1、 化学工程与装备 2023 年 第 5 期 26 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 5 月 炼油化工中的气体脱硫技术 炼油化工中的气体脱硫技术 马松波，马玉锋，孟昭东，李 彬，李小仿（山东华星石油化工集团有限公司，山东 东营 275000）摘 要：摘 要：炼油化工生产往往伴随着含硫气体的产生，这类气体会造成严重的空气污染，危害周边环境，同时也极有可能引发安全事故，给工作人员的生命财产安全造成巨大威胁。所以，气体脱硫处理可以说是目前炼油化工领域十分紧迫的一项任务，对此应该加强气体脱硫技术的研究和应用。关键词：关键词：炼油化工；气体脱硫技术；化学脱硫剂；微
2、生物脱硫 1 炼油化工生产特点 1 炼油化工生产特点 炼油化工生产，指的是通过对石油或者渣油进行炼制，从而获得成品油的生产活动。在实际炼油过程中，需要严格控制生产环境，最大限度减少产品中的杂质成分，确保成品油的品质。那么，在这一过程中，我们经常用到的技术就是气体脱硫技术，其能极大保障最终生产出来的产品满足市场需求。炼油化工的生产环境是比较恶劣的，其一般需要在高温高压的条件下完成反应过程，安排好各种催化剂和反应器的使用，以提供给炼油化工所需的生产条件。根据以往经验分析，炼油化工生产的程序是十分复杂的，通常会采用催化裂化等处理方式，得到油品和气体，再借助合适的技术手段进行脱硫、脱碳的处理，逐步得到
3、高纯度的成品油。气体脱硫需要将气体中所包含的硫化物去除掉，确保经处理之后的气体以及产品达到相关质量标准，从而顺利结束炼油化工生产任务。气体脱硫技术的推广和应用，在我国石油化工领域的意义重大，其除了能够进一步改善产品品质，提高产品纯度，也能缓解和避免硫化氢排放所造成的环境污染。那么，在接下来的时间里，我们理应对气体脱硫技术展开深入的研究与实践，给后续工作开展提供方向，为不断优化我国炼油化工生产工艺提供重要的参考依据。2 体脱硫技术是我国炼油化工生产的紧迫需要 2 体脱硫技术是我国炼油化工生产的紧迫需要 目前，我国石油化工企业面临的生产安全形势严峻，如在深海石油开采阶段，往往还伴随着甲烷水合物的出
4、现，这时遇到硫化氢气体的几率将大幅度增加，处理不当极有可能发生天然气井喷等重大安全事故，为工作人员的生命财产安全带来巨大威胁。为了提高石油化工生产的安全系数，我们提出有效落实气体脱硫技术的处理，保证各项生产活动的正常进行。另外，近年来我国大气污染治理的任务十分紧迫，一方面经济的快速发展导致各个产业对煤炭资源的需求量激增，间接加速了二氧化硫排放量的增加，另一方面，不少炼油企业在生产工艺上没有做出及时的优化改进，最终引发的后果就是我国大气环境遭到严重污染，在很大程度上威胁到了广大人民的身体健康，阻碍了社会经济的可持续发展。面对这种形势，我国相继出台了相关法律规定，提出对二氧化硫排放行为要做到网格化
5、监管和严厉惩处，但仅仅通过管理手段是远远不能达到预期效果的。所以，开发适应不同规模的气体脱硫技术，加大气体脱硫推广和使用力度，俨然成了眼下摆在广大从业者面前的一项重要研究课题，其任务相当紧迫和繁重。3 炼油化工中几种常见的气体脱硫技术 3 炼油化工中几种常见的气体脱硫技术 3.1 化学脱硫剂 在炼油化工生产过程中，可以采用化学脱硫剂进行气体脱硫，这一阶段一般会利用脱硫塔、再生塔等设备对气体中的硫化氢进行处理，实现回收再利用的效果。从这里不难发现，化学脱硫剂的成本较低，并且极大满足了近年来我国石油化工领域提出的节能降耗的生产要求。根据实际情况，可选择干气脱硫塔或者液化气脱硫塔这两种脱硫设备，将气
6、体中的硫化氢成分有效脱离出去，从而达到相关质量标准。在具体选择化学脱硫剂的过程中，通常以经济性、节能减排以及用量少等为主要原则，在确保脱硫效果的同时，减少环境污染。经实践研究证明，化学脱硫剂对气体中的硫化氢具有较强的吸收能力，同时脱离出混合液中的硫化物成分，如此便能减少成品油中的总硫含量，降低稳定汽油的硫含量，促进成品油品质和销量的提升，充分满足市场需求。在此基础上，在气体脱硫方面，我们还需要考虑能耗和污染问题，对此倡导将化学脱硫剂进行回收再利用，这样既能降低生产成本，也能使脱硫剂维持在一个较小的使用量。此外，还有一个值得注意的问题，在采用化学脱硫剂进行脱硫处理的过程中，经常出现脱硫剂跑损的问
7、题，其不仅造成了净化干气和液化气的硫化氢超标，还在很大程度上加速了炼油设备的腐蚀，导致生产成本大幅度增加。所以，在后续工作中，应该对这项问题进行重点关注，并研究合理有效的解决措施。3.2 气体膜分离技术 气体膜分离技术也是目前我国炼油化工生产中一种比较常见的气体脱硫技术，其工作原理是在压力作用下，混合气体自行通过膜材料，而由于气体分子质量不同，因此膜材料对不同分子表现出来的吸附能力也存在一定的差异，如此便达到了气体分离的目的。在该技术的应用阶段，应该最大限度提高膜材料两侧的压力差，这样能将气体膜分离的脱硫效果最大程度发挥出来。对气体膜分离技术的应用，膜材料的选择是一个十分关DOI:10.195
8、66/35-1285/tq.2023.05.045 马松波：炼油化工中的气体脱硫技术 27 键的管理要点，除了要确保选择的膜材料切实符合工艺要求，还应该充分结合近年来我国提出加强新型膜材料研究和推广的策略，对气体膜进行持续的改进和优化。比如，在现阶段的不少案例中，我国将先进的纳米技术与吸附膜相结合，其脱硫效果更为显著，当气体通过膜材料之后，可迅速进行分离处理，从而将气体内的硫化物迅速脱出。在气体脱硫技术领域，气体膜分离技术可以说是一项具有代表性的物理分离技术，其成本相对较低，能极大提高产品的纯度，因而在我国炼油化工生产中得到了广泛应用。3.3 改性活性炭脱硫技术 通过分析以往大量案例，利用活性
9、炭进行脱硫处理的案例数不胜数，然而经过实践不难发现，这种脱硫技术虽然操作相对简便，但普通的活性炭其吸附能力较差，难以满足炼油化工生产中实际的脱硫要求，成效大多不理想。为了改善这种情况，我们采用了对活性炭进行改性处理的方式，通过增大其比表面积，使其吸附能力得到进一步增强，这样便能有效将气体中的硫化物脱离出去，最终达到相关质量标准。在改性处理方面，一般采用的方法都是将普通活性炭进行化学浸泡，以此提高其吸附能力及效率，为后续气体脱硫处理提供可靠的技术支持。在应用改性活性炭进行脱硫处理时，首先需要考虑的问题是当前的温度环境是否能够满足活性炭的吸附要求，所以，通常要求工作人员调整至最佳的吸附温度，避免影
10、响脱硫效果。除此之外，根据现场情况，对其他工艺参数做科学的调整，争取将改性活性炭的吸附效率提升至最高。一般来讲，若现场温度过高，那么改性活性炭的吸附方式多趋向于化学吸附；反之，若温度较低，则以物理吸附的方式为主。在正式开展工作之前，务必要充分了解改性活性炭的工作原理及其工艺特点，然后通过实验实践，逐渐将生产工艺参数调整至最佳状态，一方面减少生产现场的安全隐患，另一方面促进脱硫处理效果的最大化。3.4 微生物脱硫技术 在炼油化工生产中，微生物脱硫是一种相对温和的气体脱硫技术，这里的温度指的是该技术的反应条件比较温和，此外，其还具备能耗低、成本低等特点，在我国气体脱硫领域具有较好的发展前景。在微生
11、物脱硫过程中，先将气体中的硫化物溶解于液体，使原本的硫成分转化为硫化氢，再迅速被微生物所吸收，这样便完成了脱硫处理。而经吸收的硫化氢，会作为营养物质被微生物所利用，这样既达成了预计的生产任务，也避免了污染，可见微生物脱硫技术对于炼油化工企业贯彻节能减排的理念有重要意义，后续应加强该技术的推广和使用。相较于其他的气体脱硫技术，微生物脱硫的理念更加先进，是近年来我国脱硫处理中一种新的工艺技术，但这也意味着我国关于这方面的理论研究尚不十分成熟，实践经验不够丰富。所以，在接下来的时间里，除了要持续巩固理论基础，还要根据石油化工领域的发展，对微生物菌群做出不断地更新，以适应多样化的脱硫需求，提高微生物技
12、术的脱硫效果。总的来讲，微生物脱硫的工艺流程比较简单，并且对设备的腐蚀性较低，能大大减少因更新和维护设备所造成的成本，而后续的工作重点应该放在新型聚合物成分的研发上，进一步降低炼油化工中的气体脱硫成本，在满足生产要求的同时，深入推进节能降耗的清洁生产目标。3.5 超重力脱硫技术 超重力脱硫技术，是在传统络合铁脱硫的基础上发展而来的，其借助超重力旋转床，在较短时间内将天然气中的硫化氢脱离出来，最终得到高纯度的产品。在这一阶段，超重机起到了至关重要的作用，所以工作人员一定要根据实际情况来设定超重机的运行参数，确保脱硫效果。与此同时，将络合铁和碱液当作主要的脱硫液体，用以吸收氧化脱硫，当气体中的硫化
13、氢含量不断减少时，其脱出率便会随之而提高，从而使脱硫效果达到理想状态。通过超重力旋转床的高度运动，同时在络合铁的作用下，混合气体将得到净化，为炼油化工生产活动的正常开展提供基础，从而有效提高产品的品质及纯度。4 炼油化工中气体脱硫技术的优化措施 4 炼油化工中气体脱硫技术的优化措施 4.1 加强化工队伍素质建设 气体脱硫技术能否在炼油化工生产活动中得到有效落实，在很大程度上取决于化工人员的专业水平，所以，后续应该持续巩固化工队伍素质建设。在这方面，企业应该定期组织专业知识与技能培训，向广大化工人员讲解一些重要的安全常识，如面对硫化氢气体时应该如何进行自我防护，以及怎样避免安全事故的发生等等。当
14、然，重点应该围绕气体脱硫技术的类型、特点及应用等，确保化工人员能掌握多种不同脱硫技术的使用方法，以便今后更好地推进各项生产任务，保证产品质量。另一方面，规范的脱硫操作往往还需要相关标准的引领，对此国家应该进一步加强炼油化工气体脱硫技术体系的标准化建设，明确相关设计标准和操作标准，为企业制定科学的培训计划提供正确的方向和依据。4.2 严格监管生产操作异常 炼油化工生产本身的风险性较高，所以安全生产一直是我们所强调的重点。通过总结过往大量的安全事故案例，因硫化氢浓度超标所引发的大大小小的安全事件数不胜数，轻则阻碍生产活动的正常进行，重则危害人们的生命财产安全，造成严重的大气污染和环境污染。为了有效
15、预防类似事件，务必加强生产过程的监督和管控，密切关注生产操作异常的现象，争取全面杜绝不合格成品油的出现。在这方面，可通过制定相应的管理制度和激励措施，提高工作人员的责任心和积极性，从而自觉地监测生产异常，并借助专业的设备检测生产环境中硫化物的浓度。另外，对气体脱硫技术的应用，应该严格按照工艺要求展开各项操作，这一阶段同样要加强监管，避免影响脱硫处理效果。4.3 积极推动脱硫技术创新 现代炼油化工生产环境比较复杂，虽然传统脱硫技术尚有一定的功效，但俨然已经不能满足当下的工作要求，对此后续一定要加大研发力度，着力推进 （下转第 46 页）（下转第 46 页）46 赵培康：油气井缝隙腐蚀及其防护措施
16、 成了天然的电化学反应系统。若系统能量达到该电化学反应的能量阈值，则可能发生缝隙腐蚀，进而降低油套管使用强度，甚至发生生产事故。因此，结合前文对缝隙腐蚀机理、影响因素以及相关监测技术，提出如下防护措施：4.1 引入耐腐蚀元素 前文已述，某些合金材料有着不错的耐缝隙腐蚀能力。可在油套管钢材制备时，在其原料中增加部分 Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si 等元素；或基于上述元素，对钢材进行表面改性，从而提升所制备钢材的钝化及再钝化19能力。此时，材料本身的耐腐蚀能力得到有效提升，所制备油套管螺纹的抗缝隙腐蚀能力也可得到有效提高。4.2 优化连接结构 缝隙尺寸以及缝隙内外离子浓度等因素均可影响缝隙腐蚀的发生。而连接结构的合理设计，则可从结构上保证油套管螺纹不因载荷波动而出现可发生缝隙腐蚀的连接缝隙。进而从源头上防止缝隙腐蚀的发生。4.3 封闭缝隙环境 有时候，连接缝隙是无法避免的，而存在缝隙即可能发生缝隙腐蚀。但缝隙腐蚀的本质是电化学腐蚀，电化学反应进行的必要条件之一是阴阳电极在溶液中形成闭合回路。因此，可采用密封圈、密封垫等结构或是使用密封脂等介质将缝隙与来液入口相分隔。从而从物理层面上破坏缝
