譚立陽,李鑫,葛銳
(軍需能源質量監(jiān)督總站沈陽質量監(jiān)督站,遼寧 沈陽 110000)
航煤即航空煤油的簡稱,又稱噴氣燃料,主要用作噴氣發(fā)動機飛機的專用燃料。特殊的應用場所和環(huán)境,使得對航煤的性能要求十分嚴格[1]。
某煉油廠常減壓車間利用燃料—潤滑油型常減壓蒸餾裝置常1線生產航空煤油,主要生產過程如下:常1線從常壓塔第15層自流入汽提塔(T103),經再沸器(E103)返回汽提塔,其氣相返回到常壓塔第15層塔盤上方,液相自常1線油泵(P-109A/B)抽出經原油換熱器(E-304A/B)、常1線反應前空冷器(EA-104A/B)后,在脫硫醇靜態(tài)混合器(X-101)處與儀表風充分混合。與儀表風混合過的油品進入脫硫醇反應器(R-101A/B)、常1線空冷器(EA-103A/B)、常1線冷卻器(E-104)、航煤中間罐(V-103)。在航煤中間罐(V-103)底部常1線由脫硫醇中間泵(P-114A/B)抽出進入常1線聚結器G103和G104,之后進入常1線航煤脫色罐(V-104)、航煤1次過濾器(G-101A/B)、航煤2次過濾器(G-102A/B)后送出裝置[2,3]。
該裝置優(yōu)點是流程短、投資較少,操作簡單,費用低,非加氫反應可以保留航煤中天然的抗磨和抗氧化物質,原始成分不被破壞,性質穩(wěn)定不易轉化變質,但缺點也較明顯:(1)工藝相對落后,相關研究較少;(2)反應過程中對油品中其它組分的氧化影響大,脫硫醇反應后航煤比色較低,需要活性炭進行脫色;(3)活性炭廠家可選擇性差。因此,生產過程中經常出現(xiàn)油品顏色不合格問題,活性炭的使用壽命和性能,直接影響著航煤的顏色。
航煤生產工藝重要環(huán)節(jié)為脫硫醇過程,硫醇具有臭味,而且對設備具有腐蝕性。由于航煤中含有硫醇,為提高航煤質量,該裝置采用13x-Cu分子篩氧化脫硫醇工藝的催化劑,該反應還需控制反應溫度、反應空速。脫硫醇反應機理如下:
由于脫硫醇后油品顏色會嚴重下降,因此在脫硫醇工藝后設置活性炭脫色罐,對航煤進行物理脫色。通常情況下,航煤賽波特比色號在脫硫醇反應前為+30#,脫硫醇反應后會下降至+20#(不滿足產品質量要求)。隨著作為脫硫醇催化劑的13x-Cu分子篩的活性下降,為保證硫醇指標合格,生產過程中會增加反應溫度和注風量以增加反應深度,如此會進一步降低油品顏色,甚至在13x-Cu分子篩使用后期,分子篩會出現(xiàn)“掉銅”現(xiàn)象,油品比色會更低。因此,13x-Cu分子篩的質量變差,會導致油品顏色衰減更趨嚴重,并增加其后續(xù)脫色罐中活性炭的處理負擔,從而降低活性炭的使用壽命。目前,作為催化劑的13x-Cu分子篩的使用壽命,已由最初的1.5×104t航煤/(t活性炭)下降至現(xiàn)在的0.5×104t航煤/(t活性炭)(勉強達到)[4]。
除上述因素外,活性炭質量也會影響其使用壽命(使用壽命根據(jù)航煤的處理量來衡量)?;钚蕴抠|量越好,脫色效果越好,其使用壽命越長,處理油品的量越大。目前該裝置航煤脫色劑活性炭的使用壽命由最初的1.8×104t航煤/t下降至現(xiàn)在的0.2×104t航煤/t,導致在日常生產中只能通過頻繁換劑才能保證航煤的正常生產計劃的完成。該裝置使用過的A、B 2種活性炭參數(shù)對比見表1。
表1 2種活性炭參數(shù)對比
目前國內采用常減壓直餾工藝生產航煤的企業(yè)極少,因此活性炭生產廠家也比較少,符合條件的活性炭供應商只有A、B 2家。根據(jù)比較,發(fā)現(xiàn)A廠家活性炭的性能和使用壽命較好[5]。
活性炭質量是其使用壽命的直接原因。原油堿性氮含量越多,也會導致活性炭使用壽命降低。脫硫醇工藝中13x-Cu分子篩催化劑質量降低,反應深度過大,也會導致活性炭使用壽命衰減。因此為優(yōu)化生產,建議使用A廠家活性炭作為該裝置航煤生產的脫色劑。在固定活性炭使用的同時,也要關注原油的堿性氮含量的變化,用時對分子篩的質量給予一定關注,這樣也會有利于活性炭的使用壽命,提高航煤生產效率。