黃鴻文

摘 要：針對(duì)液化氣脫硫醇裝置堿渣減排現(xiàn)狀，例如脫硫工藝、氧化再生工藝和二硫化物回收工藝等，各工藝之間的配合及運(yùn)行參數(shù)、影響因素，進(jìn)行綜合性分析。并簡(jiǎn)單介紹了加強(qiáng)液化氣脫硫醇裝置堿渣減排的重要性，以某企業(yè)為例，提出提高液化氣脫硫醇裝置堿渣減排效果的有效措施，希望能夠給相關(guān)工作人員提供有效的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：液化氣脫硫醇系統(tǒng);堿渣減排

隨著貿(mào)易國(guó)際化的深入，國(guó)內(nèi)煉廠逐年提高中東原油采購(gòu)量。中東原油硫含量較高，且煉廠常以回?zé)捲偷氖侄谓当驹鲂А＿@使得催化裂化裝置所產(chǎn)出的液化氣含硫量逐漸升高，液化氣脫硫醇裝置負(fù)荷增加，堿渣排放量相應(yīng)增多。通過(guò)利用新技術(shù)，改造舊裝置，可以減少堿渣排放，降低能耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。鑒于此，本文重點(diǎn)分析堿渣減排措施。

1 液化氣脫硫醇系統(tǒng)工作原理

液化氣脫硫醇裝置的工作原理是，利用氫氧化鈉與水配比成一定濃度的堿液，弱酸性的硫醇與堿液發(fā)生反應(yīng)，生成硫醇納，硫醇納會(huì)溶解到堿液中，從而將液化氣當(dāng)中的硫醇脫除。硫醇在堿液中與氫氧化鈉發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，當(dāng)堿液中硫醇鈉的濃度升高，則氫氧化鈉與硫醇的反應(yīng)活性會(huì)相應(yīng)降低。如果堿液再生裝置無(wú)法將堿液繼續(xù)再生，則需要補(bǔ)充大量的新鮮堿液，進(jìn)而降低堿液內(nèi)部硫醇納濃度，提升脫硫效果。

堿液再生裝置的工作原理是，溶解在堿液中的硫醇鈉通過(guò)催化劑的作用，與容器中通入的空氣、溶液中的水發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化鈉與二硫化物，堿液得以再生，再生之后的堿液返回脫硫醇裝置中循環(huán)利用。

催化劑和氧氣對(duì)堿液再生環(huán)節(jié)起關(guān)鍵性的作用，影響此反應(yīng)的因素主要分為以下兩點(diǎn)：

第一，催化劑活性。若催化劑的溶解性比較差，由于堿液濃度在再生的過(guò)程中逐漸升高，則催化劑溶解度會(huì)相應(yīng)下降。此外，液化氣在脫硫環(huán)節(jié)會(huì)夾帶一定量的富胺液到堿液中，設(shè)備因腐蝕所產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)和堿液發(fā)生反應(yīng)，生成類(lèi)似表面活性劑的物質(zhì)，并帶到再生環(huán)節(jié)中與催化劑有效結(jié)合，使得催化劑產(chǎn)生向堿液界面富集傾向，降低催化劑的活性，縮短堿液使用周期。第二，堿液中溶解氧的濃度。再生環(huán)節(jié)中，硫醇納與堿液當(dāng)中的溶解氧，在催化劑作用下生成二硫化物。若氧在堿液中溶解度特別低，會(huì)在一定程度上制約反應(yīng)的正常進(jìn)行。

2 提高液化氣脫硫醇裝置堿渣減排效果的有效措施—以某企業(yè)為例

2.1 背景分析

某企業(yè)采用Merox工藝處理含硫液化氣，該工藝使用胺液與液化氣逆向接觸脫除液化氣中的硫化氫，之后經(jīng)過(guò)預(yù)堿洗進(jìn)一步脫除剩余的硫化氫，然后進(jìn)入到抽提塔中與堿液反應(yīng)脫除硫醇。反應(yīng)過(guò)后的堿液經(jīng)過(guò)加熱之后，與空氣在催化劑作用下氧化再生，再生堿液在液化氣脫硫醇系統(tǒng)中循環(huán)利用。當(dāng)堿液無(wú)法再生時(shí)，需要排放堿渣，并更換新鮮堿液。Merox工藝產(chǎn)生的堿渣，會(huì)讓污水廠、堿渣處理裝置長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，增加能耗，影響生態(tài)。故急需找到問(wèn)題產(chǎn)生原因，采取相應(yīng)措施有效減少堿渣排放量。

2.2 引進(jìn)先進(jìn)的堿渣減排技術(shù)

第一，適當(dāng)增加接觸面積，提升兩相的反應(yīng)速率，常規(guī)氧化塔會(huì)規(guī)整填料，使得氣液兩相剪切成不規(guī)則的小氣泡，增加氣液兩相的接觸。也可以利用專(zhuān)利氣體分布器，使空氣在堿液當(dāng)中形成大量的微泡，顯著提升兩相接觸面積。氣體分布器需要定期使用除鹽水沖洗，并通入蒸汽吹掃，保證氣體分布頭不被堵塞。第二，適當(dāng)提升反應(yīng)溫度，可以提高兩相的反應(yīng)速率。若溫度過(guò)高，二硫化物和堿液乳化會(huì)逐漸加重，二硫化物則伴隨尾氣快速揮發(fā)，會(huì)降低二硫化物的回收利用率，同時(shí)二硫化物伴隨尾氣焚燒之后，也會(huì)污染大氣環(huán)境。過(guò)高的溫度也會(huì)加快堿液對(duì)設(shè)備的腐蝕，同時(shí)讓裝置的運(yùn)行能耗增加。將相應(yīng)的壓力容器和管道做保溫、防腐處理，可減少外界干擾，維持適宜反應(yīng)溫度。第三，提高催化劑活性。通過(guò)適當(dāng)提升催化劑的活性，能夠減少催化劑使用量，若催化劑的活性較差，相關(guān)人員可以適當(dāng)增加堿液催化劑含量。使用較高活性的催化劑，如雙核酞菁鈷催化劑。注意限制溶液中有害物質(zhì)的夾帶，防止催化劑中毒，可加裝過(guò)濾器，將堿液及液化氣中的有害物質(zhì)過(guò)濾。第四，提升反應(yīng)物的濃度。若反應(yīng)物自身濃度較高，會(huì)顯著提升反應(yīng)速率，但是堿液中硫醇納濃度不宜過(guò)高，否則會(huì)影響到液化氣脫硫醇系統(tǒng)中堿液的脫硫醇能力。硫醇鈉的濃度過(guò)低，則影響堿液再生效果。需要相關(guān)人員定時(shí)采樣分析，及時(shí)處理反應(yīng)參數(shù)。第五，新技術(shù)的合理應(yīng)用，可以使二硫化物連續(xù)自相萃取分離出來(lái)。再生堿液當(dāng)中的二硫化物質(zhì)量濃度不宜超過(guò)200mg/L，運(yùn)用新技術(shù)可以使二硫化物保持在合適的濃度，并且二硫化物含量較低，則對(duì)平衡反應(yīng)有利。

2.3 合理運(yùn)用二硫化物分離回收技術(shù)

催化液化氣當(dāng)中的硫醇主要包括甲硫醇、乙硫醇，堿液再生過(guò)程中生成的副產(chǎn)物為二硫化合物混合物，二甲基二硫大約為總體積的40%到70%左右。在運(yùn)用二硫化物分離回收技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，要特別注意下列幾個(gè)問(wèn)題：

第一，二硫化物屬于非極性有機(jī)物質(zhì)，堿液是極性水溶液，從理論角度來(lái)分析，這兩種物質(zhì)無(wú)法相溶。第二，在應(yīng)用新技術(shù)時(shí)，需要使用20%濃度的堿液，其密度是1.22g/mL，超過(guò)了二硫化物的密度，密度差大，則表明分離的速率快。第三，在40℃與60℃，二硫化物的蒸氣壓差別比較大，因此維持氧化堿液的適宜溫度，可以顯著提升二硫化物液化回收利用率?？蓪毫θ萜骷皦毫艿雷霰靥幚?，減少外界溫度對(duì)系統(tǒng)的影響，維持適宜的反應(yīng)溫度。第四，為了進(jìn)一步提升二硫化物的分離速度，操作人員可以適當(dāng)減少系統(tǒng)液位、壓力、溫度等參數(shù)的波動(dòng)，減少物料在系統(tǒng)中的擾動(dòng)，降低二硫化物在堿液當(dāng)中的乳化程度。第五，運(yùn)用新技術(shù)后，堿液氧化再生反應(yīng)結(jié)束后，一部分二硫化物被分離，會(huì)直接漂浮在堿液的最上層，含有二硫化物的堿液經(jīng)過(guò)此二硫化物層時(shí)，二硫化物會(huì)自相萃取到二硫化物層之中。第六，對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改進(jìn)，用二硫化物分離塔替代二硫化物分離罐，不但能夠提升分離之后二硫化物的層高，延長(zhǎng)二硫化物聚結(jié)時(shí)間，而且能夠減少尾氣中二硫化物的夾帶，保護(hù)環(huán)境。此外，也可以使用纖維液膜來(lái)替代填料塔，顯著提升脫硫百分比。使用纖維水洗罐來(lái)替代混合器水洗罐，能夠減少含堿污水的排放。

2.4 效果分析

在此企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，運(yùn)用堿液氧化再生原理，從堿液再生質(zhì)量層面入手，運(yùn)用堿液高效氧化工藝與二硫化物自相萃取分離工藝，能夠顯著延長(zhǎng)堿液的循環(huán)使用時(shí)間，經(jīng)過(guò)工藝及設(shè)備改造之后，堿渣排放量較改造前減少了80%左右，同時(shí)回收的二硫化物能夠?qū)崿F(xiàn)資源化利用，滿(mǎn)足國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，具有良好的市場(chǎng)推廣前景。

新技術(shù)的有效運(yùn)用，能夠提升系統(tǒng)的操作彈性，參數(shù)調(diào)節(jié)便捷，設(shè)備的啟停也更加簡(jiǎn)單。不僅能夠在大處理量下直接操作，而且能夠在低負(fù)荷狀態(tài)下使用。通過(guò)提升液化氣脫硫醇裝置堿渣減排效果，能夠妥善解決堿渣排放問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。為了進(jìn)一步提升節(jié)能減排效果，單純提高脫硫醇效率不可行，還要嚴(yán)格控制堿液內(nèi)部有害物質(zhì)含量，避免對(duì)液化氣產(chǎn)生二次污染。

3 結(jié)束語(yǔ)

Merox工藝容易出現(xiàn)脫硫能力不足現(xiàn)象，堿渣排放量過(guò)多，無(wú)法滿(mǎn)足環(huán)保要求，急需改造。該企業(yè)對(duì)新技術(shù)的合理應(yīng)用，并使用新設(shè)備、新工藝替代老舊設(shè)備、工藝，有效減少堿渣排放，提高二硫化物的回收率。降低了污水廠和堿渣處理裝置的負(fù)荷，減少了尾氣中二硫化物的夾帶，有效降低了尾氣焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的污染，在節(jié)能降耗的同時(shí)，保護(hù)了環(huán)境，滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展觀，符合當(dāng)下煉廠的生產(chǎn)需求，具有良好的應(yīng)用前景。

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