مشکلات عملکردی تجهیزات گوگردزدایی و نیتروژنزدایی در دستگاههای کاتالیستی و راهکارها – مقاومت در برابر خوردگی در برج گوگردزدایی دود HH
Thread Content
فرآیند کاتالیتیک فراکسیونر، یکی از تجهیزات اصلی در کارخانههای تولید نفت است. با افزایش الزامات محیطزیستی، مقادیر NOx، SOx و گرد و غبار موجود در دودهای حاصل از فرآیندهای کاتالیتیک، به استانداردهای مجاز محیطزیستی نمیرسند؛ بنابراین لازم است اقداماتی برای گرفتن گوگرد، نیتروژن و گرد و غبار از این دودها انجام شود. به همین منظور، در سالهای اخیر، واحدهای پالایش نفت شرکتهای پتروشیمی چین و ژاپن به تدریج مجهز به بخشهای گوگردزدایی و نیتروژنزدایی شدهاند تا الزامات مربوط به آلایندههای محیطی را برآورده کنند. اما، تجهیزات جدید گوگردزدایی و نیتروژنزدایی به دلیل ناپختگی فناوری و قابلیت اطمینان پایین، دچار خرابیهای مکرر در حین کار میشوند و توانایی پاسخگویی به نیازهای عملکرد در مدت زمان طولانی را ندارند. ۱. شرایط عملیاتی بدون فعالیت در دستگاههای کاتالیزی برای حذف گوگرد و نیتروژن: معمولاً روغنهای ورودی به دستگاههای کاتالیزی برای فرآیند شکستن کاتالیزی، حاوی ترکیبات گوگردداری مانند تیولها، تریترتها، سوکسیدهای گوگرد، تولوئنها و تیوفنها هستند【l】. در طول فرآیند شکستن کاتالیزی، بخشی از این ترکیبات گوگرددار به ترکیباتی با جرم مولکولی بالاتر تبدیل شده و در کک وجود میگیرند. این ککهای حاوی گوگرد، در دستگاههای بازسازی، با اکسیژن موجود در هوای ورودی واکنش اکسیداسیون داده و گازهای دودی تولید میکنند؛ بنابراین، این گازهای دودی حاوی SOx هستند ； ترکیبات نیتروژندار موجود در مواد واکنشدهنده، پس از احتراق، همچنان اکسیدهای نیتروژن N○x را در دود حاصله در بر دارند ； از آنجایی که فرآیند کاتالیتیک فرآکسیون یک واکنش تحت تماس با کاتالیزور است، گازهای خروجی حاوی ذرات گرد و غبار نیز میباشند. در حال حاضر، غلظتهای NOx، SOx و ذرات گرد و غبار در گازهای ناشی از فرآیند کاتالیتیک فرآوری، نوسانات زیادی دارد. به طور معمول، در شرایط استاندارد، غلظت SOx بین ۷۰۰ تا ۴۵۰۰ میلیگرم بر متر مکعب، غلظت NOx بین ۵۰ تا ۴۰۰ میلیگرم بر متر مکعب، و غلظت ذرات گرد و غبار بین ۱۵۰ تا ۲۰۰ میلیگرم بر متر مکعب است. پس از فرآیندهای حذف گوگرد و نیتروژن، باید استانداردهای موجود **«استانداردهای مربوط به آلایندههای صنعت تقطیر نفت»** رعایت شود؛ طبق این استانداردها، غلظت SO2 در گازهای خروجی در شرایط استاندارد باید کمتر از ۱۰۰ میلیگرم بر متر مکعب باشد، غلظت گرد و غبار نیز نباید بیشتر از ۵۰ میلیگرم بر متر مکعب باشد، و غلظت NOx باید کمتر از ۲۰۰ میلیگرم بر متر مکعب باشد. بر اساس استانداردهای جدید مربوط به میزان آلایندههای تولید شده، یعنی استاندارد GB31570‑2015 «استانداردهای مربوط به آلایندههای صنعت تصفیه نفت»، پس از تاریخ ۱ ژوئیه ۲۰۱۷، محدودیتهای مربوط به میزان آلایندههای موجود در هوا (در شرایط استاندارد) به شرح زیر خواهد بود: غلظت SO2 کمتر از ۵۰ میلیگرم بر متر مکعب، غلظت گرد و غبار کمتر یا معادل ۳۰ میلیگرم بر متر مکعب، و غلظت NOx کمتر از ۱۰۰ میلیگرم بر متر مکعب ； الزامات زیستمحیطی مربوط به حذف گوگرد و نیتروژن، سختگیرانهتر خواهد شد. ۱.۱ فناوری حذف گوگرد و نیتروژن از گازهای خروجی در دستگاههای کاتالیستی ۱.۱.۱ فناوری حذف گوگرد در دستگاههای کاتالیستی در حال حاضر، ۲۷ شرکت صنعت پتروشیمی در چین، مجموعاً ۴۶ دستگاه برای حذف گوگرد و نیتروژن از گازهای خروجی دارند. در زمینه فناوری گازگیری، ۲۰ دستگاه از فناوری شستشوی مرطوب EDV برای گازگیری استفاده میکنند ； مقدار مجموعه ۱۶ از فناوری گسیختن گوگرد با وینچوری پرش دوچرخهای استفاده میکند ； ۳ دستگاه از عوامل انتقال گوگرد برای حذف گوگرد استفاده میکنند ； روش دوباس سدیم-کلسیم برای حذف گوگرد در حجم ۳ استفاده میشود ； ۲ دستگاه از روش خنکسازی بازیابیشونده برای گرفتن گوگرد استفاده میکنند ； یک مجموعه از روش گازگیری پنوماتیکی با سنگ آهک مرطوب/آهک خام و گچ استفاده میکند ； یک مجموعه از روش آمونیا برای گازگیری استفاده میکند، همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است. ۱.۱.۲ فناوری حذف نیتروژن در دستگاههای کاتالیستی: از مجموع ۴۶ دستگاه برای حذف گوگرد و نیتروژن، در ۱۴ دستگاه به دلیل رعایت استانداردهای مربوط به میزان انتشار NOx در گازهای خروجی، واحد حذف نیتروژن تعبیه نشده است ； برای ۳۲ دستگاه، واحدهای جداگانهای برای حذف نیتروژن اکسید تعبیه شده است؛ از این میان، ۲۱ دستگاه از فناوری کاهش انتخابی نیتروژن اکسید با استفاده از آمونیاک (SCR) استفاده میکنند، و ۱۱ دستگاه نیز از فناوری اکسیداسیون با ازن برای حذف نیتروژن اکسید بهره میبرند. آمارهای فنی در شکل ۲ آمده است. دودکش میتواند از جنس ورق فولاد ضدزنگ کامل ساخته شود. در مورد تجهیزات در حال استفاده، اگر به پوشاندن داخل برج گاززدایی با رزین ضدزنگ HH ادامه داده شود، استفاده از موادی مانند پلاستیک و روئه نیز موارد موفقیتآمیز و شکستخوردهای داشته است؛ صرفنظر از روشی که انتخاب شود، باید کیفیت اجرا تضمین گردد. برای پمپهای چرخشی مایعات، میتوان از جنس فولاد ضدزنگ به جای فولاد کربنی با پوشش PTFE استفاده کرد تا مقاومت در برابر سایش و کیفیت ساخت بهبود یابد. در مورد دستگاههایی که در محیطهای خورنده قرار دارند، باید به قابلیت مقاومت مواد در برابر خوردگی توجه کرد؛ برای این منظور میتوان از فولاد ضدزنگ به جای فولاد کربنی استفاده کرد. فناوری رنگهای ضدخوردگی ناشی از نقطه رطوبت، مخصوص برجهای گازگیری HH برای حذف گوگرد؛ طبق اطلاعات موجود، بیش از بیست واحد در صنعت پتروشیمی کشور از این فناوری استفاده میکنند و بازخوردهای مثبتی درباره آن وجود دارد. (حذف شده) به طور کلی، مدت زمان کارکرد واحدهای گوگردزدایی و نیتروژنزدایی در دستگاههای کاتالیستی چندان طولانی نیست؛ همچنین، در طراحی و ساخت این دستگاهها نقصهای ذاتی وجود دارد. علاوه بر این، تجربه کافی در زمینه عملیات و نگهداری این تجهیزات نیز وجود ندارد؛ بنابراین نرخ خرابی این دستگاهها بالا است. تنها با کنترل دقیق کیفیت ساخت و نصب، تحلیل مداوم علل مشکلات مکرر در حین کارکرد، و استخراج تجربیات مؤثر برای رفع این مشکلات، میتوان سطح عملکرد دستگاهها در بلندمدت را بهبود بخشید.
فرآیند کاتالیتیک فشردهسازی نیز یکی از حوزههایی است که نیاز به تحقیق برای حذف گوگرد و سولفور دارد
چرا نمیتوانم ببینم؟ به حل مشکل ادامه بدهید
منظورتان از کاتالیتیک فراکشن برای حذف نیتروژن و گوگرد، فرآیند بازسازی تحت شرایط اکسیژنزیاد است. فرآیند کاتالیتیک بازسازی در شرایط کماکسیژن نیازی به حذف نیتروژن ندارد و تنها نیاز به حذف گوگرد وجود دارد، اما فرآیند کاتالیتیک شکستن مولکولی در این شرایط قابل گسترش نیست. بخش عمدهی پتروشیمیهای چین اکسیژندار هستند، در حالی که روغنسازیهای محلی بیشتر اکسیژنکم دارند. تحلیل دقیق برای هر فرآیند. حذف گرد و غبار از پودر کاتالیزور، همچنین تولید گازهای فوقتمیز، اکنون مشکلات بزرگی محسوب میشوند.