探究炼油厂催化裂化装置烟气污染物的治理与建议

李德林（中国石油天然气股份有限公司青海油田分公司格尔木炼油厂，青海 格尔木 816000）

催化裂化为炼油中的二次加工过程，是生产高辛烷值汽油、柴油等油品的必要手段。催化裂化的原料主要为重油，这些油品里有较多的氮、硫、氧等非烃类元素，这些元素会在生产过程中转移到产品或是废料当中，也有部分元素会随着烟气和粉尘进入到环境中，带来环境污染。在炼油厂当中，再生烟气为主要污染源，其中的氮氧化合物物与氧硫化合物会影响设备正常运转，也会造成严重的空气污染，因此，再生烟气的处理成为环保工作的重要内容。

1 催化裂化装置烟气污染物组成及危害

1.1 CO及其危害

待生催化剂再生时，若焦炭燃烧不充分，烟气中会产生CO。CO是环境污染的化合物之一，其会侵入人体血液和神经系统，从而给人体带来较大的伤害。空气中的CO进入人体血液后，能够迅速与血红蛋白结合，从而造成人体缺氧，这也是CO中毒症状。

1.2 氧硫化合物及其危害

催化裂化过程中的氧硫化合物多来自于催化剂烧焦中的烟气，含硫化合物多以H2S形式存在，少部分存在于液体产品当中，剩余部分在待生催化剂中，在高温的条件下会被氧化成氧硫化合物（90%以上为SO2）。氧硫化合物气体具有刺激性气味，排放到大气中会在一定条件下形成酸雨，并与氮氧化合物反应生成新的物质，并有可能对设备造成损坏。

1.3 氮氧化合物及其危害

催化裂化过程中的氮氧化合物多来自于催化剂原料中的氮化物，碱性氮化物经过裂化分解，沉积在催化剂酸性位，在高温条件下同氧气结合成氮氧化合物排放到环境中。和氧硫化合物不同，烟气中氮氧化合物与原理中总含氮量及含氧量有关。还会受到助催化剂（如Pt）及硫转移剂等使用及催化剂重金属等影响。氮氧化合物不但对人体有害，而且还会和烃类气体作用生成光化学烟雾，破坏臭氧层进而危害环境。氮氧化合物也会对炼化厂设备造成应力腐蚀，设备被腐蚀以后，再生系统会变得脆弱甚至出现裂纹，最终影响设备运行周期。

2 烟气污染物的治理

2.1 CO的防治

一方面，采取助燃剂。CO存在主要是因为焦炭燃烧不充分。CO助燃剂能够使再生器密相床层燃烧完全，防止二次燃烧情况出现，减少另外的CO排放，从而减少环境污染。此外，回收烧焦时的热量，提高再生温度，降低催化剂含碳量，还能够提高催化剂活性，减少其循环量及消耗量，提高轻质油回收率，减少焦炭产率，也无需增加设备投资；另一方面，采用CO锅炉。炼化厂将催化裂化产生的CO废弃联合其他废旧气体引入到CO锅炉中，并与辅助燃料（燃料油）燃烧生成CO2，从而减少环境污染。还能回收CO废气能量，产生蒸汽。

2.2 氧硫化合物的防治

催化裂化过程中的氧硫化合物多来自于催化剂烧焦中的烟气，这些氧硫化合物和原料含硫量密切相关，原料硫含量在0.2%以内，经过优化操作，烟气中的氧硫化合物含量能控制在指标以内。如今我国的炼油厂中，氧硫化合物排放非常普遍。在未来几年当中，随着重油裂化及装置掺炼重油比例的增多，氧硫化合物排放问题会更加恶化。如今的氧硫化合物控制手段包括以下三个方面：原料加氢脱硫、再生烟气脱硫、硫转移。

2.3 氮氧化合物防治

正常条件下，原料中会有近50%的氮元素集中在焦炭中，若经过完全再生，焦炭中会有10%左右氮元素转化为氮氧化合物存在烟气中，这与原料中含氮量及烟气中氧含量有关。再生烟气中的氮氧化合物主要为NO，因此，对氮氧化合物的控制就是对NO的控制，这种控制主要分为三种手段：原料加氢处理、降低氮氧化合物助剂含量、再生烟气脱硝技术。

3 关于烟气污染物排放的建议

3.1 污染源控制

从源头控制污染物，原料经过加氢预处理；选择高效的催化剂，配以高效旋分器；优化工艺操作，改进催化剂分布器形式，控制过剩含氧量。

3.2 开发高效助剂

借助于国外先进的烟气污染物技术，开发炼化厂自身的降低烟气污染的三效助剂，其能够降低氧气中一氧化碳、氮氧化合物、氧硫化合物的含量，同时还能够应用到其他领域当中，降低运营成本。

3.3 开发新型技术

对现有的烟气处理技术进行优化，开发新的技术，并与助剂组合应用。对于像我单位这样的炼油厂来说，配合使用助剂能够有效降低烟气处理成本，提高企业经济效益。

4 结语

随着人们对环境保护问题的重视，节能减排理念开始慢慢深入到每个公民的心中，像本单位炼油厂这样的催化裂化装置烟气排放问题也已经引起了管理层的普遍重视，因此，我们采取必要方法减少烟气污染物的排放。本文从催化裂化装置烟气污染物排放以及治理现状出发，对烟气污染物治理过程中的脱硫技术进行了详细的阐述，并最终给出了相关建议，如控制污染源、开发新型助剂、研究新型技术。

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