石化催化裂化装置的脱硫工艺研究之化工论文

来源：职称驿站所属分类：化工论文发布时间：2012-01-13 09:38:58浏览：次

　　摘要：随着人们对环境保护的日益重视，石油加工行业越来越重视对脱硫技术的研究。本文就石化催化裂化装置的脱硫工艺进行研究，具有一定的参考价值。
　　关键词：石化论文；催化裂化装置论文；脱硫工艺；研究
　　前言
　　随着人们对环境保护的日益重视，石油加工行业越来越重视对脱硫技术的研究，我国的催化裂化装置也将面临着烟气排放的限制。本文就石化催化裂化装置的脱硫工艺进行研究。
　　2.对原料进行处理
　　原料加氢处理是一种有效的SO2控制方式,通过降低原料的硫含量,催化裂化焦炭的硫含量也相应降低,烟气中SOx浓度从而随之下降,但上述两个硫含量之间并非线性关系,因为最难加氢的含硫化合物最容易残留在焦炭上,因而当加氢脱硫率达90%时,烟气中的SOx浓度只减少75%~80%、而加氢脱硫率达到95%~99%时,烟气中的SOx浓度可降低94%~98%。过去的文献中曾多次报导催化裂化原料加氢预处理和催化裂化组合工艺的特点和优越性,认为在改善产品质量、增加轻质油收率以及减少大气污染等方面效益十分显著。虽然加氢处理装置的投资和操作费用都很高,但当装置规模大和脱硫深度高时是合算的。
　　3.氧化还原法
　　氧化还原法即利用克劳斯反应将SO2和H2S还原成单质硫加以回收利用。其基本原理是利用燃烧过程中不完全燃烧所产生的CO及水煤气变换反应所生成的H2作为还原剂,将烟道气中的SO2选择性的直接还原为元素硫,这既能消除烟道气中的SO2,又能获得有用的化工产品硫磺
　　4.再生烟气处理论文
　　FCC原料中所含硫的45%~55%在反应器中以H2S形式存在,其余35%~45%的硫存在于液体产品中、另外的5%~10%沉积在待生催化剂的焦炭中。在FCC再生器中,焦炭上的硫约有90%氧化成SO2,其余氧化成SO3。再生烟气处理技术虽然可使SO2排放减少90%以上.但是投资和操作费用较高。烟气处理是一种洗涤工艺。烟气与一种吸附剂反应消除迅速。再生烟气洗涤工艺现在已广泛应用,主要有以下几种工艺。
　　4.1湿法洗涤
　　（1）EDV烟气脱硫技术
　　 Belco公司开发的EDV湿法洗涤技术[3],从1994年开始工业应用以后,已显示出其优异的操作性和可靠性。EDV系统由洗涤系统和洗涤液处理系统组成,洗涤系统由喷林塔、过滤器和液滴分离器组成。再生器出来的烟
　　气进入喷林塔,立即被急冷至饱和温度,而后与含有脱硫剂的喷射液滴接触,脱除颗粒物和SOX。饱和气体离开喷林塔后直接进入过滤器,通过饱和、浓缩和过滤除去细颗粒。为保证烟气中没有液滴,烟气进入液滴分离器。从洗涤系统排出的洗涤液包括悬浮的细小颗粒及溶解的亚硫酸钠和硫酸钠。洗涤液处理系统可以将固体悬浮物分离,并且将亚硫酸钠氧化为硫酸钠降低COD值,从而可以进入炼厂水处理系统或直接排放。系统包括一个澄清池脱除悬浮固体,以及一个过滤器。氧化系统为一个塔,空气出入塔内,将亚硫酸钠氧化为硫酸钠。
　　（2）THIOPAQ生物法工艺论文
　　 UOP公司的开发的THIOPAQ生物法可同时用于脱硫和硫磺回收,洗涤液再生后可循环使用,是一种安全、可靠、高效率、低成本的处理含硫废液的工艺技术。该法SO2吸收率可达99%,颗粒物脱除率大于85%。现在世界上已有20套THIOPAQ装置在造纸、化工、采矿及炼油业中运转。THIOPAQ好氧系统与厌氧系统串联使用可用于炼油厂FCC装置烟气脱硫。烟气经洗涤塔洗涤后,脱除SO2,在碳酸氢钠洗涤液中生成亚硫酸盐,然后进入厌氧生物反应器,在还原微生物作用下,亚硫酸盐还原为硫化物(用H2作还原剂)。
　　从厌氧生物反应器出来的含硫化物的洗涤液,在自身重力作用下,流入好氧生物反应器。在此,硫化物在好氧微生物作用下转化为硫,再生后的洗涤液循环回到洗涤塔。该工艺用于炼厂的烟气脱硫,烟气处理量一般为6000m3/h,其SO2含量为0.07％(摩尔分数),SO2脱除率为98％左右。
　　（3）WGS烟气脱硫技术论文
　　 Exxon公司是最早从事FCC装置烟气排放技术研究的的公司,典型的工艺为WGS工艺。1974年建成第一套湿式气体洗涤系统,到1999年,已建成15套。烟气量处理最大的为1290dam3/h,可达到94%～97%的脱硫率。该工艺由两个主要部分组成:湿式气体洗涤器(WGS)和净化处理单元(PTU)。烟气首先进入WGS洗涤器,并在其中脱除颗粒和SOX。WGS主要包括一个文丘里管和一个分离塔。碱性液体与烟气同向进入文丘里管,洗涤液体在缩径段的壁上形成一层薄膜,然后在咽喉段的入口处被分割成液滴,由于相对速度差的存在,气体与液滴间发生惯性碰撞,颗粒在咽喉段被捕捉,SOX在咽喉段和扩径段被脱除。液体和碱性物(如NaOH)直接进入分离塔,洗涤液在分离塔中初步净化,以保持系统中固体和溶解盐的浓度平衡,而后循环使用,其中部分进入PTU进一步处理,将化学需氧量和悬浮物降到合理的水平。
　　（4）EP-Absorber技术
　　 Lurgi公司的EP-Absorber是一个带有湿式静电除尘器(WESP)的逆流式碱性吸收器,可用于控制来自FCCU的SO2、粉尘和酸雾。具有压降低,能控制硫酸排放,气流通道畅通,适用于寒冷气候操作的独有填料设计,与FCCU和LSTK装置相匹配的力学设计特征等优点。该吸收器能达到99％的脱硫率,并能部分去除来自FCCU的催化剂粉尘。该吸收器的洗涤段装有四排喷头,下面三排正反向双向喷淋,上面一排向下喷淋。正向喷淋有两个优点,与气流同向时能使压降最小化;与附近喷头的反向流碰撞时能产生二次喷淋。吸收器湿式静电除尘器的正上方有一个装有填料的容器。
　　 4.2干法和半干法洗涤
　　干法工艺使用一种干粉作吸收剂,而半干法工艺使用一种湿的吸收剂但做成一种干粉来用。例如,喷雾干燥使用一种细的雾状石灰或苏打粉生产一种干的SOx的吸收剂。这种吸收剂在一个颗粒回收系统如一个布袋过滤器中被捕获,同时在水气中被捕获的还有其它颗粒。干法和半干法工艺包括:使用石灰或苏打粉的喷雾干燥,循环流化床和化学碱及天然碱干燥吸收剂。干法和半干法工艺优点是不降低排气温度,扩散效果好,没有水污染处理问题。缺点是其吸附反应仅在固体表面进行,而内部反应时间长,要求具备大型吸附塔,并需要大量吸附剂。
　　 4.3湿烟气制硫酸工艺论文
　　 HaldorTopseA/S公司的湿气催化氧化制硫酸工艺(WSA)是一个独特的工艺,用于从含SO2的炼油厂尾气或有色金属矿焙烧炉烟气中回收硫。WSA工艺可以用来从FCC再生烟气中除去SOx,并生产商业级(质量分数93·0%~98·5%)的浓硫酸。
　　5.使用硫转移剂
　　采用SOx转移剂是一种利用催化剂在线控制SOx排放的很有希望的技术。当原料的硫含量不很高时,即使SOx转移剂的价格是传统催化剂的3倍,催化法控制SOx也显示出其经济性。该工艺增加的费用比传统的再生烟气洗涤法的操作费用低,并且节约投资。
　　 SO2转移剂将SO2氧化成SO3后再生成硫酸盐。硫酸盐在再生器必须是稳定的,而且在反应器中能以硫化氢的形式将硫释放出来。SOx转移剂必须能在FCC的条件下操作,而不降低裂化催化剂的性能。SOx转移剂也必须有适宜的物理性能和化学性能,并且不改变FCC产品的收率。
　　 SO2转移剂有两类:固体金属盐助剂和液体金属盐助剂。其中,后者是用喷射的方法将液体金属盐浸制到助剂载体上。前者则有两种制备方法:一是将SOx转移剂和裂化催化剂一起制成复合剂;而更好的方法是将SOx转移剂单独加入装置中。操作人员可通过改变SOx转移剂的加入量将SOx的排放控制到要求的水平。FCC催化剂颗粒和SOx转移剂颗粒在相对密度和筛分组成方面要互相匹配,以适应最适宜的流化床操作条件。
　　6.结语
　　总之，加强对于石化催化裂化装置的脱硫工艺进行探讨，具有较大的经济价值和社会效益，值得深入探讨。
　　参考文献：
　　[1]于洪,李淑杰,王晓南,李崧延.组合脱硫工艺在重油催化裂化装置上的应用[J].炼油与化工,2010,(03).[2][叶庆国,张书圣.酸性废气脱硫工艺中N~-甲基二乙醇胺降解反应产物的研究[J].高校化学工程学报,2001,(01).[3]M.S.Dupar,邱晓林.MDEA/DEA混合胺的实验室和工厂装置数据的比较[J].天然气与石油,2000,(01).
　　[4]陈赓良.醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望[J].石油与天然气化工,2003,(03).[5]徐培福.浅谈几种脱硫工艺的区别[J].中国橡胶,1997,(12).