催化劑廠工藝尾氣的回收治理

單一桐 孫闊 李金強

摘 ?????要：隨著近些年來環(huán)保工作力度不斷的加大，撫順石化公司催化劑廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氨尾氣和含酸尾氣已經(jīng)不能滿足國家相關(guān)標準規(guī)范的要求，如果不及時對尾氣進行回收處理，將會對企業(yè)的生產(chǎn)及未來發(fā)展造成很大的影響。介紹了某催化劑生產(chǎn)廠重整催化劑車間含酸尾氣和加氫催化劑車間含氨尾氣治理方案。

關(guān) ?鍵 ?詞：含氨尾氣;含酸尾氣;堿液吸收法;化學(xué)吸收法

中圖分類號：X701.7 ??????文獻標識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）06-1290-04

Abstract： With increasing efforts of environmental protection work in recent years， the ammonia-containing tail gas and acid-containing tail gas produced by PetroChina Fushun Petrochemical Company can no longer meet the requirements of relevant national standards and regulations. If the tail gas is not treated properly， it will have a great impact on the production and future development of the company. In this paper， treatment plans of the acid off-gas in reforming workshop and the ammonia off-gas in hydrogenation workshop were introduced.

Key words： Ammonia-containing tail gas; Acid-containing tail gas; Alkali absorption method; Chemical absorption method

近些年來環(huán)境污染日益嚴重，環(huán)保問題已經(jīng)上升為一個全社會共同關(guān)注的問題，隨著國家相關(guān)標準規(guī)范的不斷出臺，目前中石油撫順石化分公司催化劑廠重整催化劑車間和加氫催化車間的尾氣排放標準已經(jīng)不能滿足相應(yīng)的要求，如何對現(xiàn)有的裝置進行升級改造，使尾氣能夠達標排放，我們將對此進行進一步的分析與討論[1]。

1 ?重整催化劑車間含酸尾氣治理

1.1 ?重整催化劑車間含酸尾氣治理的必要性

重整催化劑車間在催化劑和氯鉑酸制備過程中會產(chǎn)生大量粉塵和部分酸氣，近幾年重整催化劑車間對部分酸氣和氯鉑酸已經(jīng)進行了相應(yīng)的治理，但由于各種原因，對原有的三臺立式活化爐產(chǎn)生的高溫酸氣一直未能配備相應(yīng)的配套設(shè)施進行處理，每年產(chǎn)生大量的氯化氫廢氣已遠超《無機化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》（GB31573-2015）排放要求（10 mg/m3）[2]，已經(jīng)達不到國家標準規(guī)范的要求，不僅對車間內(nèi)的設(shè)備造成腐蝕，影響生產(chǎn)的正常運行，而且設(shè)備長期腐蝕，還會造成安全隱患，極易引發(fā)安全事故。同時產(chǎn)生的廢氣如果不能及時治理，對與長時間在車間內(nèi)工作的員工的身體健康也會產(chǎn)生極大的危害。

1.2 ?重整催化劑車間含酸尾氣治理技術(shù)方案的選擇

當前氯化氫廢氣的治理方法主要有水洗法、堿液吸收法、活性炭吸附法[3]。雖然水洗法和堿液吸收法有許多類似之處，但是相比與水洗法，堿液吸收法對酸的處理更加徹底、效果更加明顯，因此所選用的處理方法主要在堿液吸收法和活性炭吸附法之間進行比較。具體比較見表1。

因為堿液吸收法工藝采用的是化學(xué)方法，通過酸堿中和反應(yīng)對尾氣處理的更徹底，而且操作起來更加靈活方便，無需對酸性介質(zhì)再進行處理，近些年來被廣泛的應(yīng)用，技術(shù)方案可靠，同時又能利舊車間原有設(shè)備，節(jié)約投資，減少占地，因此對于重整催化劑車間含酸尾氣的首選方案是采用堿液吸收法處理。

1.3 ?重整催化劑車間含酸尾氣治理工藝方案簡述

重整催化劑車間含酸尾氣治理的工藝流程見圖1。

在生產(chǎn)過程中三臺立式活化爐會排放出大量高溫含酸尾氣，將這部分氣體首先引入到石墨急冷器中，用大量的水進行降溫處理，氣體中的氯化氫極易溶解到水中形成稀鹽酸，氣體中不溶于水的空氣和少量的氯化氫氣體通過降溫后進入到分離罐中，分離出的氣體進入到原有的堿液吸收塔，在堿液吸收塔內(nèi)部利用堿液進行酸堿中和反應(yīng)，來吸收剩余的少量氯化氫氣體，然后通過分機入口分液罐進行分液，再通過鼓風(fēng)機排入到大氣中，使車間排放的尾氣能夠滿足國家標注規(guī)范的要求。而分離罐中分離出來的稀鹽酸溶液則通過循環(huán)泵循環(huán)使用，返回到急冷器中，為防止鹽酸受高溫環(huán)境影響[4]，在分離罐與急冷器之間設(shè)置了酸液冷卻器，滿足鹽酸循環(huán)使用的要求。

1.4 ?重整催化劑車間含酸尾氣治理設(shè)備布置簡述

重整催化劑車間含酸尾氣治理的設(shè)備豎面布置簡圖見圖2。急冷器與原三臺立式活化爐煙氣出口布置在同一層平臺上，分離罐與酸液循環(huán)泵按照流程順序依次布置在急冷器的下一層平臺上，滿足管道自流的要求，減少了管道的繞行，防止結(jié)焦、堵塞的放生，方便對裝置溫度和壓力的控制，避免發(fā)生副反應(yīng)。同時將分離罐基礎(chǔ)適當提高到一定高度，使分離罐上部管口法蘭在上一次平臺上面，滿足管口法蘭的安裝空間。

2 ?加氫催化劑車間含氨尾氣治理

2.1 ?加氫催化劑車間含氨尾氣治理的必要性

加氫催化劑車間部分催化劑在載體干燥、轉(zhuǎn)鼓浸漬、干燥和活化等工序在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的氨氣，隨著加氫催化劑車間近些年來對各個工序進行了大量的升級改造，催化劑的產(chǎn)量和產(chǎn)品種類不斷增多，產(chǎn)生的氨氣總量已達到2 000 mg/m?，嚴重的超過國家對氨氣排放標準的要求，導(dǎo)致車間產(chǎn)能大量的減少，甚至部分催化劑的訂單需到外委到其它單位進行生產(chǎn)，對企業(yè)的經(jīng)濟效益造成極大的損失，嚴重制約企業(yè)未來的發(fā)展。同時，氨具有一定的腐蝕性，對人體的眼、鼻、喉等器官有刺激性作用[5]，長時間大量的接觸，對人體的健康危害極大。

2.2 ?加氫催化劑車間含氨尾氣治理技術(shù)方案的選擇

當前含氨尾氣的治理方法主要有物理吸收法、化學(xué)吸收法、催化分解法和生物降解法等[6]，目前使用最多、應(yīng)用最廣泛的就是化學(xué)吸收法和催化分解法。具體比較見表2。

采用催化分解法處理含氨尾氣，對操作工況要求比較高，需要在300 ℃的高溫下進行，不僅增加能耗和生產(chǎn)成本，對操作條件要求比較苛刻，同時還需要外購氨分解所需的催化劑?；瘜W(xué)吸收法不僅應(yīng)用廣泛、操作方便，廠內(nèi)現(xiàn)有的稀硫酸可以作為處理介質(zhì)的，在處理過程中產(chǎn)生含硫酸鹽的污水可以排放到廠內(nèi)現(xiàn)有的污水處理設(shè)施內(nèi)。綜上所述，含氨尾氣治理采用化學(xué)吸收法來說是一個較好的方案[7，8]。

2.3 ?加氫催化劑車間含氨尾氣治理工藝方案

加氫催化劑車間各個工序產(chǎn)生的含氨尾氣集中匯集到一起，引入到新增鼓風(fēng)機的入口管線上，通過鼓風(fēng)機增壓后進入到新建的氨吸收塔的塔底。將廠內(nèi)原有的50%硫酸溶液與水稀釋，使硫酸的濃度達到20%，將配置好的稀硫酸通過氨吸收塔塔底進入吸收塔循環(huán)泵內(nèi)，再通過吸收塔循環(huán)泵將稀釋好的硫酸溶液送入到氨吸收塔塔頂，通過氨吸收塔內(nèi)部的分配器均勻的分布到塔內(nèi)，與通過鼓風(fēng)機送入到氨吸收塔塔底的含氨尾氣在填料表面充分進行接觸，通過硫酸與氨進行中和反應(yīng)，來吸收尾氣中的含氨氣體，經(jīng)過處理的尾氣再經(jīng)過氨吸收塔頂部排入到大氣中，使車間排放的廢氣能夠達到國家標準規(guī)范的要求。具體工藝流程見附圖3。

2.4 ?加氫催化劑車間含氨尾氣治理設(shè)備布置

加氫催化劑車間含氨尾氣治理設(shè)備布置簡圖見圖4。新增的氨吸收塔布置在原裝置廠房內(nèi)的吸收塔構(gòu)架內(nèi)，不需要更改原有構(gòu)架，減少了裝置占地，節(jié)約了大量投資，與氨吸收塔相關(guān)的分液罐和吸收塔底循環(huán)泵一起布置在同一個構(gòu)架上，減少了管道的繞行，新增的鼓風(fēng)機布置在廠房外，上部有防雨棚對鼓風(fēng)機進行保護，防止雨水的腐蝕。

處理的效果 由于氨很容易溶解到水中，再通過酸堿中和反應(yīng)除氨，處理效果較好，可達到新排放指標的要求， 雖然反應(yīng)能夠?qū)狈纸獾暮軓氐?，但是該工藝受到影響的因素很多，因此處理效果不穩(wěn)定。

工程投資 工程費用約200萬 工程費用約600萬適用情況 技術(shù)成熟，操作彈性大，適應(yīng)性強。 反應(yīng)條件苛刻，易導(dǎo)致裝置運行不穩(wěn)。

3 ?結(jié) 論

通過對中石油撫順石化分公司催化劑廠含酸、含氨等工藝尾氣進行回收處理，不僅能夠使生產(chǎn)中排放的工藝尾氣達到國家標準規(guī)范的要求，還能夠減少工藝尾氣對裝置內(nèi)設(shè)備和管道的腐蝕，保證裝置正常平穩(wěn)的運行，解決了催化劑廠訂單外委的不利局面，提高了催化劑廠的經(jīng)濟效益，保證企業(yè)能夠健康平穩(wěn)的發(fā)展，改善了廠內(nèi)及周邊的環(huán)境，減少對人體健康的危害。[9]同時，為今后同類環(huán)保項目也提供了借鑒和參考。

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