FCC再生烟气脱硫脱氮技术进展

122刘峰等．FCC再生烟气脱硫脱氮技术进展2009年12月FCC再生烟气脱硫脱氮技术进展刘峰1陈庆岭2（1.长岭分公司炼油第二作业部，2.长岭分公司技术开发处）摘要：通常有三种途径可以控制FCC工艺中SOX和NOX的排放：原料油加氢脱硫脱氮；使用硫/氮转移剂；烟气脱硫脱氮。前两种受到氢源、投资费用或脱除率的限制影响了使用，第三种方法比较彻底，具有脱除效率高，适用范围广等优点。单独脱除FCC再生烟气中的SOX的技术可分为湿法和、干法和半干法。典型的技术有BelcoTechnologies公司的EDV方法、Exxon的湿式气体洗涤法(WGS)、湿式气体硫酸法(WSA)和海水洗涤法等，以及基于流化床技术的吸附-再生的ESR工艺。单独脱除FCC再生烟气中的NOX的技术可分为还原法和氧化法两类。还原法又分为选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)，利用还原剂将NOX转化为N2排空；氧化法则是利用氧化剂将NOX转化为N2O5进而用水吸收为硝酸，典型的工艺过程是低温氧化工艺(LOTOX)。目前，联合脱除燃煤烟气中的SOX和NOX的技术有十余种之多，但移植到脱除FCC再生烟气中的SOX和NOX的工艺过程只有基于移动床技术的使用活性炭的Mitsui-BF(Berbau-Forschung)工艺。关键词：FCC再生烟气脱硫脱氮1前言随着我国经济的高速发展，对能源的需求愈来愈旺，但能源供应上却显力不从心，尤以在能源结构中占举足轻重地位的石油的短缺而令人瞩目。就石油而言，我国自上世纪90年代已经成为净进口国，目前正遭受国际市场高价原油的困扰，同时还必须面对自产原油变重、含硫和进口含硫甚至高硫重油的态势。针对宝贵的石油资源，哪怕是品质较差的高硫重油，必须进行深度加工。而进行深度加工，流化催化裂化(FCC)工艺是必不可少的工序。因而原料油中的硫有相当一部分随FCC的再生烟气一起排入大气，当然，一同排出的还有存在于原料油中的部分氮，它们共同造成了对环境的污染。有报道显示[i]，2001年以前我国部分炼厂的FCC再生烟气中SOX的含量在800μL/L左右,NOX一般在600μL/L左右。可以预见，现在乃至今后，FCC再生烟气中的SOX和NOX含量要高于此报道值。另一方面，环境污染是当今人们普遍关注的问题之一，随着环境保护法的日趋严格，必然导致限制包括FCC装置在内的各种装置的SOX和NOX排放量。在美国炼厂比较集中的地区，SOX排放量占总排放量的12%，其中87%是由FCC装置排放的[ii]。为此，如何降低FCC装置中SOX和NOX的排放量已成为世界各大石油公司研究的热点问题。通常有三种途径可以控制FCC工艺中SOX和NOX的排放：(1)原料油加氢脱硫脱氮；(2)使用硫/氮转移剂；(3)烟气脱硫脱氮。前两种受到氢源、投资费用或者脱除率的限制而影响了使用，第三种方法比较彻底，具有脱除效率高，适用范围广等优点。2燃煤烟气的脱硫脱氮技术回顾FCC烟气与燃煤烟气有共同点，发展FCC烟气处理技术，离不开借鉴燃煤烟气的脱硫脱氮过程。所以有必要回顾一下燃煤烟气的技术综述。2.1SO2的脱除[iii][iv]目前烟气脱硫方法有100多种，能工业化的也有十几种。按脱除产物的干湿形态可分为湿法、半干法和干法，它们的脱硫率不低于80%，且各有长短。其中典型的湿式过程有：1）石灰石/石灰-石膏法；2）氨法；3）双碱法；4）氧化镁法；5）亚硫酸钠循环吸收法(W—L法)；6）柠檬酸钠法；7）磷铵复肥法(PAFP)；8）海水脱硫等。干式过程有：1）炉内喷钙尾部增湿活化法(LIFAC法)；2）荷电干式吸收剂喷射脱硫法(CDSI)；3）炉内喷钙循环流化床反应器技术等。半干式过程有：1）旋转喷雾干燥法(SDA)法；2）循环流化床（CFB）2009年12月2009年湖南省石油学会年会优秀论文集123烟气脱硫工艺等。2.2NOx的脱除[3][4]NOx气体的治理常采用的有NH3还原法，CO还原法和H2还原法。近年来,脱除NOx两种常用的技术是直接催化分解NOx和碳氢化合物选择性催化还原NOx，而且后者优于前者。典型的NH3还原法过程包括：1）选择性催化还原法(SCR法)；2）非催化选择性还原性(SNCR法)。而使用氧化的典型方法有：1）臭氧氧化吸收法；2）高锰酸钾KMnO4液相氧化吸收法。2.3烟气脱硫脱氮一体化技术[4][v]近年来联合脱硫脱氮技术成为燃料气治理的发展方向之一，目前已开发不下60种，其中有的已工业化，有的还处于中试和小试阶段。按照烟气的形成阶段，可分为炉内燃烧过程中的同时脱硫脱氮技术和燃烧后烟气联合脱硫脱氮技术。炉内燃烧过程中的同时脱硫脱氮技术，是通过控制燃烧温度来减少NOx的生成，同时利用钙吸收剂吸收燃烧过程中产生的SO2,以达到同时控制SO2和NOx排放的目的