公司瓦斯S含量高原因分析及解決措施

劉永新

摘 要：大連石化公司一聯合裝置開工后向瓦斯管網排放瓦斯的部位增加同時瓦斯中S含量也大幅提高，瓦斯管網S含量高成為制約生產裝置工藝加熱爐平穩運行的主要因素之一。本文通過對公司生產裝置排放瓦斯的現狀進行摸底排查并分析造成瓦斯管網S含量高的原因，同時也提出了相應的解決措施，爭取使瓦斯管網S含量降至小于100ppm，這樣一方面可以大大降低了加熱爐露點腐蝕溫度，另一方面也能達到節能減排的目的。

關鍵詞：瓦斯管網 S含量 工藝加熱爐 露點腐蝕 脫硫設施 監控平臺 節能減排

1背景

瓦斯是大連石化公司重要的動力系統之一，它承擔著為生產裝置工藝加熱爐提供燃料的任務。其平穩、安全、可靠運行是加熱爐乃至生產裝置穩定運行的保證，也是實現全公司“安、穩、長、滿、優”運行的目標的前提。然而隨著公司加工原油硫含量的逐漸升高，二次加工裝置（尤其時加氫裝置）原料的S含量也不斷升高并最終使得生產裝置直接或間接排放到瓦斯管網的瓦斯S含量也逐漸升高，達到上百甚至上千ppm。瓦斯管網S含量高給加熱爐的優化平穩運行產生很大影響，主要體現為：一方面瓦斯中S主要以H2S的形式存在，H2S與Fe2O3反應生成的硫酸鹽會堵塞加熱爐火嘴，頻繁對火嘴進行清洗既降低加熱爐的熱負荷進而影響裝置加工量又會降低火嘴的使用壽命；另一方面燃燒后產生的SO2和SO3會在加熱爐的低溫部位（如對流段、煙道等）發生露點腐蝕造成襯里脫落、對流段爐管泄露等問題。為了避免露點腐蝕的發生就需要提高加熱爐排煙溫度，從而增加了裝置的燃料消耗[1]；最后含有大量SO2和SO3的高溫煙氣直接排入大氣會對環境造成污染。

2生產裝置排放瓦斯現狀

為了弄清生產裝置向瓦斯管網排放瓦斯的狀態以及S含量的高低，對公司所有生產裝置連續或間斷排放瓦斯的情況進行調查。通過調查發現有六套裝置排放到瓦斯管網的S含量經常超過工藝指標并且有時能高出上百倍，這些排放點分別是：

（1）420萬輕烴脫硫后干氣

420萬輕烴回收脫硫后干氣現階段需要連續排入瓦斯管網（如圖1）。通過對脫后干氣S含量跟蹤發現其經常超過工藝指標要求（要求小于50ppm），造成脫硫后成績不穩定的主要因素是干氣脫硫塔進料量時常波動而貧胺液流量調節不及時。

（2）400萬柴油加氫脫硫低分氣

400萬柴油加氫脫硫低分氣現階段也是連續排到瓦斯管網中（如圖2所示），其脫后S含量不合格（要求小于20ppm）也是由于脫硫塔進料量波動引起的。

（3）360萬加氫裂化脫硫后低分氣和富胺液罐閃蒸氣

360萬加氫裂化富胺液罐閃蒸氣需要連續排入管網，雖然經過貧胺液二次吸收但因其H2S濃度高所以閃蒸氣中仍然含有H2S；脫硫后低分氣在下游裝置出現異常情況下需要向瓦斯管網排放，通過跟蹤脫硫后S含量發現有時也有超指標時候。

（4）60萬重整

60萬重整連續向瓦斯管網排放且S含量較高的點主要包括：預加氫單元排放的廢氫氣、蒸發塔頂干氣和拔頭油汽提塔頂干氣。因原料石腦油中S大部分從這三股干氣中排放出來而且又沒有脫硫措施，所以會對瓦斯管網S含量帶來影響。

（5）350萬催化脫硫后火炬氣

350萬催化火炬氣脫硫裝置是將從火炬線中回收的含硫氣體進行脫硫后再返回到瓦斯管網，因回收的氣體流量變化較大以及貧胺液流量調整不及時造成脫硫后瓦斯S含量經常超標（要求小于300ppm）。

⑹老加氫低分氣

老區加氫包括80萬柴油加氫、20萬汽油加氫和20萬石蠟加氫三套裝置。80萬柴油加氫（暫時沒開工）連續排到瓦斯管網的部位包括高分氣、低分氣和汽提塔頂氣；20萬石蠟加氫排放點有A、B套的高分氣和低分氣；20萬汽油加氫排放點包括高分氣和汽提塔頂氣。現在所有這些氣體都未經脫硫而直接排放至瓦斯管網，如圖7所示。

3影響瓦斯管網硫含量的原因分析

通過此次對全廠所有生產裝置排入瓦斯管網的部位進行排查后發現對瓦斯管網S含量影響較大的排放點主要集中在上述六個部位，導致這些排放點S含量超標的主要原因是：

⑴420萬輕烴脫硫后干氣：受干氣脫硫塔（C-1261）進料量（有時都超過設計負荷）、波動時貧胺液流量調整不及時以及貧胺液濃度等影響，導致脫硫后干氣S含量超標（指標要求﹤100ppm），再加上本身干氣量就比較大，所以說其對瓦斯管網S含量的影響較大。

⑵400萬柴油加氫脫硫后低分氣：造成該脫硫低分氣不合格的原因主要還是干氣流量、貧胺液濃度和溫度的波動，所以在S含量超標時會對瓦斯管網S含量產生影響較大。

⑶360萬加氫裂化脫硫后低分氣和富胺液罐閃蒸氣：富胺液閃蒸罐的作用是將循環氫脫硫塔和低分氣脫硫塔吸收H2S后的富胺液中的烴類閃蒸出來。閃蒸出的烴類雖然用貧胺液進行二次吸收，但因富胺液中H2S含量非常高（可達幾萬甚至幾十萬ppm）所以不可避免的會攜帶部分H2S進入管網，從而對瓦斯管網S含量產生影響。脫硫后低分氣受到裝置本身以及渣油加氫來的干氣量、貧胺液濃度和溫度的影響，其脫硫后S含量也時常超指標，所以在排放管網時就會對其S含量造成影響。

⑷60萬重整預加氫循環氫和塔頂回流罐頂氣：雖然預加氫單元加工的原料S含量較低（﹤300ppm）但連續排放的循環氫和塔頂回流罐不凝氣中H2S含量也是很高的，而且這些干氣都沒有經過脫硫而是直接排放到瓦斯管網，因此會對瓦斯管網S含量帶來影響。

⑸350萬催化脫硫后火炬氣：火炬氣脫硫是為解決一聯合開工后氣體回收的火炬氣中硫含量高的問題而新建的脫硫裝置。它將氣體火炬壓縮機出口的含硫氣體與貧胺液在脫硫塔內進行逆向接觸脫硫，脫硫后的氣體返回到瓦斯管網。因氣體火炬開/停壓縮機造成瓦斯流量的增/減、火炬氣中S含量的變化、貧胺液循環量、貧胺液濃度和溫度等因素的變化，使得脫硫后火炬氣S含量超標（正常要求﹤300ppm）。因此說火炬氣脫硫裝置脫硫后成績的好壞直接決定著瓦斯管網S含量的高低，要盡量保證平穩操作。

⑹老區加氫低分氣：80萬柴油加氫停工后老區加氫只有20萬汽油加氫和20萬石蠟加氫的高/低分氣需要連續排放到瓦斯管網（脫硫設施已建未投用），盡管原料S含量均較低但干氣直接排入瓦斯管網還是會在一定程度上影響到瓦斯管網S含量的。

綜上所述，造成瓦斯管網S含量高的原因主要體現在兩方面：一是有未經過脫硫的干氣直接向管網排放；二是脫硫裝置操作異常導致脫硫后S含量超標[2]。

4建議和措施

針對上述造成瓦斯管網S含量高的原因，采取以下措施來盡可能的降低S含量以達到加熱爐優化運行的目標：

⑴增加新的脫硫措施，保證S含量合格的干氣排放瓦斯管網。這項措施主要是針對60萬重整預加氫單元排放的循環氫以及回流罐頂不凝氣，為減少投資成本可以考慮將這部分干氣送到老區加氫新建的脫硫裝置進行脫硫。

⑵新建脫硫裝置要盡快投用，以降低S含量。這項措施是針對老區加氫而言的，老區加氫已新建了脫硫裝置但一直未投用，建議盡快投用從而評估其對瓦斯管網S含量的影響。

⑶現有脫硫裝置要加強平穩操作，保證脫硫后干氣合格。尤其是420萬輕烴回收尾氣/干氣脫硫、350萬催化火炬氣脫硫、360萬加裂低分氣脫硫和600萬煤/柴油加氫低分氣脫硫，一要盡量保證干氣進料量的平穩；二要及時根據進料量的變化和脫硫干氣S含量來調整貧胺液的循環量；三要保證貧胺液濃度（不要超過35%）、溫度和H2S含量以達到最佳的脫硫效果；四要優化干氣脫硫流程，（如將加裂富胺液罐閃蒸氣送到低分氣脫硫塔進行再次脫硫）達到充分脫除S的目的。

⑷做好對瓦斯管網S含量影響大的部位的監控，做到早發現、早調整、消除對管網的影響。一方面建立排放部位尤其是上述六個對管網S含量影響大的部位的監控平臺，實時跟蹤排放流量的變化并根據情況及時做出調整以消除對瓦斯管網的影響；另一方面對上述六個部位S含量與瓦斯管網S含量變化進行跟蹤，確定各點對瓦斯S含量的影響的比例關系。

⑸制定和完善針對未脫硫/脫硫后S含量不合格的干氣排放瓦斯管網的管理制度，通過加強管理的方式來解決瓦斯管網S含量高的問題，最終達到加熱爐優化平穩運行的目標。

5結論

通過采取以上措施并加強管理來解決瓦斯管網硫含量高的問題能夠實現如下三個目標：

⑴瓦斯管網中S含量將至小于100ppm以下。

⑵加熱爐外排煙氣中SO2含量達到≤550mg/m3的環保控制指標，降低了SO2對環境的污染。

⑶加熱爐煙氣的露點腐蝕溫度降到140℃，在減少了燃料消耗的同時也達到節能減排的目的。

參考文獻：

[1] 范冬梅.提高加熱爐熱效率及防止露點腐蝕的措施.石油化工腐蝕與防護，2004，（03）

[2] 胡曉應.影響干氣脫硫效果因素分析.石油化工設計，2002，（02）.