陳大躍，謝清峰

（中國(guó)石油化工股份有限公司 長(zhǎng)嶺分公司，湖南 岳陽(yáng) 414000）

S Zorb與RSDS-Ⅲ汽油精制技術(shù)應(yīng)用對(duì)比及分析

陳大躍，謝清峰

（中國(guó)石油化工股份有限公司 長(zhǎng)嶺分公司，湖南 岳陽(yáng) 414000）

長(zhǎng)嶺分公司共有兩套催化汽油精制裝置，其中一套為120萬(wàn)t/a的催化汽油吸附脫硫（S Zorb）裝置，配套加工3#催化汽油，另一套為45萬(wàn)t/a催化汽油選擇性加氫脫硫（RSDS-Ⅲ）裝置，配套處理1#催化汽油。通過(guò)對(duì)兩裝置控制參數(shù)、運(yùn)行狀況及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比分析,反映出兩類(lèi)不同汽油加工技術(shù)的裝置運(yùn)行異同。

催化汽油；精制；脫硫

1 裝置概況

中國(guó)石油化工股份有限公司長(zhǎng)嶺分公司共有兩套催化汽油精制裝置。其中一套為120萬(wàn)t/a催化汽油吸附脫硫（S Zorb）裝置，配套加工3#催化汽油，于2010年11月開(kāi)工；另一套為45萬(wàn)t/a催化汽油選擇性加氫脫硫（RSDS-Ⅲ）裝置，配套處理 1#催化汽油，RSDS-Ⅲ裝置是在原 45萬(wàn)t/aRSDS-Ⅱ的基礎(chǔ)上改造而成，于2013年9月20日開(kāi)工正常。

2 工藝流程比較

2.1 RSDS-Ⅲ裝置工藝流程

45萬(wàn)t/aRSDS-Ⅲ裝置是在原RSDS-Ⅱ的基礎(chǔ)上改造而成，包括輕重汽油切割、重汽油選擇性加氫脫硫、輕汽油堿抽提及汽油脫臭四個(gè)部分,裝置原則流程圖如圖1。

1#催化全餾份汽油經(jīng)輕重汽油分餾塔切割后，輕汽油干點(diǎn)控制 60～65 ℃，輕汽油與重汽油重量比為27：73，重汽油進(jìn)選擇性加氫脫硫裝置，先經(jīng)脫二烯烴反應(yīng)器后，再經(jīng)加熱爐升溫進(jìn)重汽油選擇性加氫主反應(yīng)器，然后進(jìn)重汽油穩(wěn)定塔；輕汽油經(jīng)堿液抽提脫硫醇、與加氫重汽油混合后經(jīng)氧化法脫硫醇，生產(chǎn)出RSDS-Ⅲ精制汽油。輕汽油堿液抽提部分設(shè)有堿液再生和堿液反抽提脫二硫化物設(shè)施。

2.2 S Zorb裝置工藝流程

3#催化汽油與循環(huán)氫氣混合后，經(jīng)換熱和反應(yīng)加熱爐加熱至420 ℃，從底部進(jìn)入裝有吸附劑的反應(yīng)器，反應(yīng)后的油氣分離氫氣、經(jīng)穩(wěn)定塔后得到精制汽油，高分氫氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后循環(huán)利用，反應(yīng)后的吸附劑經(jīng)過(guò)閉鎖料斗送至再生系統(tǒng)。在再生器

底部通入凈化風(fēng)并加熱與反應(yīng)后的吸附劑反應(yīng)，吸附劑上的硫被氧化成SO2，SO2送至硫磺回收裝置制硫磺，再生后的吸附劑在經(jīng)過(guò)閉鎖料斗送至反應(yīng)器參與脫硫反應(yīng)，形成一個(gè)循環(huán)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，閉鎖料斗負(fù)責(zé)吸附劑在氫烴環(huán)境與氧氣環(huán)境之間的安全輸送，原則流程圖如圖 2所示。反應(yīng)器頂部設(shè)內(nèi)置高精度過(guò)濾器ME101，過(guò)濾器以定時(shí)或定壓差的方式用高壓氫氣反吹；閉鎖料斗D106是S Zorb技術(shù)實(shí)現(xiàn)吸附劑循環(huán)的核心設(shè)備，內(nèi)部設(shè)置過(guò)濾器ME102、4個(gè)反吹松動(dòng)氣分配盤(pán)，并設(shè)有31個(gè)帶開(kāi)關(guān)回訊的程控閥和4個(gè)控制閥。再生器內(nèi)部設(shè)有二級(jí)旋風(fēng)分離器，出口煙氣設(shè)有過(guò)濾器ME103。

圖1 RSDS-Ⅲ裝置原則流程Fig.1 The principle process flow diagram of RSDS-Ⅲ plant

圖2 S Zorb裝置原則流程圖Fig.2 The principle process flow diagram of S Zorb plant

3 主要操作參數(shù)對(duì)比

3.1 RSDS-Ⅲ裝置主要操作參數(shù)

RSDS-Ⅲ裝置主要操作參數(shù)如表1、表2、表3。

表1 堿抽提的主要操作條件Table 1 Main operating conditions of alkali extraction

表2 催化裂化汽油輕重汽油分餾塔主要的操作條件Table 2 Main operating conditions of light and heavy components fractionating column of FCC gasoline

表3 重汽油選擇性加氫主要操作條件Table 3 Main operating conditions of heavy gasoline selective hydrogenation

3.2 S Zorb裝置裝置主要操作參數(shù)

S Zorb裝置裝置主要操作參數(shù)，如表4。

表4 S Zorb裝置主要操作參數(shù)Table 4 Main operation parameters of S Zorb plant

從表4中看出，S Zorb裝置反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力等指標(biāo)高于RSDS-Ⅲ裝置。

4 原料與產(chǎn)品性質(zhì)對(duì)比

S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置的原料與產(chǎn)品性質(zhì)對(duì)比，如表5。

表5 S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置工業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)Table 5 Industry application data of S Zorb and RSDS-Ⅲplants

從表5的數(shù)據(jù)可以看出，兩種技術(shù)均能滿足生產(chǎn)國(guó)Ⅳ汽油的需要。S Zorb裝置能夠達(dá)到更深程度脫硫，因其與傳統(tǒng)加氫工藝最大的區(qū)別在于脫硫過(guò)程中不形成H2S分壓，對(duì)脫硫反應(yīng)沒(méi)有抑制作用，排除了H2S分壓限制熱力學(xué)平衡的影響，而且避免了H2S與FCC汽油中的烯烴反應(yīng)生成硫醇的副反應(yīng)，無(wú)需進(jìn)行后續(xù)的氧化脫硫醇處理，其脫硫深度效果更好。目前國(guó)內(nèi)部分煉廠已經(jīng)用S Zorb技術(shù)生產(chǎn)國(guó)Ⅴ汽油。雖然S Zorb裝置產(chǎn)品汽油烯烴飽和率及芳烴損失率高于RSDS-Ⅲ裝置精制汽油，但S Zorb裝置在汽油脫硫過(guò)程中產(chǎn)生異構(gòu)化反應(yīng)，其產(chǎn)品汽油RON損失同比仍稍低于RSDS-Ⅲ裝置精制汽油。

RSDS-Ⅲ技術(shù)的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，裝置運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)低。長(zhǎng)嶺分公司2014年6月進(jìn)行了RSDS-Ⅲ生產(chǎn)車(chē)國(guó)Ⅴ汽油工業(yè)標(biāo)定試驗(yàn)，其結(jié)果證明重汽油產(chǎn)品的硫含量可降至 6×10-6，全餾分汽油硫含量降至 9 ×10-6、精制汽油RON辛烷值損失在1.5個(gè)單位。

5 加工損失及氫耗對(duì)比

S Zorb裝置在運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)吸附劑循環(huán)燒焦，2013年10月～2014年2月待生劑及再生劑平均碳含量分別為8.94%和7.43%，吸附劑燒焦碳損失為1.51%，催化劑循環(huán)量為1.7 t/h，和RSDS-Ⅲ裝置相比，S Zorb裝置需增加燒焦損失0.018%。S Zorb裝置氫耗為0.19%，RSDS-Ⅲ裝置氫耗為0.20%。

6 裝置加工成本分析

6.1 S Zorb裝置運(yùn)行費(fèi)用分析

6.1.1 S Zorb裝置修理費(fèi)

2010年11月20日至2014年2月20日，S Zorb裝置共加工汽油3 514 997 t，發(fā)生的維護(hù)總費(fèi)用為880萬(wàn)元（2.504元/t原料油），其中，儀表專(zhuān)項(xiàng)維護(hù)費(fèi)用410萬(wàn)元（1.166元/t原料油），特殊閥門(mén)更換費(fèi)用290萬(wàn)元（0.825元/t原料油）。

6.1.2 吸附劑的消耗費(fèi)用

S Zorb裝置從2010年11月開(kāi)工以來(lái)，共購(gòu)吸附劑175 t，其中進(jìn)口劑量150 t，價(jià)格約23.5萬(wàn)元/噸，國(guó)產(chǎn)劑25 t，價(jià)格約21萬(wàn)元/t，吸附劑總費(fèi)用為4 050萬(wàn)元。吸附劑消耗情況如表6。

表6 吸附劑消耗情況Table 6 Adsorbent consumption

從表6中看出，S Zorb裝置連續(xù)運(yùn)行39個(gè)月時(shí)，吸附劑單耗為 0.049 8 kg/t原料油，吸附劑費(fèi)用為11.52元/t原料油。

6.1.3 S Zorb裝置的能耗分析

以2013年能源消耗為例，2013年S Zorb裝置共加工催化汽油的總量為1 144 788 t，總實(shí)物消耗與費(fèi)用如表7。

表7 2013年S Zorb裝置能耗成本分析Table 7 Energy consumption cost analysis of S Zorb plant in 2013

從表7中看出，2013年，S Zorb裝置能耗為5.93 kgEO/t，能耗成本為21.17元/t。

2013年S Zorb裝置其它費(fèi)用相關(guān)情況為：設(shè)備折舊及機(jī)物料費(fèi)1 070 421元，即0.94元/t；人工成本4 817 026元，即4.21元/t；氫耗為0.19%，氫氣單價(jià)按12 000元計(jì)算，氫氣成本為22.8元/t。

2013年S Zorb裝置單位加工總成本包括：能耗成本、氫氣成本、吸附劑消耗成本（輔助材料費(fèi)）、修理費(fèi)、設(shè)備折舊及機(jī)物料費(fèi)、人工成本六部分組成，加工總成本為：21.17元/t+22.80元/t+11.52元/t +2.50元/t+0.94元/t+4.21元/t =63.14元/t。

6.2 RSDS-Ⅲ裝置能耗及輔材消耗分析

6.2.1 能耗分析

長(zhǎng)嶺分公司45萬(wàn)t/a催化劑汽油選擇性加氫脫硫（RSDS-Ⅲ）裝置，2013年9月10日完成改造，并于9月20日開(kāi)工正常，2013年10～12月全餾分汽油加工量為113 720 t，其能源消耗如表8。

表8 RSDS-Ⅲ生產(chǎn)裝置能耗計(jì)算表Table 8 Energy consumption calculation table of RSDS-Ⅲplant

從表8看出，RSDS-Ⅲ裝置綜合能耗為14.72 kg EO/t，高于S Zorb裝置9.33 kg EO/t。

6.2.2 輔助材料及能耗成本分析

2013年10～12月，45萬(wàn)t/a（RSDS-Ⅲ）裝置的輔助材料及能耗成本統(tǒng)計(jì)如表9。

表9 45萬(wàn)t/aRSDS-Ⅲ裝置輔助材料及能耗成本統(tǒng)計(jì)表Table 9 Auxiliary materials and energy costs statistics of 0.45 Mt/a RSDS-Ⅲ plant

從表9中看出，RSDS-Ⅲ裝置輔助材料成本2.17元/t，低于S Zorb裝置9.35元/t，能耗成本43.08元/t，高于S Zorb裝置21.91元/t。

2013年10～12月RSDS-Ⅲ裝置其它費(fèi)用相關(guān)情況為：設(shè)備折舊及機(jī)物料費(fèi)162 791元，即1.43元/t；人工成本 266 710元，即 2.35元/t；氫耗為0.20%，氫氣單價(jià)按12 000元計(jì)算，氫氣成本為24元/t；修理費(fèi)149 875元，即1.32元/t。

2013年10～12月RSDS-Ⅲ裝置單位加工總成本包括：輔助材料成本、能耗成本、設(shè)備折舊及機(jī)物料費(fèi)、人工成本、氫氣成本、修理費(fèi)六部分組成，單位加工總成本為：2.17元/t+43.08元/t+1.43 元/t +2.35元/t+24元/t+1.32元/t =74.35元/t。

S Zorb裝置及RSDS-Ⅲ裝置單位加工總成本分別為63.14元/t和74.35元/t, S Zorb裝置比RSDS-Ⅲ裝置加工成本低11.21元/t，加工成本的差異主要與加工規(guī)模及加工工藝有關(guān)。

7 “三廢”情況對(duì)比

S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置的“三廢”情況對(duì)比，如表10。

表10 S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置“三廢”處置情況表Table 10 wastes treatment of S Zorb and RSDS-Ⅲ plants

8 裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行情況分析

8.1 S Zorb裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行情況分析

8.1.1 S Zorb裝置不安全因素統(tǒng)計(jì)

長(zhǎng)嶺分公司S Zorb裝置自2010年11月首次開(kāi)工后，連續(xù)運(yùn)行了39個(gè)月，發(fā)生泄漏事件10起、切斷進(jìn)料事件11起。

泄漏情況：2010年發(fā)生1次；2011年發(fā)生3次；2012年發(fā)生4次；2013年發(fā)生3次；其中轉(zhuǎn)劑磨穿導(dǎo)致氫氣泄漏5次、反應(yīng)過(guò)濾器ME101大法蘭泄漏4次、閉鎖料斗D106氫氣線磨穿氫氣著火1次。

反應(yīng)過(guò)濾器ME101差壓高高聯(lián)鎖切斷進(jìn)料2次，發(fā)生泄漏引起裝置切斷進(jìn)料4次、電網(wǎng)晃電引起裝置切斷進(jìn)料1次、處理D106和D107切斷進(jìn)料4次。

8.1.2 關(guān)鍵設(shè)備儀表維修情況

閉鎖料斗D106處理了二次：（1）2011年6月17日，打開(kāi)D106處理內(nèi)置過(guò)濾器ME102，更換二根濾芯；2013年11月，發(fā)現(xiàn)過(guò)濾器ME102再次磨穿；（2）2013年5月27日，處理D106底部四根通氣盤(pán)（其中二根通氣盤(pán)斷開(kāi)，從下部的 D107中取出，一根斷開(kāi)后被吸附劑堵塞）。

D107下料不暢處理三次：（1）2012年10月11日，從D107下料短節(jié)中，拆出一根30 mm的熱偶套管短節(jié)和一個(gè)螺桿；（2）2013年5月17日，D107下料不暢，打開(kāi)人孔，發(fā)現(xiàn)內(nèi)有一通氣盤(pán)短管；（3）2013年7月21日，再次打開(kāi)人孔，又發(fā)現(xiàn)內(nèi)有一通氣盤(pán)短管。

程控閥門(mén)維護(hù)情況：（1）閉鎖料斗D106相關(guān)程控閥31臺(tái)、控制閥4臺(tái)，運(yùn)行39個(gè)月期間共進(jìn)行了18臺(tái)次的程控閥更換；（2）程控閥開(kāi)關(guān)回訊、電磁閥等故障頻繁，影響閉鎖料斗的正常運(yùn)行。

由于頻繁地更換程控閥或程控閥開(kāi)關(guān)回訊、電磁閥、電路板等故障率高，將嚴(yán)重影響閉鎖料斗D106的正常運(yùn)行，在生產(chǎn)國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)汽油時(shí)，質(zhì)量調(diào)控有難度，若生產(chǎn)國(guó)Ⅴ汽油，難度更大。

表11 長(zhǎng)嶺S Zorb和RSDS-Ⅲ的主要指標(biāo)對(duì)比表Table 11 Main indicators contrast of S Zorb and RSDS-Ⅲ plants

8.2 RSDS裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行情況分析

長(zhǎng)嶺分公司的RSDS-Ⅰ裝置在2005年～2007年間斷斷續(xù)續(xù)運(yùn)行了15個(gè)月；RSDS-Ⅱ裝置2008年運(yùn)行了5個(gè)月，2009-2010年連續(xù)運(yùn)行了15個(gè)月，因生產(chǎn)調(diào)整沒(méi)有 2年以上長(zhǎng)周期運(yùn)行的記錄。RSDS-Ⅱ裝置在連續(xù)運(yùn)行15個(gè)月時(shí)，床層壓降、脫硫效果、RON損失均能滿足RSDS-Ⅱ技術(shù)指標(biāo)和汽油國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。

長(zhǎng)嶺分公司的 RSDS-Ⅲ裝置已連續(xù)運(yùn)行 5個(gè)月，精制汽油質(zhì)量能滿足國(guó)Ⅳ汽油質(zhì)量需要。

Contrast and Analysis of S Zorb and RSDS-Ⅲ Gasoline Refining Technologies

CHEN Da-yue，XIE Qing-feng
（Sinopec Changling Company, Hunan Yueyang 414000，China）

Changling company has two sets of FCC gasoline refining plants, including a 1.2 Mt/a FCC gasoline adsorption desulfurization (S Zorb) plant for processing 3#catalytic gasoline and a 0.45 Mt/a FCC gasoline selective HDS (RSDS-Ⅲ) plant for processing 1#FCC gasoline. In this paper, through contrast and analysis of this two plants’control parameters, running status, and economic and technical indicators, similarities and differences between two different types of gasoline processing plant were discussed.

FCC gasoline; Refining; Desulfurization

TE 624

A

1671-0460（2014）12-2558-05

2014-11-20

陳大躍（1965-），男，湖南岳陽(yáng)人，工程師，從事煉油工藝技術(shù)優(yōu)化工作。E-mail：scccdy.clsh@sinopec.com，電話：0730-8452060。