Problemas en el funcionamiento de los equipos de desulfuración y denitrificación catalítica, y medidas para solucionarlos: Protección contra la corrosión en las torres de desulfuración de humos HH

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La craqueo catalítico es la principal unidad en las refinerías. A medida que aumentan los requisitos ambientales, las cantidades de NOx, SOx y polvo presentes en los gases de escape generados por los catalizadores ya no cumplen con las normas de emisión ambiental. Por lo tanto, es necesario tomar medidas para eliminar estos contaminantes mediante procesos de desulfuración, denitrificación y eliminación de polvo. Por ello, en los últimos años, las plantas de refino de petróleo chinas y japonesas han ido instalando gradualmente unidades de desulfuración y denitrificación en sus equipos catalíticos, cumpliendo así con los requisitos de emisiones ambientales. Sin embargo, los nuevos equipos de desulfuración y denitrificación, debido a su tecnología inmadura, presentan una baja fiabilidad; además, ocurren frecuentes fallos en su funcionamiento, lo que dificulta su uso para operaciones a largo plazo. En las condiciones de operación en reposo del dispositivo de desulfuración y denitrificación catalítica, el petróleo crudo utilizado en el proceso de craqueo catalítico suele contener compuestos sulfurados como tiolos, sulfuros, ciclo-sulfuros, tiofenos y tiofenos [l]. Durante el proceso de craqueo catalítico, algunos de estos compuestos sulfurados se transforman en compuestos de mayor masa molecular que se encuentran en el coque. Estos coques sulfurados, al entrar en contacto con el oxígeno presente en el aire en el regenerador, sufren reacciones de oxidación que generan humos. Por lo tanto, los humos contienen SOx ； Los compuestos nitrogenados presentes en los materiales catalíticos, al quemarse, también generan óxidos de nitrógeno N○x en los gases de escape ； Dado que la craqueo catalítico es una reacción que ocurre en presencia de un catalizador, los gases de escape también contienen partículas de polvo. Actualmente, las concentraciones de NOx, SOx y partículas en los gases de escape provenientes de la craqueo catalítico varían mucho. En condiciones normales, la concentración de SOx es de 700 a 4500 mg/m3; la concentración de NOx es de 50 a 400 mg/m3; y la concentración de partículas en suspensión es de 150 a 200 mg/m3. Después de los procesos de desulfuración y denitrificación, es necesario cumplir con los requisitos de las **normas de emisiones vigentes, es decir, las “Normas de emisiones de contaminantes en la industria de refinación del petróleo”. La concentración de SO2 en los gases de escape debe ser inferior a 100 mg/m3 en condiciones normales; la concentración de polvo no debe superar los 50 mg/m3, y la concentración de NOx debe ser inferior a 200 mg/m3. De acuerdo con las normas más recientes de emisiones, GB31570-2015 “Normas de emisión de contaminantes en la industria de refinación de petróleo”, a partir del 1 de julio de 2017, se exigen los siguientes límites para las emisiones de contaminantes atmosféricos (en condiciones estándar): la concentración de SO2 debe ser inferior a 50 mg/m3, la concentración de polvo no debe superar los 30 mg/m3, y la concentración de NOx debe ser inferior a 100 mg/m3 ； Las exigencias ambientales en materia de desulfuración y denitrificación serán aún más estrictas. 1.1 Tecnologías de desulfuración y denitrificación en los dispositivos catalíticos 1.1.1 Tecnología de desulfuración en los dispositivos catalíticos Actualmente, las 27 empresas pertenecientes a Sinopec cuentan con un total de 46 unidades para la desulfuración y denitrificación de los gases de escape mediante procesos catalíticos de regeneración. En cuanto a las tecnologías de desulfuración, hay 20 unidades que utilizan la tecnología de lavado húmedo EDV para desulfurar ； La cantidad de 16 conjuntos utiliza la tecnología de desulfuración por venturi con circulación dual turbulenta ； 3 unidades utilizan un agente de transferencia de azufre para la desulfuración ； El método de desulfuración utilizado es el método de doble base de sodio y calcio, con una capacidad de 3 unidades ； 2 unidades utilizan desulfuración húmeda regenerativa ； 1 conjunto de dispositivos que utiliza el método de desulfuración neumática con caliza húmeda/cal viva y yeso ； Un conjunto de equipos utiliza el método del amoníaco para la desulfuración, como se muestra en la Figura 1. 1.1.2 Tecnología de desnitrificación en los dispositivos catalíticos: De los 46 dispositivos para la desulfuración y desnitrificación, 14 no cuentan con unidad de desnitrificación, ya que las emisiones de NOx en los gases de escape cumplen con los estándares establecidos ； Los 32 conjuntos están equipados con unidades de desnitrificación independientes; de ellos, 21 utilizan la tecnología de reducción catalítica selectiva con amoníaco (SCR) para la desnitrificación, mientras que 11 emplean la tecnología de oxidación con ozono para este fin. Las estadísticas técnicas se muestran en la Figura 2. Las chimeneas pueden estar hechas íntegramente de acero inoxidable. En el caso de los equipos en funcionamiento, si se continúa aplicando pintura anticorrosiva en las torres de desulfuración de humos HH, también existen casos tanto exitosos como fallidos al utilizar materiales como revestimientos plásticos o poliuretano. Sea cual sea la solución elegida, es necesario garantizar la calidad de la ejecución de las obras. La turbina de la bomba de circulación de líquido y las tuberías pueden fabricarse en acero inoxidable, en lugar de usar acero al carbono revestido con PTFE, con el fin de mejorar su resistencia al desgaste y la calidad de su instalación. En el caso de los instrumentos que se encuentran en entornos corrosivos, es necesario considerar la capacidad de resistencia al corrosión del material utilizado. Se puede optar por usar acero inoxidable en lugar de acero al carbono. Se sabe que la tecnología de pinturas anticorrosivas contra el punto de rocío, diseñada específicamente para las torres de desulfuración de humos HH, ya es utilizada por más de veinte empresas en la industria petroquímica nacional, y goza de una buena reputación. En resumen, la unidad de desulfuración y denitrificación del dispositivo catalítico no ha funcionado durante mucho tiempo. Existen defectos inherentes en su diseño y fabricación. Además, la experiencia en la operación y mantenimiento del equipo es insuficiente, lo que hace que la tasa de fallos sea alta. Solo mediante un control estricto de la calidad de la fabricación e instalación, y analizando constantemente las causas de los problemas que surgen durante el funcionamiento del equipo, así como resumiendo las experiencias que han demostrado ser efectivas para resolver dichos problemas, se puede mejorar continuamente y elevar el nivel de funcionamiento a largo plazo del equipo.