ปัญหาและแนวทางแก้ไขในการใช้งานอุปกรณ์กำจัดกำมะถันและไนโตรเจนในระบบเคมีซ่อมแซม – การป้องกันการกัดกร่อนของหอกำจัดกำมะถันในควันไอเสีย HH

Thread Content

การแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นอุปกรณ์หลักของโรงกลั่นน้ำมัน เนื่องจากมีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้น ก๊าซที่ออกมาจากเครื่องจักรซึ่งมีสาร NOx, SOx และฝุ่นละอองอยู่ในปริมาณที่เกินมาตรฐานการปล่อยมลพิษ จึงจำเป็นต้องมีการดำเนินการกำจัดสารเหล่านี้ เช่น การกำจัดกำมะถัน การกำจัดไนโตรเจน และการกำจัดฝุ่นละออง ด้วยเหตุนี้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา บริษัทผลิตน้ำมันปิโตรเคมีของจีนและญี่ปุ่นจึงได้เพิ่มอุปกรณ์สำหรับการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนเข้าไปในกระบวนการผลิต เพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์กำจัดกำมะถันและไนโตรเจนชนิดใหม่นี้ยังมีเทคโนโลยีที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้อุปกรณ์มีความน่าเชื่อถือต่ำ และมักเกิดข้อผิดพลาดระหว่างการใช้งานบ่อยครั้ง จึงไม่สามารถใช้งานได้ในระยะเวลานานได้ ในระหว่างกระบวนการแปรสภาพน้ำมันดิบด้วยเครื่องจักรเร่งปฏิกิริยา น้ำมันดิบมักจะมีสารประกอบที่มีธาตุกำมะถัน เช่น ธาลิด ไธอีร์ ไซโคไธอีร์ ธิโอฟีน และไทโอฟีน เป็นต้น【l】 ในระหว่างกระบวนการแปรสภาพนี้ สารประกอบที่มีธาตุกำมะถันบางส่วนจะเปลี่ยนเป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างซับซ้อนและมีมวลโมเลกุลสูง ซึ่งจะอยู่ในรูปของถ่านหิน ถ่านหินที่มีธาตุกำมะถันเหล่านี้จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกับออกซิเจนในอากาศภายในเครื่องฟื้นฟู ส่งผลให้เกิดก๊าซไอเสีย ดังนั้นก๊าซไอเสียจึงมีสาร Sox อยู่ด้วย ； สารประกอบที่มีไนโตรเจนในวัตถุดิบสำหรับการเร่งปฏิกิริยานั้น เมื่อถูกเผาไหม้แล้ว ก็จะยังคงมีก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ N○x อยู่ในควันที่เกิดขึ้นด้วย ； เนื่องจากกระบวนการแคทาลิติกฟรักชั่นเป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นภายใต้การมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยา ดังนั้นในไอเสียจึงยังมีอนุภาคฝุ่นอยู่ด้วย ในปัจจุบัน ความเข้มข้นของก๊าซ NOx, SOx และฝุ่นละอองในไอเสียจากกระบวนการแตกตัวของน้ำมันมีความผันผวนสูง โดยโดยทั่วไปแล้ว ความเข้มข้นของ SOx อยู่ที่ 700–4500 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร ส่วนความเข้มข้นของ NOx อยู่ที่ 50–400 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร และความเข้มข้นของฝุ่นละอองอยู่ที่ 150–200 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร หลังจากการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนออกไปแล้ว ก็จำเป็นต้องให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษที่กำหนดไว้ใน “มาตรฐานการปล่อยมลพิษของอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน” โดยความเข้มข้นของ SO2 ในก๊าซไอเสียควรอยู่ที่น้อยกว่า 100 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร ส่วนความเข้มข้นของฝุ่นควรอยู่ที่ไม่เกิน 50 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร และความเข้มข้นของ NOx ควรอยู่ที่น้อยกว่า 200 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร ตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษที่กำหนดขึ้นใหม่ คือ GB31570‑2015 “มาตรฐานการปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน” หลังจากวันที่ 1 กรกฎาคม 2017 เป็นต้นไป มีข้อกำหนดเกี่ยวกับปริมาณมลพิษที่สามารถปล่อยออกสู่บรรยากาศได้ ดังนี้: ความเข้มข้นของ SO2 ไม่เกิน 50 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร, ความเข้มข้นของฝุ่นไม่เกิน 30 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร, และความเข้มข้นของ NOx ไม่เกิน 100 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร ； ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนจะมีความเข้มงวดมากขึ้น 1.1 เทคโนโลยีการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนในก๊าซไอเสียด้วยอุปกรณ์เร่งปฏิกิริยา 1.1.1 เทคโนโลยีการกำจัดกำมะถันด้วยอุปกรณ์เร่งปฏิกิริยา ปัจจุบัน บริษัทน้ำมันและปิโตรเคมี 27 แห่งในประเทศจีนมีอุปกรณ์สำหรับการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนในก๊าซไอเสียด้วยอุปกรณ์เร่งปฏิกิริยาทั้งหมด 46 เครื่อง ในด้านเทคโนโลยีการกำจัดกำมะถันนั้น มีอุปกรณ์จำนวน 20 เครื่องที่ใช้เทคโนโลยีการล้างกำมะถันแบบเปียก EDV ； ชุดที่ 16 ใช้เทคโนโลยีการกำจัดกำมะถันแบบวินเชียร์แบบสองวงจร ； อุปกรณ์ 3 ชุดใช้สารถ่ายโอนกำมะถันเพื่อกำจัดกำมะถัน ； ใช้วิธีการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ด้วยสารด่างโซเดียมและแคลเซียมใน ； อุปกรณ์ 2 ชุดใช้วิธีการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์แบบใช้น้ ； อุปกรณ์ชุดหนึ่งใช้วิธีการกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์แบบใช้หินปูน/แคลเซียมออกไซด์ร่วมกับยิปซั่ม ； อุปกรณ์ชุดหนึ่งใช้วิธีการกำจัดกำมะถันด้วยแอมโมเนีย ดูรูปที่ 1 1.1.2 เทคโนโลยีการกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ในอุปกรณ์เร่งปฏิกิริยา ในบรรดาอุปกรณ์สำหรับการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนออกไซด์จำนวน 46 เครื่องนั้น มี 14 เครื่องที่ไม่มีหน่วยกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ เนื่องจากปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ในก๊าซไอเสียอยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดแล้ว ； ระบบทั้ง 32 เครื่องมีหน่วยกำจัดไนโตรเจนออกไซด์แยกต่างหาก โดยในจำนวนนี้ มี 21 เครื่องที่ใช้เทคโนโลยี SCR ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ด้วยการเร่งปฏิกิริยาด้วยแอมโมเนีย ส่วนอีก 11 เครื่องนั้นใช้เทคโนโลยีการกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ด้วยออโซน สถิติทางเทคนิคดูได้ในรูปที่ 2 ปล่องควันสามารถทำจากแผ่นเหล็กสแตนเลสได้ทั้งหมด สำหรับอุปกรณ์ที่กำลังใช้งานอยู่ หากยังคงใช้วิธีการพ่นสีกันสนิมภายในหอดักจับก๊าซไอเสียแบบ HH ก็มีทั้งกรณีที่ประสบความสำเร็จและไม่ประสบความสำเร็จเช่นกัน หากใช้วัสดุอื่นๆ เช่น พลาสติกหรือวัสดุอื่นๆ ก็เช่นกัน ไม่ว่าจะใช้วิธีใดก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องให้มั่นใจว่าการก่อสร้างจะมีคุณภาพดี ใบพัดของปั๊มหมุนเวียนสารละลายและท่อต่างๆ สามารถเลือกใช้วัสดุสแตนเลสแทนการใช้เหล็กคาร์บอนที่มีการเคลือบด้วย PTFE เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและคุณภาพของการก่อสร้าง สำหรับเครื่องมือที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน จำเป็นต้องพิจารณาถึงความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุที่ใช้ โดยสามารถใช้สแตนเลสแทนเหล็กกล้าได้ เทคโนโลยีสีกันการกัดกร่อนจากจุดความชื้นสำหรับใช้กับหอกำจัดกำมะถันในไอเสีย HH ทราบมาว่ามีหน่วยงานในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีในประเทศไทยกว่า 20 แห่งที่นำไปใช้แล้ว และได้รับคำชื่นชมเป็นอย่างดี (ข้อความถูกละไว้) โดยสรุปแล้ว หน่วยการกำจัดกำมะถันและไนโตรเจนในอุปกรณ์เร่งปฏิกิริยานั้นมีระยะเวลาการใช้งานที่ไม่นาน นอกจากนี้ การออกแบบและการผลิตก็มีข้อบกพร่องตั้งแต่เริ่มต้น ประกอบกับประสบการณ์ในการปฏิบัติการและบำรุงรักษาอุปกรณ์ยังไม่เพียงพอ จึงทำให้อัตราการเกิดความขัดข้องของอุปกรณ์สูง มีเพียงการควบคุมคุณภาพในขั้นตอนการผลิตและการติดตั้งอย่างเข้มงวด รวมถึงการวิเคราะห์สาเหตุของปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้งานอย่างต่อเนื่อง และสรุปบทเรียนจากวิธีการแก้ไขปัญหาที่ได้ผลดี เท่านั้น จึงจะสามารถพัฒนาอุปกรณ์ให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในระยะเวลาที่ยาวนานได้