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解析石油炼制过程硫及氮资源化回收技术

2021-05-14边树源

锦绣·上旬刊 2021年6期
关键词:硫化氢烟气资源化

摘要:原油是一种由含硫、氧、氮等元素与碳氢等元素形成的硫化物、氮化物、氧化物、胶质、沥青质等物质构成的混合物。本文介绍了石油炼制过程中,硫、氮的资源化回收技术,以期提升原油中硫、氮元素的利用率,希望能够给读者带来启发。

关键词:石油炼制;硫;氮;资源化回收技术

引言:

在社会经济不断增长的背景下,环境污染问题越发突出,现阶段,在石油炼制过程中,应用硫及氮资源化回收技术,不仅可以减少原油的加工损失率,还可以减少硫氧化物、氮氧化物氨氮等污染物的排放量,为环境保护工作作出贡献。

一、石油炼制过程中硫的资源化回收技术

原油中含硫化合物主要包括单质硫、硫化氢、硫醚、硫醚类、硫醇类、二硫化物以及包括噻吩、苯并噻吩奈苯并噻吩及其烷基衍生物等在内的杂环化合物。在开展石油炼制工作的过程中,相关工作人员可以依据不同的含硫化合物采用不同的资源化回收技术,以便提升硫的利用率。

(一)硫化氢回收技术

1.酸性水汽提法

在利用酸性水汽提法回收硫化氢的过程中,工作人员可以以石油炼制上游工艺装置产生的含硫污水作为原料,并将原料投入酸性水汽提装置当中,采用单塔常压汽提工艺、单塔加压侧线抽氨工艺或者双塔加压汽提工艺回收硫化氢。具体来说,单塔常压汽提工艺在对含硫污水进行处理后可以得到净化水以及酸性气体,而单塔加压侧线抽氨工艺或者双塔加压汽提工艺对含硫污水进行处理后可以得到的产品包括净化水、液氨以及酸性气体[1]

2.溶剂再生法

溶剂再生法的应用过程中,工作人员可以将石油炼制过程中上流生产装置脱硫单元产生的诸如循环氢、液化石油气等脱硫单元产生的脱硫富胺液作为原料,将其投放至溶剂再生装置当中,采用集中再生的方式对其进行处理,从而得到贫胺液以及高浓度的硫化氢酸性气体。

(二)二氧化硫回收技术

1.可再生湿法烟气脱硫

这一技术因其可以脱除石油炼制过程中产生的烟气中的二氧化硫,并对其进行回收,不仅可以避免烟气直接排放造成酸雨问题的出现,还可以达到提升石油炼制工作经济效益、提升硫元素利用率的目的。现阶段,可再生湿法烟气脱硫技术被广泛应用于生产液体二氧化硫、硫酸或者与硫磺回收装置进行组合,生产工业硫磺过程中。

2.活性焦干法烟气脱硫

活性焦干法烟气脱硫技术作为一种资源化烟气脱硫技术,主要是利用活性焦的吸附催化功能,吸附烟气中的氧硫化合物、氮氧化合物以及烟尘,便于工作人員对烟气中的硫资源进行回收利用。其具体工作原理为,活性焦对烟气中的水、氧气以及二氧化硫进行催化使其进行反应,生成稀硫酸并将产物吸附在活性焦上,对吸附了稀硫酸的活性焦进行加热,可以收集到高浓度二氧化硫酸性气体;同时烟气中的氮氧化合物与氧气和水进行反应,生成氮气。

二、石油炼制过程中氮的资源化回收技术

原油中含氮化合物主要包括碱性氮化合物、非碱性氮化合物以及少量的脂肪胺与芳香胺。在开展石油炼制工作的过程中,相关工作人员需要明确含氮化合物的种类,并采用具有针对性的资源化回收技术,避免氮被直接排放到外界,进而造成严重的环境污染问题。

(一)火炬气回收技术

火炬气中包含氢气、硫化氢、氨气、水、碳氢化合物、挥发性有机物等易燃易爆、有毒有害的汽提,在过去的一段时间内,石油炼制过程中生成的火炬气在燃烧后直接排放到大气当中,这种排放方式不仅对石油炼制企业的经济效益产生了不利影响,还造成了极为严重的环境污染问题。现阶段,为解决上述问题,相关工作人员可以依据企业的规模、火炬气的实际情况等因素,通过直接抽吸压缩回收、气柜加压回收、无气柜不加压回收或者变压吸附回收等方式,将火炬气中的物质进行分类回收,从而达到减少环境污染,提升原油资源利用率的目的。

(二)氨法烟气脱硫脱硝技术

1.氨法烟气脱硫

这一技术是一种以液氨、氨水等氨基物质作为吸收剂,高效脱除烟气中氧硫化合物以及氮氧化合物的资源化回收技术,并且由于这一技术在脱硫后得到的副产物为硫酸铵化肥,在实现对硫、氮资源进行回收的同时,达到提升石油炼制产品产出效益的目的。

2.烟气脱硝

为避免烟气中的氮氧化合物含量超出相应排放标准,相关工作过人员可以对其进行脱硝操作,一般情况下,为更好地控制烟气中的氮氧化合物浓度,工作人员可以通过催化裂解烟气以及对锅炉烟气进行脱硝处理的方式,解决问题。具体来说,目前,烟气中的氮氧化合物浓度与原油中含氮化合物的含量相关,在采用催化裂解的方式降低烟气中氮氧化合物排放量时,首先,工作过人员需要采用预处理的方式降低原料中的氮含量,其次优化再生器的设计方案以及使用方法,降低生焦率,再次利用脱硝助剂,降低石油炼制过程中氮氧化合物的含量,最后若经过上述处理后烟气中的氮氧化合物含量仍高于排放标准,工作人员可以采用SCR、LoTOx等能够控制氮氧化合物排放的专用工艺技术,避免氮氧化合物的大量排放。具体来说,SCR工艺主要是借助催化剂氨气将一氧化氮与二氧化氮还原成氮气,而LoTOx工艺则是利用臭氧的强还原性将一氧化氮与二氧化氮还原成类似五氧化二氮这类高价态的氮氧化合物,并且将高价态氮氧化合物通过烟气吸收塔内,使其与二氧化硫同时被碱液吸收,转化为类似硝酸钠这类可溶于水的物质[2]

结论:

总而言之,为避免环境污染问题的大规模出现,使石油炼制过程中排放的废气废水满足GB 31570—2015《石油化工企业污染物排放标准》的要求,将硫、氮资源化回收技术应用于石油炼制过程中,在保证排放物能够满足排放标准的同时,还可以达到资源重复利用,降低生产成本的目的。

参考文献

[1]李欢欢,张荣晖.硫磺回收装置尾气排放分析与应对方案探讨[J].石油石化物资采购,2020(27):30-30.

[2]王庆臻,张晓东,曲悦,等.硫化氢废气深度脱硫资源化制二甲基亚砜技术[J].化学反应工程与工艺,2018,34(6):499-505.

作者简介:边树源,男,山东淄博人,汉族,1976年9月出生,学历:中专,技术员,研究方向:石油炼制。

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