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1、Advances in FCC flue gas desulfurization tower technology,催化裂化烟气脱硫技术进展,孙国刚中国石油大学（北京）过程装备实验室Tel: 18600837961, email: 2014.12.5,2,内容提要,1、催化裂化装置的主要大气污染物2、催化再生烟气的特点3、催化再生烟气治理装置的基本要求4、国家相关的排放标准5、催化装置大气污染物排放控制技术6、国内催化烟气脱硫应用情况7、中国石油大学的相关研究 文氏棒喷淋塔
2、; 文氏棒液柱塔8、结语及展望,3,1、催化装置及其大气污染物,Catalytic cracking unit：催化裂化是重质油在酸性催化剂存在下，在约500、100300KPa下发生裂解，生成轻质油、气体和焦炭的过程。催化裂化是现代炼油厂用来改质重质瓦斯油和渣油的核心技术，是炼厂获取经济效益的重要手段。,4,1、催化装置及其大气污染物,因此，石油催化裂化装置在石油加工过程中，不但生产了汽、柴油等目标产品，同时也制造了许多污染物，其中大气污染物主要有CO、S02、NOx、C02以及催化剂粉尘等。而且，掺渣越多，污染排放越多。重油催化装置的污染排放量显著高于蜡油催化。这些有害气体主要来源于再生器
3、烧焦时产生的再生烟气，另外一部分来自加热炉的燃料燃烧烟气。,催化裂化原料油主要是重质馏分油和重油（常压渣油、减压渣油）等； 催化裂化的产品主要为汽油、柴油及液化气等轻质产品； 原料油主要成分为碳、氢元素，但还含有硫、氮、氧等非烃元素和镍、钒、铁、钙、钠等金属元素。 非烃元素和金属元素在生产过程中，一部分转移到产品、催化剂和工艺废水中，一部分通过烟气和催化剂粉尘排放到大气环境中。,2、催化再生烟气的特点,再生烟气中催化剂粒径典型分布,>10 m（落尘），<10 m（漂尘），0.55 m (可吸入颗粒）10 m粒子沉降到地面需49h，1 m则需1998d。,催化裂化装置余热
4、锅炉排出的烟气是含尘含 SO2及 SO3、 NOX的烟气，其特点：1） 烟气温度高、温度波动大（正常温度 180240，最高可达 500 ）。2）再生烟气流量不大，总的SO2、 NOX含量不高；3）烟气含尘浓度较高，波动大； 按工艺要求，催化裂化装置余热锅炉要定期“吹灰”（每周吹一次，一次约二 个小时左右）；三旋故障工况时烟气中会含大量的催化剂；4）烟气中烟尘粒径分布较小（经过三旋或四旋风除尘后，05m 粒径占 55%）5）烟气中催化剂硬度高（硅铝氧化物催化剂）、磨损性强，会对系统设备造成严重磨蚀；,一套1.2Mt/a的RFCCU每年向大气中排放粉尘36
5、0t/a，这些粉尘大部分<10m，05 m的占约60%，危害性很大。,表2 我国部分催化裂化装置的工艺参数和SO2的排放量,2、催化再生烟气的特点,From: 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,(3):4448,加工高硫油， SO2浓度可高达40005000mg/m3,2、催化再生烟气的特点,From:杨德凤，刘凯，张金锐，等.从催化裂化烟气分析结果探讨再生设备的腐蚀开裂J.石油炼制与化工，2001，32(3)：49-53,据测试，一般催化再生烟气中的NOX含量为40500mg/kg，对CO2/CO=1的常规再生，为
6、50100mg/kg；使用CO助燃剂时，一般要升高1030 mg/kg；使用某些硫转移催化剂时，一般要增加到500mg/kg。,3、催化再生烟气污染治理系统的基本要求,再生烟气治理系统的压力损失对烟气能量回收系统、余锅炉膛、二器差压控制等均有重大影响，压力损失越低，对催化的影响越小。高可靠性:要求脱硫除尘装置有非常高的运行可靠性，且脱硫除尘装置的开停工，不能影响催化裂化装置的正常运行，要与催化装置有很高的同步运转率。低运行成本：低的系统压损失采用回用水或处理达标废水低的电力消耗尽可能除尘脱硫脱销多污染协同治理：不产生二次污染：,4、国家对催化装置空气污染物排放的限制,NSPS新污染源执行标准（
7、美国）,NOx: 目前不控制,欧洲的烟气排放标准为新建催化裂化装置烟气二氧化硫排放浓度为20150mg/m3，颗粒含量为1030mgm3。,4、国家对催化装置空气污染物排放的限制,中国催化裂化再生烟气污染物排放控制标准及排放限制,4、国家对催化装置大气污染物排放的限制,石油炼制工业污染物排放标准（征求意见稿）规定：（20 10 年11月, 国家环境保护部）自20 14 年7 月1 日起,新建项目、现有企业催化裂化装置再生烟气二氧化硫、 氮氧化物和颗粒物分别不大于400mg/m3、200m mg/m3和50 mg/m3 。特别限制值为：400mg/m3、200 mg/m3和50 mg/m3 。虽
8、然该标准还未正式颁布, 但是全面开展催化裂化装置污染物达标治理已成为摆在炼油企业面前的现实问题。,烟气排放标准如同油品质量升级标准一样, 将最终走向超低硫水平,5、催化装置大气污染物的防治技术,5.1. 粉尘的防治催化裂化装置的粉尘，主要来自再生烟气未能捕集的催化剂细粉以及催化剂的装卸和工艺操作损失。尤其是由分离器跑损到大气中的细催化剂多属飘尘。一套1.2Mt/a的RFCCU每年向大气中排放粉尘360t/a，这些粉尘大部分<10m，05 4="" 5.2.="" .="" fccu="" sox="
9、" wet="" gas="" scrubber="" clean="" flue="" existing="" refinery="" waste="" water="" treatment="" purge="" two="" treated="" the="" complete=""
10、 scrubbing="" simplified="" total="" wgs="" types="" of="" hev="" high="" energy="" higher="" side="" delta="" p="" -="" w.c.="" low="" head
11、="" pumps="" shear="" makes="" jev="" jet="" ejector="" or="" less="" mechanical="" liquid="" scrubbed="" droplets="">P,1,SO,SO,2,SO,2,SOx,2,1,5.3）催化裂化烟气湿法脱硫的主要技术,JEV洗涤系统,JEV中采用的全锥形衬里喷嘴,JEV中采用的全锥形衬里喷嘴-照片,Wet Gas ScrubberUOP、Monsanto 。,UOP公司开发的THIOPAQ生物法可同时用于脱硫和硫磺回收，洗涤液再生后可循环使用，是一种安全、可靠、高效率、低成本的处理含硫废液的工艺技术。 该法SO2吸收率可达99%，颗粒物脱除率大于85%。 现在世界上已有20套THIOPAQ装置在造纸、化工、采矿及炼油业中运转。,
