Экологические проблемы эксплуатации нефтеперерабатывающих предприятий

Следует упомянуть о факелах, в которых иногда сжигают избыток газа с установок каталитического крекинга. Эти газы обычно поступают на факел до очистки от сероводорода. Этот источник потерь и отравления атмосферы можно ликвидировать при организации на заводе так называемого факельного хозяйства, включающего сбор газа, его очистку от серы и последующее использование [3].

Если в трубчатых печа

х каталитического крекинга происходит практически полное сгорание топлива, и основную опасность представляет SO2, то в продуктах сгорания, образующихся в регенераторах установок каталитического крекинга, помимо диоксида серы, как правило, присутствует оксид углерода, который приходится дожигать в котлах-утилизаторах. Поэтому необходимо принимать меры к полному сжиганию углерода в объёме регенератора. Паллиативной мерой является использования высоких (120-200 м) дымовых труб, что позволяет дымовым газам рассеиваться на значительном расстоянии от земли.

Снижение содержания SO2 в дымовых газах можно достигнуть двумя путями: очисткой сырья от серы, очисткой дымовых газов [9].

В настоящее время существуют методы подавления выбросов SOx, предназначенные специально для ККПС: десульфуризация сырья и промотирование сжигания. Кроме того, компания "Exxon" разработала мокрый скруббер со струйным эжектором для одновременного улавливания дисперсных загрязнений и SOx.

По данным Апсона, использование промотеров сжигания существенно снижает выбросы SOx из регенератора. По его данным, при использовании промотера содержание SO2 в отходящих газах регенератора снижается на 90 – 250 млн-1. Апсон утверждает, что в регенераторе в присутствии промотера свободный оксид алюминия катализатора реагирует с образованием нелетучего сульфата алюминия, который затем восстанавливается до H2S и выносится из реактора с другими продуктами. Сероводород может быть уловлен в сероводородной аминной системе и направлен на установку Клауса.

В регенераторе: Al2O3 + 3S + 9/2O2 → Al2(SO4)3.

В реакторе: Al2(SO4)3 + 12H2 → Al2O3 + 3H2 + 9H2O.

Мокрый скруббер фирмы “Exxon” предназначен для одновременного улавливания SOx и дисперсных продуктов. На рисунке 1 приведена схема струйно-эжекторной скрубберной системы фирмы “Exxon”.

Рисунок 5 – Схема струйно-эжекторной скрубберной системы фирмы Exxon для каталитического крекинга в псевдоожиженном слое

1 – скруббер Вентури; 2 – сопло для распределения шлама; 3 – струйный эжектор скруббера Вентури; 4 – барабанный сепаратор; 5 – рециркуляторный насос; 6 – резервуар с запасом щелочи; 7 – насос для подачи щелочи; 8 – топка обогрева трубы; 9 – охладительные и аварийные распылители; 10 - труба

В этом скруббере пыль улавливается так же, как в обычном скруббере Вентури, за исключением того, что в обычном скруббере источником энергии является газовый вентилятор, в эжекторном скруббере – жидкостный насос [27]. В скруббере также имеет место абсорбция SO2:

Абсорбция: 2NaOH + SO2 → Na2SO4 + H2O

Na2SO4 + SO2 + 1/2H2O → 2NaHSO3

Окисление: Na2SO3 + 1/2O2 → 2Na2SO4

Сток из скруббера будет содержать растворимые соли и нерастворимые дисперсные продукты. Этот поток жидкости требует обработки перед сбросом.

Рабочие характеристики струйно-эжекторной скрубберной системы приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Рабочие характеристики струйно-эжекторной скрубберной системы [3]

Также в нефтепереработке наибольшее применение нашли методы очистки газов от оксидов серы с помощью извести (Ca(OH)2) и известняка (CaCO3). В результате ряда превращений в ходе химических реакций с водой, известью или известняком SO2 превращается в нейтральный в экологическом отношении гипс (CaSO4∙2H2O), который используется в строительстве [27].

Обессеривание сырья, поступающего на ККПС, может быть альтернативой обработке отходящих газов. Этот метод известен. Он основан на смешении сырья в присутствии катализатора с газом, богатым водородом (гидроочистка). Сера переводится в H2S, который может быть извлечён. Использование этого процесса также приводит к изменению сырья (газойля).

Далее H2S можно извлекать из потоков отходящих газов от выше приведённых процессов предварительно с помощью аминных установок. При этом процессе H2S абсорбируется моноэтаноламином или другим амином. Затем H2S извлекается из раствора в моноэтаноламине регенерацией паром. После этого H2S обычно направляют на установку Клауса для превращения в серу. При процессе Клауса часть H2S окисляется до SO2 и воды. Дополнительный H2S реагирует с SO2, образуя элементарную серу и воду. Существует норматив, образующий допустимое содержание SO2 в отходящих газах установок Клауса. Отходящие газы из установки Клауса являются одним из главных потенциальных источников загрязнения при нефтепереработке. Отходящие газы содержат H2S, SO2, CS2, COS и серу. Объём выбросов и концентрации зависят от эффективности установки Клауса. Типичная трёхступенчатая установка Клауса, имеющая эффективность около 95 %, даст отходящие газы, содержащие серы 7 – 12 млн-1. Эти отходящие газы также содержат небольшие количество CO, образованной реакцией между углеводородами и CO2 в потоке, питающем установку Клауса [27].

В таблице 6 приведены типичный состав отходящих газов из установки Клауса до удаления SO2, а также типичный состав поступающих в установку газов.

Таблица 6 - Типичный состав поступающих и отходящих газов для установки Клауса с эффективностью в 94 % [3]

3.1.4 Снижение выбросов оксидов азота от установок каталитического крекинга в атмосферу

Оксиды азота образуются при горении либо из азота воздуха, либо по реакциям с азотом, содержащимся в топливе. Есть два метода подавления выбросов NOx:

1. Изменение характера процесса горения.

 Скачать реферат