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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,全面實行油品國Ⅴ、國ⅥA排放標準,某廠新建了一套國Ⅴ過渡方案輕汽油脫硫裝置。該裝置溶劑再生系統(tǒng)投運后溫度和液位波動較大,嚴重影響溶劑質(zhì)量。本文通過對溶劑再生系統(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Ⅴ排放標準的輕汽油。

        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年將在全國實行油品國Ⅴ排放標準,2020年1月1日,開始執(zhí)行ⅥA,硫含量要求降至10ppm以下,而我國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)和難點其實就是催化裂化汽油的降硫。

        煉化企業(yè)生產(chǎn)調(diào)和國Ⅴ、國ⅥA排放標準汽油勢在必行,針對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)過減壓汽提蒸餾,將富硫油與溶劑分開,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個以內(nèi)。新建的國Ⅴ過渡方案輕汽油抽提脫硫裝置于2016年10月建成投產(chǎn),設(shè)計規(guī)模為15萬噸/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、液位波動大,嚴重影響再生溶劑的質(zhì)量,為確保裝置平穩(wěn)運行,通過對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Ⅴ排放標準的輕汽油。

        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

        (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色至淡黃色液體,密度(30℃)為1150~1250kg/m3,凝點≤5.0℃,粘度50℃≤4.0mm2/s

        (4)輕汽油抽提脫硫裝置的特點和優(yōu)勢:

        a、抽提脫硫為物理過程,沒有分子變化,辛烷值損失小。

        b、脫硫溶劑對原料中的硫形態(tài)沒有嚴格要求,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)品收率達到95%以上,可滿足國Ⅴ、國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策

        溶劑再生塔主要就是為了除去溶劑中的機械雜質(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用,為防止溶劑過熱分解,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、液位波動較大,將嚴重影響溶劑運行質(zhì)量和脫硫效果,裝置的能耗明顯增加,通過分析主要有以下幾個方面原因:

        (1) 溶劑再生塔溫度

        溫度是溶劑再生塔的關(guān)鍵指標,設(shè)計操作溫度155~178℃,溶劑再生塔的溫度過高則溶劑降解、聚合;溶劑再生塔的溫度過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的含溶劑水,管程換熱介質(zhì)是貧溶劑。如果殼程液位過高,則殼程內(nèi)汽液相分離效果差,殼程頂部氣相負荷過大,則進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;如果管程溫度過高,則殼程含溶劑水氣化量大,頂部氣相負荷過大,則進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)閥改手動控制后,則殼程液位能夠嚴格控制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2360 Kg/h。研究后發(fā)現(xiàn)水氣化器壓力調(diào)節(jié)閥投自動運行后,汽提蒸汽流量波動較大且溫度最高只有130℃,嚴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)溶劑再生塔進料流量

        溶劑再生塔進料流量同樣影響溶劑再生塔塔底溫度,進料流量設(shè)計700kg/h,從儀表控制回路來看,進料流量控制溶劑再生塔塔底液位,進料流量大,塔底液位高;反之則塔底液位低。研究后發(fā)現(xiàn)溶劑再生塔進料調(diào)節(jié)閥投自動運行后,溶劑再生塔塔底液位受汽提汽流量和溫度影響,嚴重影響溶劑再生塔塔底溫度。嚴格穩(wěn)定進料流量在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,進料流量偏大則溶劑再生塔塔底溫度偏高,進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下圖:

        四、 結(jié)論

        1、嚴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大、外排水量波動大,影響脫油塔塔底溫度,從而造成水汽化器管程溫度波動,間接影響溶劑再生塔塔底溫度。

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