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        S Zorb大型化工業(yè)裝置特點及運行總結(jié)

        2019-03-15 08:41:08
        石油煉制與化工 2019年3期
        關(guān)鍵詞:大型化過濾器汽油

        張 樹 廣

        (中海油惠州石化有限公司,廣東 惠州 516086)

        為減少汽車尾氣排放對大氣的污染,車用燃料清潔化的步伐日益加快,對車用汽油中硫含量的要求也越來越嚴(yán)格。我國于2018年1月全部實施硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于10 μg/g的國Ⅴ階段汽油標(biāo)準(zhǔn),并將于2019年開始實施國ⅥA階段汽油標(biāo)準(zhǔn),2023年開始實施國ⅥB汽油標(biāo)準(zhǔn)。在汽油質(zhì)量升級的過程中,中國石化用于催化裂化汽油深度脫硫的S Zorb技術(shù)[1-6]發(fā)揮了越來越重要的作用,該技術(shù)具有脫硫率高、氫耗低、辛烷值損失小、液體收率高等優(yōu)點。目前,國內(nèi)已有33套S Zorb工業(yè)裝置可以長期穩(wěn)定地生產(chǎn)超低硫清潔汽油,總處理能力達(dá)40 Mt/a以上。

        S Zorb技術(shù)工業(yè)化過程中充分體現(xiàn)了系列化及標(biāo)準(zhǔn)化的特點,常規(guī)工業(yè)裝置的規(guī)模主要有0.9,1.2,1.5 Mt/a,而大型化裝置規(guī)模有1.8 Mt/a及2.4 Mt/a。目前已建成投產(chǎn)的最大規(guī)模的工業(yè)化裝置為2.4 Mt/a,建于中海油惠州石化有限公司(簡稱惠州石化),2017年9月27日一次開車成功,開工后始終按照國Ⅴ汽油方案進(jìn)行生產(chǎn),穩(wěn)定運行生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10 μg/g的精制汽油。以下介紹大型化S Zorb 工業(yè)裝置特點及運行情況。

        1 大型化S Zorb裝置特點

        大型化S Zorb 裝置同樣包括進(jìn)料與脫硫反應(yīng)、吸附劑再生、吸附劑循環(huán)及產(chǎn)品穩(wěn)定4個部分,與其他系列S Zorb裝置不同的是對反應(yīng)過濾器進(jìn)行了改進(jìn),將反應(yīng)過濾器由反應(yīng)器頂部移到反應(yīng)器外部[7-8]。具體設(shè)置如圖1所示。

        圖1 反應(yīng)過濾器設(shè)置

        反應(yīng)過濾器是S Zorb裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一,其運行狀況直接影響裝置的運行周期。其他系列S Zorb裝置的反應(yīng)過濾器均設(shè)置在反應(yīng)器的頂部,原料烴油在反應(yīng)器中進(jìn)行吸附脫硫反應(yīng),脫硫反應(yīng)后的油氣通過反應(yīng)過濾器進(jìn)入下一步工序,而烴油中攜帶的催化劑顆粒被過濾器截留下來,實現(xiàn)油氣與催化劑分離。過濾器的操作條件較苛刻,過濾精度為1.3 μm,裝置中循環(huán)使用的催化劑平均粒徑為60~80 μm,催化劑頻繁地在反應(yīng)系統(tǒng)與再生系統(tǒng)之間循環(huán)運行,易磨損產(chǎn)生粉塵,粉塵在反應(yīng)器內(nèi)部累積,不斷循環(huán),易造成反應(yīng)過濾器壓差升高,壓差升高到一定程度后需停工更換過濾器,嚴(yán)重影響裝置平穩(wěn)運行。此外,在裝置大型化后,反應(yīng)過濾器需要更大的過濾面積,因此需要有一個較大直徑的法蘭安裝該過濾器,而裝置運行期間,反應(yīng)器操作溫度可達(dá)430 ℃以上,操作壓力高達(dá)3.1 MPa,且存在反吹振動,因此將反應(yīng)過濾器裝在反應(yīng)器頂部,會存在法蘭密封效果不易控制、反應(yīng)器設(shè)計及制造難度較大等問題。

        大型化裝置將反應(yīng)過濾器從吸附脫硫反應(yīng)器中獨立出來,進(jìn)行外置,并且通過管道連接,將裝置運行過程中產(chǎn)生的催化劑粉塵不斷從系統(tǒng)中分離出來,有效避免了粉塵在反應(yīng)器內(nèi)部循環(huán)累積,解決了反應(yīng)過濾器易堵塞、差壓上升快、裝置運行周期短、法蘭密封效果不易控制等問題,延長了過濾器的使用周期和裝置運行周期。

        2 大型化S Zorb裝置運行效果

        2.1 反應(yīng)過濾器運行情況

        開工以來裝置進(jìn)料量與反應(yīng)過濾器的差壓變化見圖2。由圖2可知,裝置自開工運行穩(wěn)定后,過濾器差壓穩(wěn)定在17 kPa,遠(yuǎn)小于設(shè)計值??梢妼⒎磻?yīng)過濾器外置后達(dá)到了預(yù)期的效果,為S Zorb裝置的長周期運行創(chuàng)造了有利條件。

        圖2 原料進(jìn)料量與反應(yīng)過濾器差壓變化情況

        2.2 裝置標(biāo)定結(jié)果

        裝置自開工后一直運行狀況良好,穩(wěn)定生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10 μg/g的汽油,開工10個月后進(jìn)行了總結(jié)標(biāo)定,結(jié)果列于表1。由表1可以看出,在原料硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為180 μg/g時,得到的產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4 μg/g,辛烷值RON損失為0.4個單位,能耗為250.8 MJ/t。得到了良好的運行結(jié)果。

        表1 S Zorb裝置標(biāo)定結(jié)果

        將標(biāo)定時的汽油原料及產(chǎn)品的性質(zhì)列于表2中。由表2可知,與原料相比,產(chǎn)品的密度、蒸氣壓及餾程性質(zhì)相當(dāng),膠質(zhì)含量稍低。

        表2 標(biāo)定過程中汽油原料及產(chǎn)品性質(zhì)

        標(biāo)定過程中裝置的物料平衡數(shù)據(jù)見表3。

        表3 標(biāo)定過程中的物料平衡數(shù)據(jù)

        表4中列出了標(biāo)定過程中得到的汽油的詳細(xì)組成。由表4可知,經(jīng)過S Zorb反應(yīng)得到的汽油產(chǎn)品組成發(fā)生了變化,其中正構(gòu)烷烴及異構(gòu)烷烴的含量增加,烯烴含量降低,環(huán)烷烴含量略有增加,芳烴含量略有降低。

        表4 標(biāo)定過程中汽油原料及產(chǎn)品組成 w,%

        3 結(jié) 論

        惠州石化2.4 Mt/a S Zorb裝置是目前已工業(yè)化的最大規(guī)模裝置,裝置采用了反應(yīng)過濾器外置新技術(shù),自開工以來裝置運行平穩(wěn),一直穩(wěn)定生產(chǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10 μg/g的清潔汽油。開工10個月后進(jìn)行了總結(jié)標(biāo)定,標(biāo)定結(jié)果為:原料硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為180 μg/g,烯烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.69%時,得到的產(chǎn)品硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0 μg/g,RON損失0.4個單位,能耗為250.8 MJ/t。這些結(jié)果對未來同類型裝置的開工和優(yōu)化,具有參考價值和指導(dǎo)意義。

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