李津
中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部联合四车间 天津市 300270
摘要：炼油厂硫磺回收装置的回收SO2排放超标现象的发生原因较多，有的是由于装置设计不合理造成，还有的问题是硫磺联合回收装置的运行状态不稳定而引起。结合实际案例分析硫磺回收联合装置SO2排放较大的原因并制定了相关对策，具有一定参考价值。
关键词：闪蒸罐；硫磺回收联合装置；二氧化硫；
很多因素都可能会对硫磺回收装置的运行状态造成影响，比如说酸性气的流量及构成出现比较大的变化从而对制硫炉的运行状态带来负面影响，造成制造硫风的控制比例失调，酸性气过度燃烧或燃烧不充分都会造成烟气中的SO2浓度增高；上游生产装置的富胺液中带有轻烃或酸性水带油等从而引起酸性水汽提装置及胺液再生装置的生产状态受到影响[1]。酸性水、富胺液带油或带轻烃等问题产生的本质原因在于上游操作不合理或者是上游分离设备的设计问题，例如操作偏离、富胺液闪蒸或撇油不到位等。
一、实际案例
某炼油厂硫磺回收联合装置的设计排放尾气中SO2为500mg/m3，长期运行基本稳定，生产时尾气中的SO2为190-420mg/m3，自从投产以来受到上游装置中带烃、带油等因素的影响，回收装置的SO2排放偶尔发生波动，有时会出现超过尾气中SO2超过500mg/m3的情况发生。该装置的操作波动主要表现为：①制硫炉的配风供应时常出现波动且波动的幅度比较大，其以原因在于尾气比值分析信号不能及时反馈波动变化，辅调、主调的配风供应不能满足波动调整的要求；②胺液再生塔塔顶的压力控制有一定难度，塔的顶部及底部的温度不能很好地与压力进行匹配，塔的压力容易在短时间内出现比较大的波变化；③富胺液闪蒸罐的压力较高，控制难度较大；④胺液再生塔重沸器的蒸汽消耗量比较高；⑤当持续波动发生时，风机的风量不能很好地满足要求，尾气中的SO2/H2S摩尔比增高。
二、装置情况分析
1.酸性水带油情况
分析酸性水汽提装置进料酸性水的石油类组分发现装置带油问题比较明显，对此强化了对包括罐中罐等酸性水罐等酸性水汽提及撇油操作的控制，对汽提塔排油的频率进行增加，对汽提操作进行优化，经处理后酸性水带油问题明显控制，未见酸性水带油引起尾气中SO2排放超标的情况发生。
2.胺液带油情况
胺液系统的油含量中，石油类的质量浓度不能超过20mg/L。当烟气排放出现异常的期间，对富胺液的相关指标进行分析，发现胺液系统中的油含量明显超过这一指标，最高达到86.50mg/L。
3.工艺操作参数
3.1 下游脱硫塔操作温度
循环脱氢塔操作温度有时候会异常增高，工艺卡片中没有明确规定循环气及贫胺液的进入温度。循环氢脱硫塔的循环气温度要比贫胺液的温度适当低一些，这样才不会出现油气冷凝的情况，但是下游脱硫塔中循环气进入的温度有时候会比较高[2]。
3.2 贫胺液温度
硫磺回收装置时常发生贫胺液温度较低的情况，炼油厂的贫胺液输送管线长度比较长，没有设置伴热装置，这也就造成进入上游装置的贫胺液温度会明显降低。
较低的贫胺液温度会造成脱硫油气的重组分容易受到温度影响而出现冷凝进入富胺液。
4.撇油、闪蒸
第一，渣油加氢装置循环气脱硫塔的撇油与富胺液闪蒸罐的入口线上合并，富胺液闪蒸罐的撇油没有单独设计去处，没有实施分级把控，梯度拦截，而是在硫磺回收联合装置的富胺液闪蒸罐一次进行。
第二，就撇油操作上，规定了每天进行一次撇油操作，但是没有明确规定撇油的时长，工作人员多选择白班时进行一次撇油操作，时长在15-30min，撇油操作时间高度集中，时间也比较短，但是经过调查显示通常都是在完成撇油操作之后才发生回收装置运行波动。
第三，胺液再生塔顶的回流罐的撇油去向没有指定，也没有撇油设施，因此一些塔上部及回流系统长期存在一些石脑油。
第四，富胺液闪蒸罐有撇油流程，但是隔板的位置比较高，操作时需要先通过操作让富胺液闪蒸罐的液面达到一定高度，之后才能操作。操作会对下游富胺液再生装置的运行稳定性造成一定影响。观察时不直接观察，只能闪蒸罐的液位计进行观察，不能了解胺液的界位，不能很好地判断撇油操作是否有效，不能了解到有没有撇油线中进入胺液。一旦胺液进入轻污油系统，当进行切水时将造成COD超标。
第五，富胺液闪蒸罐泄放管线管径设计不合理，管径较小造成放空效果不理想，时常会出现紧急处置时尽管已经打开了放空阀，但是仍然不能很好地将闪蒸气与油气排除，闪蒸罐内部压力仍然较高，制硫炉内含有大量烃类从而引起SO2排放异常。
第六，富胺液闪蒸罐内漏不能严密关闭，气相流量大。
三、对策
1.改进设备
胺液中间闪蒸罐撇油管线低压火炬罐。改造脱硫塔，适当增加塔径从而减少轻油夹带的发生。通过增加富胺液闪蒸罐来让闪蒸停留时间得到适当延长；对外排管线的管径进行优化，增加自动控制闪蒸罐压力的系统。做好贫胺液外管的保温措施，确保贫胺液的温度合理。对富胺液闪蒸罐的撇油设施进行改建，增加透视窗，对撇油线程进行优化[3]。
2.整改工艺
适当提高贫胺液的温度，控制其温度在57-58℃。对循环气脱硫塔入塔油气冷却进行控制，确保循环气与贫胺液的温差在5-8℃之间，增加温度控制指标。
3.整改操作
提高撇油操作的规范性，杜绝撇油线中进入烃类气体。渣油加氢装置要做好排放富胺液闪蒸气排放的准备，预防较大的波动之后才能撇油。将撇油的时间适当延长，以免短时间内大量撇油造成冲击。加强对撇油管线的巡检，预防闸门松动等情况的发生。
结束语
对硫磺回收装置而言，SO2排放波动的原因较多，当出现这一问题时需要对问题进行全面分析，调查炼油厂涉及酸性水系统及胺液系统的所有上游及下游装置，从工艺参数、设施设备、操作及设计等方面来分析硫磺回收率降低的原因。该案例经全面分析后针对存在的问题从多个方面制定了整改措施并实施技术整改，经整改后SO2排放长期达标。
参考文献
[1] 刘勇,张万全,李峰,等. 炼油厂硫磺回收联合装置SO2达标排放对策[J]. 石油与天然气化工,2015(4):8-13.
[2] 李宜东. 炼油厂硫磺回收联合装置SO2达标排放对策[J]. 现代盐化工,2020,47(6):78-79,86.
[3] 王英魁,郝东来,刘文君. 5万t/a硫磺回收装置降低尾气中SO2排放[J]. 气体净化,2018,18(6):37-40.