耗量，提高輕質油回收率，減少焦炭產率，也無需增加設備投資；另一方面，采用CO鍋爐。煉化廠將催化裂化產生的CO廢棄聯(lián)合其他廢舊氣體引入到CO鍋爐中，并與輔助燃料（燃料油）燃燒生成CO2，從而減少環(huán)境污染。還能回收CO廢氣能量，產生蒸汽。

2.2 氧硫化合物的防治

催化裂化過程中的氧硫化合物多來自于催化劑燒焦中的煙氣，這些氧硫化合物和原料含硫量密切相關，原料硫含量在0.2%以內，經(jīng)過優(yōu)化操作，煙氣中的氧硫化合物含量能控制在指標以內。如今我國的煉油廠中，氧硫化合物排放非常普遍。在未來幾年當中，隨著重油裂化及裝置摻煉重油比例的增多，氧硫化合物排放問題會更加惡化。如今的氧硫化合物控制手段包括以下三個方面：原料加氫脫硫、再生煙氣脫硫、硫轉移。

2.3 氮氧化合物防治

正常條件下，原料中會有近50%的氮元素集中在焦炭中，若經(jīng)過完全再生，焦炭中會有10%左右氮元素轉化為氮氧化合物存在煙氣中，這與原料中含氮量及煙氣中氧含量有關。再生煙氣中的氮氧化合物主要為NO，因此，對氮氧化合物的控制就是對NO的控制，這種控制主要分為三種手段：原料加氫處理、降低氮氧化合物助劑含量、再生煙氣脫硝技術。

3 關于煙氣污染物排放的建議

3.1 污染源控制

從源頭控制污染物，原料經(jīng)過加氫預處理；選擇高效的催化劑，配以高效旋分器；優(yōu)化工藝操作，改進催化劑分布器形式，控制過剩含氧量。

3.2 開發(fā)高效助劑

借助于國外先進的煙氣污染物技術，開發(fā)煉化廠自身的降低煙氣污染的三效助劑，其能夠降低氧氣中一氧化碳、氮氧化合物、氧硫化合物的含量，同時還能夠應用到其他領域當中，降低運營成本。

3.3 開發(fā)新型技術

對現(xiàn)有的煙氣處理技術進行優(yōu)化，開發(fā)新的技術，并與助劑組合應用。對于像我單位這樣的煉油廠來說，配合使用助劑能夠有效降低煙氣處理成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

4 結語

隨著人們對環(huán)境保護問題的重視，節(jié)能減排理念開始慢慢深入到每個公民的心中，像本單位煉油廠這樣的催化裂化裝置煙氣排放問題也已經(jīng)引起了管理層的普遍重視，因此，我們采取必要方法減少煙氣污染物的排放。本文從催化裂化裝置煙氣污染物排放以及治理現(xiàn)狀出發(fā)，對煙氣污染物治理過程中的脫硫技術進行了詳細的闡述，并最終給出了相關建議，如控制污染源、開發(fā)新型助劑、研究新型技術。

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