煤焦油餾分加氫排放的酸性廢氣處理技術探討

劉卓衢，劉加德

（四川天一科技股份有限公司，四川成都 610225）

煤焦油餾分加氫排放的酸性廢氣處理技術探討

劉卓衢，劉加德

（四川天一科技股份有限公司，四川成都 610225）

分析了煤焦油分餾加氫過程中產生的酸性廢氣的來源和特點，介紹了處理酸性廢氣的方法及工藝特點，并針對實施過程中出現的問題提出了進一步改進的意見

煤焦油；酸性廢氣；處理技術

1 概述

目前中國已成為僅次于美國的世界第二大能源生產與消費國、世界第一大煤炭生產與消費國、世界第三大石油消費國。同時，全國煤焦油產量已超過1 500萬t/a，而煤焦油實際深加工量不足800萬t/a，資源浪費嚴重。隨著煤焦化產業的發展，煤焦油的產量在不斷增加，因此煤焦油的清潔加工對我國的經濟發展有著深遠影響。煤焦油加氫屬于國家發展和改革委員會2011年3月27日發布的《產業結構調整指導目錄（2011年本）（2013修訂）》規定的“第一類 鼓勵類”中“八、鋼鐵”的“2、煤焦油精深加工、焦油加氫處理、焦爐煤氣高附加值利用等先進技術的研發與應用”范疇，同時也屬于《焦化行業準入條件》（2014修訂本）中第八條“鼓勵焦化企業采煤焦油加氫等節能減排、清潔生產和綜合利用技術”。煤焦油加氫轉化制取精制油，生產市場價值高、市場需求量大，具備清潔轉化煤焦油功能。但在加氫過程中產生的酸性廢氣，含有H2S、NH3、H2以及碳氫化合物等，直接排入大氣，對大氣環境會造成嚴重污染。因此，如何處理酸性廢氣，達到環保要求，具有重要的戰略意義。

2 酸性廢氣的來源及特點

以某20萬t/a煤焦油餾分加氫項目為例，其煤焦油加氫精制的流程主要分為：原料預處理、加氫精制、加氫裂化及穩定分餾等4個過程。因此在生產過程中產生的酸性廢氣主要來源于以下幾個工段：

1）加氫精制工段冷高分罐排放氣；

2）加氫裂化工段冷高分罐排放氣；

3）加氫工段冷低分罐排放氣；

4）加氫后穩定（脫輕）塔塔頂冷凝尾氣。

其組成詳見表1。

表1 酸性廢氣的組成

由表1可知，酸性氣體基本為：H2、H2S、C1～C4及其他碳氫化合物混合油氣，連續排放量較大，具有較高的熱值。

3 酸性廢氣的處理方法

3.1 克勞斯法

克勞斯（Claus）法是一種比較成熟的多單元處理技術，是目前應用最為廣泛的硫回收工藝。根據過程氣中H2S體積百分比的高低，分別采用直流克勞斯法、分流克勞斯法、直接氧化克勞斯法。其工藝過程為含有H2S的酸性氣體在克勞斯爐內燃燒，使部分H2S氧化為SO2，然后SO2再與剩余的未反應的H2S在催化劑作用下反應生成硫磺。我國大中型煉油廠均采用傳統的克勞斯工藝方法處理含H2S酸性氣體，并制取硫磺，該方法只回收了H2S中的硫，而所富含的氫在燃燒過程中生成了水[1]。從資源的綜合利用方面來看，是對氫資源的浪費。因此，研究更佳的含H2S酸性氣處理方法以回收其中的氫，是合理利用資源及保護環境的重要課題。

3.2 堿液吸收法

堿液吸收法主要原理為酸堿中和反應，將酸性氣體中的H2S與氫氧化鈉溶液進行反應，反應原理如下：

該方法目前在國內已成功應用于工業裝置。其主要流程為：

來自加氫裝置的酸性廢氣匯合經緩沖罐緩沖、氣液分離后，進入穩壓罐再經壓力調節后進入水洗塔。在塔內經水洗脫氨，洗去酸性氣中所含的氨。水洗塔塔釜含氨廢水經含氨廢水泵升壓，一部分與脫鹽水混合后加入塔上部作為洗滌液，余下酸性廢水送汽提裝置。塔頂部排出的含氨0.03～0.05g/m3（標）的廢氣進入硫化氫吸收塔下段。塔頂加入含有新堿液的硫氫酸鈉溶液洗滌，塔下段采用空噴塔大流量硫氫酸鈉循環吸收脫除其中65%～70%的硫化氫，剩余的硫化氫經水洗塔上段加入的新堿液洗滌，凈化后的尾氣送入燃料氣管網。

硫氫化鈉的生產過程以25%～30%氫氧化鈉溶液為吸收劑，與硫化氫反應生成硫化鈉，隨著吸收硫化氫的不斷增加，逐漸生產硫氫化鈉。

為防止水洗塔硫銨和硫化氫吸收塔硫氫酸鈉夾帶，塔頂設有捕霧層。為控制水洗塔及硫化氫吸收塔的反應溫度小于50℃，采用水洗塔循環液冷卻器冷卻水洗塔循環液，循環冷卻器冷卻硫氫酸鈉母液。產品硫氫化鈉經硫氫化鈉槽貯存，定期用產品輸送泵送出界外裝車。

酸性廢氣經該法處理，H2S的去除率可達99%以上，含硫量很低的尾氣其低熱值較高，正常情況下遠高于焦爐煤氣熱值，因此可作為燃料，減少裝置能耗。

4 結論

采用堿液吸收法生產硫氫化鈉產品，處理后尾氣作為燃料二次利用的方法處理煤焦油加氫裝置的酸性廢氣，其H2S的處理率達到99%以上[2]，工藝較克勞斯法簡單，投資少，無二次污染，在達到環保排放要求的同時，還具有良好的經濟效益。

[1]汪家銘.超級克勞斯硫磺回收工藝及應用[J].天然氣與石油，2009，27（5）：29-31.

[2]李嵐.煉油廠酸性廢氣的處理及應用[J].化工環保，2010，30（1）：59-61.

Acid Gas Treatment Technology of Coal Tar Distillate Hydrogenation Emissions

Liu Zhuo-qu，Liu Jia-de

This paper analyzes the distillation of coal tar hydrogenation process produces an acidic gas sources and characteristics，describes methods for treatment of acid waste gas and process characteristics，and for the problems that arise during implementation made further suggestions for improvement

coal tar；acidic gas；treatment technology

TB64

A

1003–6490（2016）04–0007–01

2016–04–17

劉卓衢（1982—），女，四川廣漢人，工程師，主要從事加氫工藝研究工作。