公司瓦斯S含量高原因分析及解決措施

劉永新

摘 要：大連石化公司一聯(lián)合裝置開工后向瓦斯管網(wǎng)排放瓦斯的部位增加同時(shí)瓦斯中S含量也大幅提高，瓦斯管網(wǎng)S含量高成為制約生產(chǎn)裝置工藝加熱爐平穩(wěn)運(yùn)行的主要因素之一。本文通過(guò)對(duì)公司生產(chǎn)裝置排放瓦斯的現(xiàn)狀進(jìn)行摸底排查并分析造成瓦斯管網(wǎng)S含量高的原因，同時(shí)也提出了相應(yīng)的解決措施，爭(zhēng)取使瓦斯管網(wǎng)S含量降至小于100ppm，這樣一方面可以大大降低了加熱爐露點(diǎn)腐蝕溫度，另一方面也能達(dá)到節(jié)能減排的目的。

關(guān)鍵詞：瓦斯管網(wǎng) S含量 工藝加熱爐 露點(diǎn)腐蝕 脫硫設(shè)施 監(jiān)控平臺(tái) 節(jié)能減排

1背景

瓦斯是大連石化公司重要的動(dòng)力系統(tǒng)之一，它承擔(dān)著為生產(chǎn)裝置工藝加熱爐提供燃料的任務(wù)。其平穩(wěn)、安全、可靠運(yùn)行是加熱爐乃至生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的保證，也是實(shí)現(xiàn)全公司“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行的目標(biāo)的前提。然而隨著公司加工原油硫含量的逐漸升高，二次加工裝置（尤其時(shí)加氫裝置）原料的S含量也不斷升高并最終使得生產(chǎn)裝置直接或間接排放到瓦斯管網(wǎng)的瓦斯S含量也逐漸升高，達(dá)到上百甚至上千ppm。瓦斯管網(wǎng)S含量高給加熱爐的優(yōu)化平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生很大影響，主要體現(xiàn)為：一方面瓦斯中S主要以H2S的形式存在，H2S與Fe2O3反應(yīng)生成的硫酸鹽會(huì)堵塞加熱爐火嘴，頻繁對(duì)火嘴進(jìn)行清洗既降低加熱爐的熱負(fù)荷進(jìn)而影響裝置加工量又會(huì)降低火嘴的使用壽命；另一方面燃燒后產(chǎn)生的SO2和SO3會(huì)在加熱爐的低溫部位（如對(duì)流段、煙道等）發(fā)生露點(diǎn)腐蝕造成襯里脫落、對(duì)流段爐管泄露等問(wèn)題。為了避免露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生就需要提高加熱爐排煙溫度，從而增加了裝置的燃料消耗[1]；最后含有大量SO2和SO3的高溫?zé)煔庵苯优湃氪髿鈺?huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

2生產(chǎn)裝置排放瓦斯現(xiàn)狀

為了弄清生產(chǎn)裝置向瓦斯管網(wǎng)排放瓦斯的狀態(tài)以及S含量的高低，對(duì)公司所有生產(chǎn)裝置連續(xù)或間斷排放瓦斯的情況進(jìn)行調(diào)查。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)有六套裝置排放到瓦斯管網(wǎng)的S含量經(jīng)常超過(guò)工藝指標(biāo)并且有時(shí)能高出上百倍，這些排放點(diǎn)分別是：

（1）420萬(wàn)輕烴脫硫后干氣

420萬(wàn)輕烴回收脫硫后干氣現(xiàn)階段需要連續(xù)排入瓦斯管網(wǎng)（如圖1）。通過(guò)對(duì)脫后干氣S含量跟蹤發(fā)現(xiàn)其經(jīng)常超過(guò)工藝指標(biāo)要求（要求小于50ppm），造成脫硫后成績(jī)不穩(wěn)定的主要因素是干氣脫硫塔進(jìn)料量時(shí)常波動(dòng)而貧胺液流量調(diào)節(jié)不及時(shí)。

（2）400萬(wàn)柴油加氫脫硫低分氣

400萬(wàn)柴油加氫脫硫低分氣現(xiàn)階段也是連續(xù)排到瓦斯管網(wǎng)中（如圖2所示），其脫后S含量不合格（要求小于20ppm）也是由于脫硫塔進(jìn)料量波動(dòng)引起的。

（3）360萬(wàn)加氫裂化脫硫后低分氣和富胺液罐閃蒸氣

360萬(wàn)加氫裂化富胺液罐閃蒸氣需要連續(xù)排入管網(wǎng)，雖然經(jīng)過(guò)貧胺液二次吸收但因其H2S濃度高所以閃蒸氣中仍然含有H2S；脫硫后低分氣在下游裝置出現(xiàn)異常情況下需要向瓦斯管網(wǎng)排放，通過(guò)跟蹤脫硫后S含量發(fā)現(xiàn)有時(shí)也有超指標(biāo)時(shí)候。

（4）60萬(wàn)重整

60萬(wàn)重整連續(xù)向瓦斯管網(wǎng)排放且S含量較高的點(diǎn)主要包括：預(yù)加氫單元排放的廢氫氣、蒸發(fā)塔頂干氣和拔頭油汽提塔頂干氣。因原料石腦油中S大部分從這三股干氣中排放出來(lái)而且又沒(méi)有脫硫措施，所以會(huì)對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量帶來(lái)影響。

（5）350萬(wàn)催化脫硫后火炬氣

350萬(wàn)催化火炬氣脫硫裝置是將從火炬線中回收的含硫氣體進(jìn)行脫硫后再返回到瓦斯管網(wǎng)，因回收的氣體流量變化較大以及貧胺液流量調(diào)整不及時(shí)造成脫硫后瓦斯S含量經(jīng)常超標(biāo)（要求小于300ppm）。

⑹老加氫低分氣

老區(qū)加氫包括80萬(wàn)柴油加氫、20萬(wàn)汽油加氫和20萬(wàn)石蠟加氫三套裝置。80萬(wàn)柴油加氫（暫時(shí)沒(méi)開工）連續(xù)排到瓦斯管網(wǎng)的部位包括高分氣、低分氣和汽提塔頂氣；20萬(wàn)石蠟加氫排放點(diǎn)有A、B套的高分氣和低分氣；20萬(wàn)汽油加氫排放點(diǎn)包括高分氣和汽提塔頂氣?，F(xiàn)在所有這些氣體都未經(jīng)脫硫而直接排放至瓦斯管網(wǎng)，如圖7所示。

3影響瓦斯管網(wǎng)硫含量的原因分析

通過(guò)此次對(duì)全廠所有生產(chǎn)裝置排入瓦斯管網(wǎng)的部位進(jìn)行排查后發(fā)現(xiàn)對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量影響較大的排放點(diǎn)主要集中在上述六個(gè)部位，導(dǎo)致這些排放點(diǎn)S含量超標(biāo)的主要原因是：

⑴420萬(wàn)輕烴脫硫后干氣：受干氣脫硫塔（C-1261）進(jìn)料量（有時(shí)都超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)荷）、波動(dòng)時(shí)貧胺液流量調(diào)整不及時(shí)以及貧胺液濃度等影響，導(dǎo)致脫硫后干氣S含量超標(biāo)（指標(biāo)要求﹤100ppm），再加上本身干氣量就比較大，所以說(shuō)其對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量的影響較大。

⑵400萬(wàn)柴油加氫脫硫后低分氣：造成該脫硫低分氣不合格的原因主要還是干氣流量、貧胺液濃度和溫度的波動(dòng)，所以在S含量超標(biāo)時(shí)會(huì)對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量產(chǎn)生影響較大。

⑶360萬(wàn)加氫裂化脫硫后低分氣和富胺液罐閃蒸氣：富胺液閃蒸罐的作用是將循環(huán)氫脫硫塔和低分氣脫硫塔吸收H2S后的富胺液中的烴類閃蒸出來(lái)。閃蒸出的烴類雖然用貧胺液進(jìn)行二次吸收，但因富胺液中H2S含量非常高（可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)ppm）所以不可避免的會(huì)攜帶部分H2S進(jìn)入管網(wǎng)，從而對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量產(chǎn)生影響。脫硫后低分氣受到裝置本身以及渣油加氫來(lái)的干氣量、貧胺液濃度和溫度的影響，其脫硫后S含量也時(shí)常超指標(biāo)，所以在排放管網(wǎng)時(shí)就會(huì)對(duì)其S含量造成影響。

⑷60萬(wàn)重整預(yù)加氫循環(huán)氫和塔頂回流罐頂氣：雖然預(yù)加氫單元加工的原料S含量較低（﹤300ppm）但連續(xù)排放的循環(huán)氫和塔頂回流罐不凝氣中H2S含量也是很高的，而且這些干氣都沒(méi)有經(jīng)過(guò)脫硫而是直接排放到瓦斯管網(wǎng)，因此會(huì)對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量帶來(lái)影響。

⑸350萬(wàn)催化脫硫后火炬氣：火炬氣脫硫是為解決一聯(lián)合開工后氣體回收的火炬氣中硫含量高的問(wèn)題而新建的脫硫裝置。它將氣體火炬壓縮機(jī)出口的含硫氣體與貧胺液在脫硫塔內(nèi)進(jìn)行逆向接觸脫硫，脫硫后的氣體返回到瓦斯管網(wǎng)。因氣體火炬開/停壓縮機(jī)造成瓦斯流量的增/減、火炬氣中S含量的變化、貧胺液循環(huán)量、貧胺液濃度和溫度等因素的變化，使得脫硫后火炬氣S含量超標(biāo)（正常要求﹤300ppm）。因此說(shuō)火炬氣脫硫裝置脫硫后成績(jī)的好壞直接決定著瓦斯管網(wǎng)S含量的高低，要盡量保證平穩(wěn)操作。

⑹老區(qū)加氫低分氣：80萬(wàn)柴油加氫停工后老區(qū)加氫只有20萬(wàn)汽油加氫和20萬(wàn)石蠟加氫的高/低分氣需要連續(xù)排放到瓦斯管網(wǎng)（脫硫設(shè)施已建未投用），盡管原料S含量均較低但干氣直接排入瓦斯管網(wǎng)還是會(huì)在一定程度上影響到瓦斯管網(wǎng)S含量的。

綜上所述，造成瓦斯管網(wǎng)S含量高的原因主要體現(xiàn)在兩方面：一是有未經(jīng)過(guò)脫硫的干氣直接向管網(wǎng)排放；二是脫硫裝置操作異常導(dǎo)致脫硫后S含量超標(biāo)[2]。

4建議和措施

針對(duì)上述造成瓦斯管網(wǎng)S含量高的原因，采取以下措施來(lái)盡可能的降低S含量以達(dá)到加熱爐優(yōu)化運(yùn)行的目標(biāo)：

⑴增加新的脫硫措施，保證S含量合格的干氣排放瓦斯管網(wǎng)。這項(xiàng)措施主要是針對(duì)60萬(wàn)重整預(yù)加氫單元排放的循環(huán)氫以及回流罐頂不凝氣，為減少投資成本可以考慮將這部分干氣送到老區(qū)加氫新建的脫硫裝置進(jìn)行脫硫。

⑵新建脫硫裝置要盡快投用，以降低S含量。這項(xiàng)措施是針對(duì)老區(qū)加氫而言的，老區(qū)加氫已新建了脫硫裝置但一直未投用，建議盡快投用從而評(píng)估其對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量的影響。

⑶現(xiàn)有脫硫裝置要加強(qiáng)平穩(wěn)操作，保證脫硫后干氣合格。尤其是420萬(wàn)輕烴回收尾氣/干氣脫硫、350萬(wàn)催化火炬氣脫硫、360萬(wàn)加裂低分氣脫硫和600萬(wàn)煤/柴油加氫低分氣脫硫，一要盡量保證干氣進(jìn)料量的平穩(wěn)；二要及時(shí)根據(jù)進(jìn)料量的變化和脫硫干氣S含量來(lái)調(diào)整貧胺液的循環(huán)量；三要保證貧胺液濃度（不要超過(guò)35%）、溫度和H2S含量以達(dá)到最佳的脫硫效果；四要優(yōu)化干氣脫硫流程，（如將加裂富胺液罐閃蒸氣送到低分氣脫硫塔進(jìn)行再次脫硫）達(dá)到充分脫除S的目的。

⑷做好對(duì)瓦斯管網(wǎng)S含量影響大的部位的監(jiān)控，做到早發(fā)現(xiàn)、早調(diào)整、消除對(duì)管網(wǎng)的影響。一方面建立排放部位尤其是上述六個(gè)對(duì)管網(wǎng)S含量影響大的部位的監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)時(shí)跟蹤排放流量的變化并根據(jù)情況及時(shí)做出調(diào)整以消除對(duì)瓦斯管網(wǎng)的影響；另一方面對(duì)上述六個(gè)部位S含量與瓦斯管網(wǎng)S含量變化進(jìn)行跟蹤，確定各點(diǎn)對(duì)瓦斯S含量的影響的比例關(guān)系。

⑸制定和完善針對(duì)未脫硫/脫硫后S含量不合格的干氣排放瓦斯管網(wǎng)的管理制度，通過(guò)加強(qiáng)管理的方式來(lái)解決瓦斯管網(wǎng)S含量高的問(wèn)題，最終達(dá)到加熱爐優(yōu)化平穩(wěn)運(yùn)行的目標(biāo)。

5結(jié)論

通過(guò)采取以上措施并加強(qiáng)管理來(lái)解決瓦斯管網(wǎng)硫含量高的問(wèn)題能夠?qū)崿F(xiàn)如下三個(gè)目標(biāo)：

⑴瓦斯管網(wǎng)中S含量將至小于100ppm以下。

⑵加熱爐外排煙氣中SO2含量達(dá)到≤550mg/m3的環(huán)?？刂浦笜?biāo)，降低了SO2對(duì)環(huán)境的污染。

⑶加熱爐煙氣的露點(diǎn)腐蝕溫度降到140℃，在減少了燃料消耗的同時(shí)也達(dá)到節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范冬梅.提高加熱爐熱效率及防止露點(diǎn)腐蝕的措施.石油化工腐蝕與防護(hù)，2004，（03）

[2] 胡曉應(yīng).影響干氣脫硫效果因素分析.石油化工設(shè)計(jì)，2002，（02）.