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        輕汽油抽提脫硫裝置再生系統(tǒng)影響因素的分析與對(duì)策

        2019-09-10 07:22:44張華蘭勇張鶴峰
        石油研究 2019年2期

        張華 蘭勇 張鶴峰

        摘要:為降低環(huán)境污染,提高空氣質(zhì)量,全面實(shí)行油品國(guó)Ⅴ、國(guó)ⅥA排放標(biāo)準(zhǔn),某廠新建了一套國(guó)Ⅴ過(guò)渡方案輕汽油脫硫裝置。該裝置溶劑再生系統(tǒng)投運(yùn)后溫度和液位波動(dòng)較大,嚴(yán)重影響溶劑質(zhì)量。本文通過(guò)對(duì)溶劑再生系統(tǒng)操作方式和工藝操作參數(shù)再優(yōu)化后,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)控制再生系統(tǒng)操作,提高了再生后溶劑質(zhì)量,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的輕汽油。

        關(guān)鍵詞:輕汽油 液液萃取抽提 貧溶劑 貧溶劑 富硫油

        一、前言

        目前,全球環(huán)境污染不斷加重,為提高空氣質(zhì)量,政府要求2017年將在全國(guó)實(shí)行油品國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn),2020年1月1日,開(kāi)始執(zhí)行ⅥA,硫含量要求降至10ppm以下,而我國(guó)催化裂化汽油份額占汽油池的70~80%,加之催化汽油烯烴是構(gòu)成辛烷值的重要成分,所以汽油降硫的主要任務(wù)和難點(diǎn)其實(shí)就是催化裂化汽油的降硫。

        煉化企業(yè)生產(chǎn)調(diào)和國(guó)Ⅴ、國(guó)ⅥA排放標(biāo)準(zhǔn)汽油勢(shì)在必行,針對(duì)目前催化輕汽油硫含量高,加氫處理難度大、辛烷值損失多的短板,某廠采用了河北精致科技有限公司與石油大學(xué)(北京)聯(lián)合推出的催化汽油抽提加氫組合脫硫技術(shù)。利用硫化物在烴類和選擇性溶劑中的溶解度的不同,采用液液萃取抽提的方法,將硫化物富集到溶劑中,經(jīng)過(guò)減壓汽提蒸餾,將富硫油與溶劑分開(kāi),將全餾分汽油硫含量降到10ppm以下,將辛烷值損失降低到1.5個(gè)以內(nèi)。新建的國(guó)Ⅴ過(guò)渡方案輕汽油抽提脫硫裝置于2016年10月建成投產(chǎn),設(shè)計(jì)規(guī)模為15萬(wàn)噸/年。以醚化高含硫輕汽油為原料,經(jīng)GL-萃取脫硫劑液液萃取抽提后,生產(chǎn)出低含硫輕汽油。但溶劑再生系統(tǒng)投用后溫度、液位波動(dòng)大,嚴(yán)重影響再生溶劑的質(zhì)量,為確保裝置平穩(wěn)運(yùn)行,通過(guò)對(duì)操作方式和工藝操作參數(shù)再優(yōu)化后,在總加工流程不變的前提下確保溶劑質(zhì)量,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的輕汽油。

        二、輕汽油抽提脫硫裝置原料、產(chǎn)品、萃取劑現(xiàn)狀及裝置特點(diǎn)

        (1)原料

        輕汽油抽提脫硫裝置原料為醚化裝置加氫后側(cè)抽輕汽油:流量21430kg/h,溫度40℃,壓力1.2 MPa(g);密度為:670kg.m-3,硫含量≤150ppm。

        (2)產(chǎn)品

        輕汽油抽提脫硫裝置產(chǎn)品的密度為:650kg.m-3,硫含量≤10ppm,富硫油與穩(wěn)定汽油(富反抽提油)混合經(jīng)高效聚結(jié)器進(jìn)一步脫水后送至醚化裝置或去加氫裂化裝置。

        (3)萃取劑

        本裝置的GL-萃取脫硫劑外觀為無(wú)色至淡黃色液體,密度(30℃)為1150~1250kg/m3,凝點(diǎn)≤5.0℃,粘度50℃≤4.0mm2/s

        (4)輕汽油抽提脫硫裝置的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):

        a、抽提脫硫?yàn)槲锢磉^(guò)程,沒(méi)有分子變化,辛烷值損失小。

        b、脫硫溶劑對(duì)原料中的硫形態(tài)沒(méi)有嚴(yán)格要求,硫醇、硫醚、噻吩硫均能有效脫除。

        c、溶劑具有旁路凈化及過(guò)濾措施,確保了溶劑質(zhì)量的穩(wěn)定,脫硫效果好,溶劑損耗低。

        d、脫硫后輕汽油產(chǎn)品硫含量≤10μg/g,產(chǎn)品收率達(dá)到95%以上,可滿足國(guó)Ⅴ、國(guó)ⅥA清潔汽油的調(diào)合的要求。

        三、輕汽油抽提脫硫裝置再生系統(tǒng)影響因素的分析和對(duì)策

        溶劑再生塔主要就是為了除去溶劑中的機(jī)械雜質(zhì)和降解聚合物,再生后的溶劑質(zhì)量的優(yōu)劣將直接決定裝置的脫硫效果和操作費(fèi)用,為防止溶劑過(guò)熱分解,含有溶劑系統(tǒng)的再沸器熱源均采用2.2MPag、220℃飽和蒸汽作加熱載體。溶劑再生系統(tǒng)溫度、液位波動(dòng)較大,將嚴(yán)重影響溶劑運(yùn)行質(zhì)量和脫硫效果,裝置的能耗明顯增加,通過(guò)分析主要有以下幾個(gè)方面原因:

        (1) 溶劑再生塔溫度

        溫度是溶劑再生塔的關(guān)鍵指標(biāo),設(shè)計(jì)操作溫度155~178℃,溶劑再生塔的溫度過(guò)高則溶劑降解、聚合;溶劑再生塔的溫度過(guò)低則溶劑不易形成霧化顆粒,造成淹塔。平穩(wěn)控制溶劑再生塔底的溫度,不僅僅要控制塔底再沸器蒸汽流量的大小,還要平穩(wěn)控制溶劑再生塔汽提汽流量和壓力、水汽化器液位和溫度、溶劑再生塔進(jìn)料流量。

        (2) 水汽化器液位和溫度

        水汽化器殼程物料是抽余油水洗塔來(lái)的含溶劑水,管程換熱介質(zhì)是貧溶劑。如果殼程液位過(guò)高,則殼程內(nèi)汽液相分離效果差,殼程頂部氣相負(fù)荷過(guò)大,則進(jìn)入溶劑再生塔的汽提汽流量增加,影響溶劑再生塔塔底溫度,反之也同樣影響溶劑再生塔塔底溫度;如果管程溫度過(guò)高,則殼程含溶劑水氣化量大,頂部氣相負(fù)荷過(guò)大,則進(jìn)入溶劑再生塔的汽提汽流量增加,影響溶劑再生塔塔底溫度,反之也同樣影響溶劑再生塔塔底溫度。

        研究后發(fā)現(xiàn)將水汽化器液位調(diào)節(jié)閥改手動(dòng)控制后,則殼程液位能夠嚴(yán)格控制50±10%,汽提蒸汽流量穩(wěn)定,管程溫度能控制在120~130℃,溶劑再生塔塔底溫度平穩(wěn)。

        (3) 溶劑再生塔汽提汽流量和壓力

        水汽化器殼程汽提蒸汽流量和壓力是影響溶劑再生塔塔底溫度關(guān)鍵因素,水汽化器殼程操作壓力0.16 MPa,汽提蒸汽溫度≤130℃。汽提蒸汽流量設(shè)計(jì)2360 Kg/h。研究后發(fā)現(xiàn)水氣化器壓力調(diào)節(jié)閥投自動(dòng)運(yùn)行后,汽提蒸汽流量波動(dòng)較大且溫度最高只有130℃,嚴(yán)重影響溶劑再生塔塔底溫度。將水汽化器壓力調(diào)節(jié)閥改手動(dòng)控制,穩(wěn)定汽提蒸汽流量在1600~2300 Kg/h,則溶劑再生塔塔底溫度平穩(wěn)。

        (4)溶劑再生塔進(jìn)料流量

        溶劑再生塔進(jìn)料流量同樣影響溶劑再生塔塔底溫度,進(jìn)料流量設(shè)計(jì)700kg/h,從儀表控制回路來(lái)看,進(jìn)料流量控制溶劑再生塔塔底液位,進(jìn)料流量大,塔底液位高;反之則塔底液位低。研究后發(fā)現(xiàn)溶劑再生塔進(jìn)料調(diào)節(jié)閥投自動(dòng)運(yùn)行后,溶劑再生塔塔底液位受汽提汽流量和溫度影響,嚴(yán)重影響溶劑再生塔塔底溫度。嚴(yán)格穩(wěn)定進(jìn)料流量在600~800Kg/h,則溶劑再生塔塔底溫度平穩(wěn),且與常規(guī)操作相悖,進(jìn)料流量偏大則溶劑再生塔塔底溫度偏高,進(jìn)料流量偏小則溶劑再生塔塔底溫度偏低。

        目前溶劑再生塔塔底溫度操作曲線見(jiàn)下圖:

        四、 結(jié)論

        1、嚴(yán)格控制水汽化器殼程液位在50±10%,管程溫度120~130℃;穩(wěn)定溶劑再生塔汽提汽流量2100~2400kg/h,平穩(wěn)溶劑再生塔進(jìn)料流量600~800kg/h,溶劑再生塔塔底溫度平穩(wěn),溶劑再生質(zhì)量和脫硫效果良好。

        2、物料平衡、公用工程消耗與操作穩(wěn)定性息息相關(guān),溶劑再生塔和水汽化器操作平穩(wěn),中壓蒸汽耗量明顯下降。

        3、水汽化器管程液位波動(dòng)大、外排水量波動(dòng)大,影響脫油塔塔底溫度,從而造成水汽化器管程溫度波動(dòng),間接影響溶劑再生塔塔底溫度。

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