探析催化裂化烟气脱硫装置常见故障判定及处理
雷应发
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雷应发,. 探析催化裂化烟气脱硫装置常见故障判定及处理[J]. 装备技术研究,20215. DOI:10.12721/ccn.2021.157039.
摘要: 随着现行国家相关工业脱硫排放控制标准技术要求的不断提高,中国石油对脱硫催化燃料裂化烟气装置以及再生催化烟气系统增设了设备脱硫、除尘两种装置,其中采用EDV循环洗涤和双循环湍冲方法文丘里湿化方法设备脱硫催化除尘装置技术尤其应用广泛。针对上述腐蚀问题,分析了工业设备脱硫腐蚀发生机理和形成原因。从生产工艺质量控制、设计工艺改进、有机化学高分子复合材料设备选用、材质改造升级、材料产品采购和设备施工过程质量风险控制等几个关键方面分别提出了具体应对控制措施和对策建议,为有效治理设备腐蚀和有效保证设备脱硫除尘装置长生命周期正常运行稳定提供经验借鉴。
关键词: 催化裂化;烟气脱硫;设备腐蚀
DOI:10.12721/ccn.2021.157039
基金资助:

一、引言

工业污染sox烟气排放总量对地方大气和水环境污染严重,引发的干旱酸雨洪涝污染了约30%的地方国土面积。其中,炼油厂化学催化剂和裂化反应装置等可再生工业烟气每年排放的工业sox约等于占总烟气排放量的5%。同时在可再生工业烟气中还可能含有大量化学催化剂以及粉尘悬浮颗粒。工业污染sox烟气排放总量对地方大气和水环境污染严重,引发的干旱酸雨洪涝污染了约30%的地方国土面积。其中,炼油厂化学催化剂和裂化反应装置等可再生工业烟气每年排放的工业sox约等于占总烟气排放量的5%。同时在可再生工业烟气中还可能含有大量化学催化剂以及粉尘悬浮颗粒。

二、烟气湿法脱硫概况

(一)湿法脱硫技术应用情况 

目前,中国石油国家炼油化工企业室内共有44套湿法催化烟气裂化脱硫装置及其再生催化烟气主要采用湿式干法裂化脱硫、除尘,其余4套装置主要使用氯化硫酸钙转移器和助剂等先进技术设备实现再生烟气裂化脱硫、除尘。湿法催化烟气裂化装置烟气所用各种类型湿法催化脱硫设备技术用量占比表详见资料图1。从技术图1可知:冲洗装置分别采用eledv(electro-dynamic venturi)湿式洗涤缓冲技术,冲洗装置分别采用双碱式循环湍冲技术文丘里冲洗技术,2套装置采用氯化钠硫酸钙脱水双碱式湿法冲洗技术,2套装置采用可再生湿式干法冲洗技术,1套装置采用无水石膏式湿法冲洗技术。

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图1 各种湿法脱硫技术占比

(二)EDV洗涤技术

EDV冷却技术工作可靠性高,冷却烟气吸收技术塔内部设置了紧急停电等多种用于极端紧急工况下的压力联锁转动自保保护措施,同时塔内无压力转动保护设备,提高了长期正常运行的工作可靠性。EDV快速洗涤烟气脱硫工艺流程概要见附件图。

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 图2 EDV 洗涤脱硫工艺流程

三、湿法脱硫系统设备主要腐蚀

(一)EDV洗涤技术烟囱腐蚀

EDV洗涤技术烟囱腐蚀情况见图3。烟囱设计材质也采用碳钢复合不锈钢。

图3 EDV洗涤技术烟囱腐蚀

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四、设备腐蚀原因分析

(一)H2SO3/H2SO4露点腐蚀

催化再生裂化烟气装置中的再生裂化烟气在耐腐蚀裂化介质中含有s或sox,nox和n或co2等裂化气体,各类裂化气体中硫含量因使用催化再生裂化装置原料烟中硫含量及所用工艺裂化类型不同而不同。

(二)氯离子点蚀和应力腐蚀开裂

使这些酸性氧化物和其内膜的金属化学物质结构发生变化,导致这些氯在其他金属物质表层容易产生强强酸碱金属点蚀或者强酸性金属坑蚀,而这些酸性氯化物与这些氯在其他金属表面的相互作用吸附并不稳定,形成了多种氯的可溶性金属化学物质,从而直接上也导致了氯的金属腐蚀化学反应不断加剧。 

五、应对措施

(1) 严格按照设计条件和工艺卡片要求控制循环浆液的pH值。要综合考虑装置原料性质、生产调整负荷变化等因素,提前调整碱液注入量,避免循环浆液pH值出现大幅波动。

(2) 严格监测和控制烟气脱硫系统中氯离子总量。一是抓好原油电脱盐装置平稳运行,避免原油脱后总盐含量超标;二是烟气脱硫系统禁用含氯助剂,如可将聚合氯化铝絮凝剂改为聚丙烯酰胺;三是控制好循环浆液置换量和新鲜水补充量,避免氯离子浓缩富集;四是监控NaOH溶液质量,避免溶液中氯离子超标。 

六、结语

(1)严格按照产品设计技术条件和生产工艺规范卡片上的要求准确控制原料循环泵中浆液的注入PH的数值。我们要同时综合充分考虑控制装置所用原料泵的性质、生产过程调整以及负荷温度变化等各种因素,提前准确调整各种碱液同时注入的数量,避免原料循环泵中浆液注入PH的数值长期出现大幅度的波动。

(2)严格切实监测和合理控制我国烟气臭氧脱硫脱水系统中活性氯化氢离子富集总量。严格抓好烟气原油臭氧盐脱水装置平稳正常运行。

(3)冲刷腐蚀的磨损类型主要包括有酸性裸露点冲刷腐蚀、氯化氢离子气体点蚀、氯化氢离子点蚀应力冲刷腐蚀磨损开裂和酸性固体烟气颗粒应力冲刷腐蚀磨损等。

参考文献

[1]刘忠生,林大泉.催化裂化装置排放的二氧化硫问题及对策[J].石油炼制与化工,1999,30(3):44.

[2]梁凤印.流化催化裂化[J].北京: 中国石化出版社,2006:16.

[3] 陈忠基,曹丰.催化裂化装置烟气洗涤塔腐蚀原因分析[J].石油化工腐蚀与防护,2014,31(6):27.