連續重整裝置再生煙氣堿洗脫氯系統腐蝕及應對措施

(中石化洛陽工程有限公司，河南 洛陽 471003)

連續重整技術相對于固定床重整技術的標志性進步和技術核心在于前者設置催化劑連續再生單元，利用高溫循環再生煙氣低氧可控燃燒技術將待生催化劑表面上的“焦”(碳-氫聚合物)燒掉。在燒焦過程中，不僅生成COx，SOx和H2S，同時還產生一定量的水，使得重整催化劑上附著的氯遇水而部分流失。后續的氯化過程中，重整催化劑對補充氯的有效利用率通常為60%，其余補充氯也逸散入再生循環煙氣中，使得再生循環煙氣中氯質量分數高達2 000 μg/g。

在工程設計中，為脫除再生循環煙氣中的上述酸性介質特別是氯，往往根據業主操作習慣或實際要求選用適當的脫氯技術進行再生循環煙氣脫氯處理。常用的3種再生循環煙氣脫氯技術是多級堿洗脫氯技術、催化劑低溫吸附(Chlorsorb)技術和高溫固態吸附脫氯技術[1-3]。目前，國內煉化企業應用較多的仍然是傳統多級堿洗工藝技術和高溫固態吸附脫氯技術。

1 再生循環煙氣脫氯工藝技術

1.1 多級堿洗脫氯工藝技術

多級堿洗脫氯工藝技術是再生循環煙氣脫氯的傳統工藝，具有技術成熟、投資少及含堿含鹽廢水可直接排至水處理系統等優點。典型的重整再生循環煙氣多級堿洗工藝系統主要包括氣液兩相混合器、再生冷卻器、洗滌塔及配套的循環泵、注堿泵和注水泵等。其典型工藝流程如圖1所示。

圖1 多級堿洗脫氯工藝流程示意

高溫再生煙氣經與堿洗后的低溫煙氣深度換熱后，溫度降至150 ℃，進入氣液兩相混合器進行一級堿洗；來自洗滌塔底部的循環堿液，經循環泵升壓后，由高效霧化噴嘴均勻噴射入混合器腔體中，并進一步通過多通道SV型靜態混合段，使氣液兩相充分接觸，進行酸堿反應，從而脫除再生煙氣中絕大部分的HCl，SOx和H2S；再生循環煙氣和含鹽堿液出氣液兩相混合器后，進入再生冷卻器殼程并冷卻至40 ℃，最后進入洗滌塔底部。在洗滌塔底部，再生循環煙氣以鼓泡的形式自堿液中分離出來，完成二次堿洗，并進入惰性填料層(如石墨拉西環)，逆流與除鹽水接觸，進行一次洗滌，然后向上通過洗滌塔噴淋區進行二次洗滌,使再生循環煙氣中的氯質量分數小于0.5 μg/g，最終經由塔頂破沫網(或聚結器)脫除游離水后，進入再生干燥系統進行干燥，從而循環使用。

1.2 高溫固態吸附脫氯技術

由于多級堿洗工藝系統內的酸堿腐蝕環境嚴苛，操作不當時容易造成堿洗系統嚴重堵塞及內件腐蝕?？顾刍墓虘B氯吸附劑工業試驗成功后[3]，高溫固態吸附脫氯技術逐漸成為重整再生循環煙氣脫氯工藝的首選。該工藝技術具有流程簡單、脫氯罐切換便利和無廢堿液外排等優點。該系統包含一、二級共2個高溫脫氯罐，既可單罐運行，也可根據實際生產要求串、并聯運行。其典型工藝流程如圖2所示。

圖2 高溫固態吸附脫氯流程示意

來自再生器的高溫再生煙氣直接進入高溫脫氯罐內，經入口分布器分散后，再經級配劑進一步分散，并過濾附帶的微量催化劑粉塵顆粒，與罐體內的高溫氯吸附劑均勻接觸，再生煙氣內的氯及酸性介質被吸附在氯吸附劑上，經吸附后的再生循環煙氣經由罐底出口收集器排出罐體。該系統運行1個周期后，經檢測罐出口再生煙氣中氯含量，判定一級高溫脫氯罐快達到穿透吸附值時，在下游串聯接入二級高溫脫氯罐，繼續運行0.5個周期后，將一級高溫脫氯罐切出換劑后備用；然后繼續運行約0.5個周期，待二級高溫脫氯罐出口煙氣中氯含量接近穿透吸附值時，切入一級高溫脫氯罐，使其位于二級高溫脫氯罐的下游，從而完成一、二級罐之間的切換。

1.3 脫氯工藝技術應用趨勢

近年來，面對固體危廢處理標準的日趨嚴格，以及裝置大型化使得脫氯劑裝填量大增等新問題，固體廢脫氯劑的填埋和處理成本越來越高，高溫固態吸附脫氯技術的應用受到限制；而催化劑低溫吸附技術則需額外多裝昂貴的重整催化劑，一次投資成本高，循環煙氣中水含量高，系統材質要求高。因此，當前重整再生循環煙氣脫氯工藝設計時，多級堿洗脫氯工藝被業界重新重視和關注。

2 多級堿洗系統運行問題分析

表1 多級堿洗工藝系統運行問題及原因

3 多級堿洗系統運行優化措施和對策

再生循環煙氣堿洗系統的工程設計和運行經驗表明，采取適當措施可有效防止系統堵塞、緩解腐蝕現象，降低故障率。

3.1 工程設計改進

(1)工程設計上，氣液混合器采用高效防結垢霧化噴嘴，提高氣液接觸效率，混合內件宜采用波紋板多通道SV型混合內件，增大兩相接觸面積，延長有效接觸時間。

(2)洗滌塔頂部增設高效聚結器，進一步除去再生循環氣中的游離水，防止過量水進入再生干燥系統。

3.2 加大除鹽水注入量

適當加大除鹽水的注入量，使循環堿液中Na+質量分數控制在3%左右，防止鹽析出結晶，保證系統通暢。含堿含鹽廢水中無堿渣或結晶，COD不大于1 000 mg/L,有利于下游污水處理系統對該污水的有效調節、緩沖和處理。

3.3 連續注堿

3.4 沖洗氣液兩相混合器

定期用除鹽水沖洗氣液兩相混合器，避免或延緩局部氯腐蝕或酸腐蝕，同時防止高溫堿液的濃縮沉積和鹽的析出堵塞。

4 結 語