硫磺回收尾氣SO2排放超標(biāo)的原因及應(yīng)對(duì)措施

于宏 (錦西石化重油催化車間， 遼寧 葫蘆島 125000)

硫磺回收尾氣SO2排放超標(biāo)的原因及應(yīng)對(duì)措施

于宏 (錦西石化重油催化車間， 遼寧 葫蘆島 125000)

本文介紹了錦西石化硫磺回收裝置的尾氣排放現(xiàn)狀，裝置的運(yùn)行情況。詳細(xì)分析了影響硫磺尾氣排放的原因和應(yīng)對(duì)措施。

硫磺回收 尾氣排放 SO2超標(biāo)

1 前言

面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，國(guó)家環(huán)保部門對(duì)于化工生產(chǎn)尾氣排放要求也日漸提高。以硫磺回收裝置為例；新的環(huán)保法要求硫磺裝置尾氣排放中SO2含量小于400mg/m3。對(duì)于這樣嚴(yán)峻的要求，尾氣SO2排放濃度將成為煉化板塊創(chuàng)先爭(zhēng)優(yōu)的重要指標(biāo)。因此，研究影響尾氣SO2排放濃度的因素，成為了今后硫磺回收裝置發(fā)展的迫切需要。

2 影響因素的分析

2.1 酸性氣質(zhì)量

酸性氣質(zhì)量是影響總硫回收率以及尾氣SO2排放的主要因素。重催酸性氣來(lái)源有三路：胺液集中再生酸性氣、尾氣胺再生酸性氣和汽提酸性氣。胺液集中再生酸性氣質(zhì)量受脫硫裝置中含硫干氣、液態(tài)烴H2S含量、脫硫裝置操作平穩(wěn)程度以及上游裝置外來(lái)富胺液H2S含量；且由于外來(lái)富胺液的量和來(lái)源復(fù)雜，對(duì)于集中再生酸性氣來(lái)說(shuō)上游裝置的操作情況對(duì)再生酸性氣質(zhì)量的影響非常大。因此對(duì)于集中再生酸性氣而言，影響集中再生酸性氣質(zhì)量的即為上游裝置的操作情況。就汽提酸性氣和尾氣胺再生酸性氣而言，其質(zhì)量則也受控于其裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，但一般情況下變化不大。對(duì)于此三路酸性氣，應(yīng)防止汽提酸性氣帶水、帶氨和集中再生酸性氣帶烴；而防止外來(lái)富胺液帶烴是關(guān)鍵。

2.2 尾氣吸收塔C3502的吸收效果

硫磺回收裝置尾氣吸收塔C3502吸收效果的評(píng)價(jià)主要可以從以下方面進(jìn)行：尾氣吸收塔內(nèi)溫度控制、進(jìn)塔貧液(MDEA)量以及貧液質(zhì)量。首先，貧液質(zhì)量這一要素是討論其他條件的基礎(chǔ)，而貧液溫度和進(jìn)塔貧液量則決定了吸收尾氣中SO2的程度。在一般的操作條件下，貧液溫度降低值與凈化尾氣中H2S濃度的下降率大致存在表1所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)。

表1 貧液溫度下降與脫硫效率的對(duì)應(yīng)關(guān)系

進(jìn)塔貧液量增加可以在一定程度上提高吸收效率，降低尾氣中SO2的含量，但由于貧液量的提高受設(shè)備限制，提高貧液循環(huán)量會(huì)增加能耗，過(guò)大會(huì)引起吸收塔沖塔，故實(shí)際生產(chǎn)中很難使用提高貧液循環(huán)量的方法降低尾氣中SO2的含量。

貧胺液的質(zhì)量對(duì)尾氣中SO2的含量影響極為顯著，在其他參數(shù)不變的情況下，貧液質(zhì)量和尾氣中SO2的含量的關(guān)系如表2，可見(jiàn)控制好貧液質(zhì)量對(duì)降低尾氣SO2的含量至關(guān)重要。

表2 貧液H2S含量與尾氣SO2含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系

2.3 制硫單元的轉(zhuǎn)化率

硫磺裝置制硫單元的轉(zhuǎn)化率高低直接決定了裝置的總硫回收率，同時(shí)也直接影響著吸收、再生單元的負(fù)荷，因此如何提高制硫單元轉(zhuǎn)化率對(duì)于降低硫磺裝置煙氣SO2排放濃度至關(guān)重要。

2.4 加氫反應(yīng)器R3503中氫氣含量的變化

加氫反應(yīng)器R3503中主要進(jìn)行的是將SO2加氫還原成H2S的過(guò)程。在這一過(guò)程中，過(guò)剩H2含量的多少，決定著反應(yīng)程度的大小。如上游制硫單元配風(fēng)過(guò)大，生成過(guò)多的SO2進(jìn)入加氫反應(yīng)器，加氫反應(yīng)器出口氫氣含量將迅速下降，這時(shí)雖然加氫反應(yīng)器內(nèi)的溫降很大，但由于氫分壓的降低，過(guò)程氣中的SO2仍然無(wú)法完全反應(yīng)，直接穿過(guò)吸收塔和焚燒爐排放到大氣中。且在穿過(guò)吸收塔時(shí)會(huì)與脫硫劑(MTBE)反應(yīng)生成難以再生的絡(luò)合物而影響脫硫劑再生效果，進(jìn)一步增加尾氣中的SO2含量。

3 對(duì)策

3.1 穩(wěn)定酸性氣量，減少酸性氣波動(dòng)

加強(qiáng)上下游裝置聯(lián)系，穩(wěn)定裝置操作，防止酸性氣帶水、帶烴；及時(shí)配風(fēng)保證H2S/SO2比值1～4提高總硫回收率。

3.2 保證尾氣吸收塔C3501進(jìn)塔貧液質(zhì)量

密切關(guān)注貧液質(zhì)量，保證再生蒸汽壓力和量平穩(wěn)，當(dāng)貧液中H2S含量過(guò)高時(shí)，及時(shí)調(diào)整溶劑再生塔操作，適當(dāng)提高再生塔塔底蒸汽量，確保貧液保持較低H2S含量。

3.3 穩(wěn)定配風(fēng)，保持制硫單元的高轉(zhuǎn)化率

2013年硫磺回收裝置擴(kuò)能改造后采用高強(qiáng)力單火嘴單區(qū)燒氨、外摻合兩級(jí)轉(zhuǎn)化制硫工藝，保證過(guò)程氣中殘留的NH3小于50ppm。進(jìn)爐空氣及酸性氣采用蒸汽預(yù)熱，提高爐膛溫度。酸性氣燃燒爐采用新流型燃燒器，更好地適應(yīng)酸性氣中雜質(zhì)含量和裝置操作負(fù)荷的變化，提高硫回收率。一二級(jí)反應(yīng)器采用高效催化劑，提高Claus段的H2S轉(zhuǎn)化率。

3.4 及時(shí)應(yīng)對(duì)操作波動(dòng)，保證氫氣過(guò)剩量

當(dāng)發(fā)生操作波動(dòng)時(shí)，立即調(diào)節(jié)H2量，及時(shí)聯(lián)系取樣分析，確保氫氣含量在2%～5%，防止因H2含量低于2%時(shí)，造成SO2過(guò)剩和還原后的H2S在后路中繼續(xù)反應(yīng)，生產(chǎn)硫磺堵塞設(shè)備、管線。

4 總結(jié)

(1)協(xié)調(diào)上游裝置，減少酸性氣波動(dòng)是降低尾氣SO2排放濃度的前提；(2)采用優(yōu)質(zhì)、高效的催化劑及級(jí)配方案，可進(jìn)一步提高H2S轉(zhuǎn)化率和有機(jī)硫水解率，從而降低溶劑吸收單元負(fù)荷，有利于降低SO2排放濃度； (3)選擇高效的脫硫溶劑和較低的貧液溫度，有助于降低SO2排放濃度。

[1]陳賡良.SCPT法尾氣處理工藝技術(shù)進(jìn)展.2003,34(10)：28.

[2]李鵬,劉愛(ài)華.影響硫磺回收裝置SO2排放濃度因素分析.石油煉制與化工,2013,44(4)：75.79．