CSC 硫轉(zhuǎn)移劑在催化煙氣治理中的工業(yè)應(yīng)用

黃輝明

（福建聯(lián)合石油化工有限公司，福建 泉州 362800）

隨時(shí)社會的發(fā)展和進(jìn)步，我國越來越重視環(huán)境保護(hù)和綠色發(fā)展。催化裂化催化劑再生煙氣自2017 年7 月1 日起，執(zhí)行SO2排放限值100mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)[1]。降低催化裂化裝置再生煙氣SO2排放的主要技術(shù)有原料加氫脫硫、使用硫轉(zhuǎn)移助劑、煙氣洗滌處理[2]。為了實(shí)現(xiàn)催化煙氣的達(dá)標(biāo)排放，國內(nèi)較多催化裂化裝置增設(shè)了煙氣濕法洗滌脫硫設(shè)施，但是煙氣脫硫設(shè)施運(yùn)行成本較大。如果在催化裂化裝置適當(dāng)使用硫轉(zhuǎn)移劑將是一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案，因?yàn)槭褂昧蜣D(zhuǎn)移劑無需裝置改造和增加設(shè)備投資、操作靈活簡便且不產(chǎn)生二次污染，還可減緩再生器及其下游設(shè)備的腐蝕[3]。

1 工業(yè)應(yīng)用

1.1 應(yīng)用裝置

某催化裂化裝置加工能力230 萬噸/年，是由提升管反應(yīng)沉降器和兩個(gè)再生器組成的三器高低并列結(jié)構(gòu)。催化裂化裝置自投用以來，經(jīng)歷了多次技術(shù)改造，于2017 年增設(shè)煙氣脫硫凈化設(shè)施，可實(shí)現(xiàn)外排煙氣的環(huán)保達(dá)標(biāo)，但是煙氣脫硫設(shè)施在實(shí)際運(yùn)行中存在吸收漿液循環(huán)量波動大和堿液消耗量大的問題。目前裝置加工的原料主要為加氫直餾蠟油和加氫脫瀝青油，未使用硫轉(zhuǎn)移劑時(shí)，催化煙氣脫硫前的SO2含量通常在700～900mg/m3。

1.2 應(yīng)用過程

CSC 硫轉(zhuǎn)移劑于2019 年5 月18 日開始使用，通過專用的自動加料器平穩(wěn)地加入催化再生器中。為確保試用順利進(jìn)行，試用階段盡量保證催化裂化裝置原料性質(zhì)穩(wěn)定，并保持原料比例相對穩(wěn)定，裝置處理量保持在5200～6800t/d，同時(shí)優(yōu)化操作條件，保證催化劑燒焦效果，維持裝置平穩(wěn)生產(chǎn)。

本次試用共分3 個(gè)階段，即空白階段、快速加注階段、平穩(wěn)加注階段階段，采用平穩(wěn)加注階段與空白階段數(shù)據(jù)進(jìn)行對比試用。其中空白階段為未加注硫轉(zhuǎn)移劑階段；對比階段為加注CSC 硫轉(zhuǎn)移劑階段達(dá)到系統(tǒng)催化劑總藏量4.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的平穩(wěn)加注階段。

2 結(jié)果與討論

2.1 產(chǎn)品分布及性質(zhì)

使用CSC 硫轉(zhuǎn)移劑后，干氣和液化氣的硫化氫含量更高，其他性質(zhì)沒有明顯變化。說明使用CSC 硫轉(zhuǎn)移劑能夠?qū)ⅰ傲颉睆脑偕鳠煔廪D(zhuǎn)移到反應(yīng)器油氣中，對液化氣和干氣其他性質(zhì)沒有不良影響。

2.2 再生煙氣SO2 濃度變化

空白階段煙氣中SO2平均含量810mg/m3，在開始加注CSC 硫轉(zhuǎn)移劑后，隨著硫轉(zhuǎn)移劑加注量的增加，煙氣中SO2濃度逐步降低，至平穩(wěn)加注階段，煙氣中SO2含量可穩(wěn)定在150～350mg/m3，平均260mg/m3。

通過以上數(shù)據(jù)計(jì)算再生煙氣SO2脫除率：煙氣SO2脫除率=（空白數(shù)據(jù)的SO2濃度-添加硫轉(zhuǎn)移劑后的SO2濃度）/空白數(shù)據(jù)的SO2濃度×100%=（810-260）/810×100%=67.90%

說明在催化裂化反應(yīng)再生條件下，CSC 硫轉(zhuǎn)移劑能夠保持較高的脫硫活性。

2.3 煙脫吸收漿液性質(zhì)及耗堿量

使用硫轉(zhuǎn)移劑前后，煙氣脫硫設(shè)施吸收漿液循環(huán)量變化趨勢見圖1。由圖1 可知，使用硫轉(zhuǎn)移劑前煙氣脫硫設(shè)施吸收漿液循環(huán)量波動較大，使用硫轉(zhuǎn)移劑后漿液循環(huán)量波動較小，改善了漿液的品質(zhì)，提高了煙氣脫硫設(shè)施運(yùn)行的穩(wěn)定性。

圖1 煙脫漿液循環(huán)量變化趨勢圖

使用硫轉(zhuǎn)移劑前后，煙氣脫硫設(shè)施堿液消耗量變化趨勢見圖2。由圖2 可知，隨著硫轉(zhuǎn)移劑的使用，煙氣脫硫設(shè)施堿液消耗量由300kg/h 左右降至125kg/h 左右，與再生煙氣SO2濃度下降的趨勢一致。

3 經(jīng)濟(jì)效益

圖2 煙脫堿液消耗量變化趨勢圖

當(dāng)前32%堿液價(jià)格約1200 元/噸，每年節(jié)省堿液費(fèi)用=節(jié)省堿液消耗量×堿液價(jià)格=（300-125）÷1000×8400×1200÷10000=176.40 萬元/年。CSC 硫轉(zhuǎn)移劑按主催化劑4.0%的比例添加，使用成本約165.16 萬元/年，直接經(jīng)濟(jì)效益約11.24 萬元/年。此外，轉(zhuǎn)移到油氣中的H2S 經(jīng)過氣體脫硫處理后變成酸性氣到硫磺回收裝置回收，可多產(chǎn)硫磺產(chǎn)品約200t/a，當(dāng)前硫磺價(jià)格約1100 元/噸，間接經(jīng)濟(jì)效益約22 萬元/年。

4 結(jié)論

1）硫轉(zhuǎn)移劑添加量占系統(tǒng)催化劑總藏量的4%后再生煙氣中的SO2由810mg/m3降至260mg/m3，SO2脫除率達(dá)到67.90%。2）使用CSC 硫轉(zhuǎn)移劑可以降低煙氣脫硫設(shè)施吸收漿液中的懸浮物和COD，改善了漿液的品質(zhì)，提高了煙氣脫硫設(shè)施運(yùn)行的穩(wěn)定性，有利于裝置長周期運(yùn)行。3）使用CSC 硫轉(zhuǎn)移劑有助于降低催化煙氣脫硫設(shè)施堿液消耗量，直接經(jīng)濟(jì)效益約11.24 萬元/年，間接經(jīng)濟(jì)效益約22 萬元/年。4）使用CSC 硫轉(zhuǎn)移劑后，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，反再系統(tǒng)流化正常，對產(chǎn)品收率和產(chǎn)品性質(zhì)無不良影響。