九江石化│S Zorb裝置再生器下料中斷原因分析及處置

化工活動家

2021年5月27日 14:06

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編輯 | 化工活動家

來源 | 九江石化、煉油技術與工程

作者 | 韓躍輝

關鍵詞 | S Zorb裝置再生器下料中斷

共 2134 字 | 建議閱讀時間 10 分鐘

導讀

中石化九江石化1.20Mt/a S Zorb裝置于2016年9月建成投產，采用中國石化引進的S Zorb汽油吸附脫硫專利技術，主要包括進料與脫硫反應部分、吸附劑再生部分、吸附劑循環部分和產品穩定部分。

S Zorb裝置的吸附劑再生是將已吸附了硫的待生吸附劑自反應部分輸送到再生部分，同時將再生后的吸附劑自再生部分送回到反應系統，并控制吸附劑的循環速率。再生過程是以空氣作為氧化劑的氧化反應，壓縮空氣依次經過空氣干燥器、再生空氣預熱器和再生氣體電加熱器加熱后送入再生器底部，與再生進料罐來的待生吸附劑發生氧化再生反應。再生器內采用流化床，再生后的吸附劑用氮氣提升到再生接收器后，送至閉鎖料斗。

再生器下料中斷情況

2020年1月8日，再生器下料開始不暢，需要多次活動再生器下料滑閥HV2634、間斷反吹維持基本操作。1月9日再生器下料開始中斷，現場調整后正常。

對再生器底部下料管線、輸送管線、下料滑閥等頻繁使用氮氣憋壓反吹；對再生器下料滑閥拆卸更換新滑閥，并檢查確認滑閥上部、內部無塊狀物堵塞；拆除再生器下料管線“Y”型過濾器，放空、排盡再生器內吸附劑，發現有一定量的小塊狀吸附劑；對滑閥HV2634前后管線進行測試，確認管線未堵塞；在再生器下料直管、斜管間進行卸料切換、測試等，但再生器仍然無法恢復正常下料。

再生器下料中斷原因分析

因再生器中含有一定量的水且局部低溫，即再生空氣中帶有少量的水，待生吸附劑上的烴類在燃燒過程中也會產生少量的水；再生器中吸附劑的混合偏弱，且再生器錐體部位流化較弱，常出現低溫狀況。吸附劑結塊時，塊狀物堵塞下料管，造成吸附劑循環中斷。

再生器底部椎體沉積較多吸附劑

再生器底部錐體拆開后，發現過濾器處有大量的黃色或黑褐色塊狀物，排出的吸附劑中也有大量的結塊。

九江石化│S Zorb裝置再生器下料中斷原因分析及處置的圖2

再生器內吸附劑結塊，主要集中在再生器底部，部分硬塊附著在再生器內構件上，部分較小硬塊隨吸附劑進行流化輸送至轉劑線，堵塞下料管線。

在本次搶修過程中，對再生器取熱盤管進行0.8MPa蒸汽試壓，未發現漏點。且再生空氣干燥器出口設置的露點分析儀監測露點溫度均低于-65℃，無異常狀況出現。吸附劑結塊主要是待生吸附劑上的烴類在長期燃燒過程中生成水，造成吸附劑結塊。

再生空氣分配器堵塞

再生空氣分配器共有16個噴嘴，其中主管含4個噴嘴、分支管線含12個噴嘴。在檢查過程中發現分支外側7個噴嘴堵塞，堵塞率達到43.75%，且噴嘴中堵塞物也為黃色或黑褐色的塊狀物。

九江石化│S Zorb裝置再生器下料中斷原因分析及處置的圖3

九江石化│S Zorb裝置再生器下料中斷原因分析及處置的圖4

實際生產過程中，再生器曾出現多次不同原因的吸附劑死床，短時間內無氣體通過噴嘴，且再生空氣與氮氣控制流量偏小，造成噴射孔徑通氣量降低，吸附劑在鼓動過程中下降至再生器底部，堵塞外側噴嘴。再生空氣分配器噴嘴堵塞后，吸附劑在再生器中流化狀態不佳，影響正常下料。

再生器底部轉劑線穿孔

再生器底部在吸附劑管線與氮氣管線相交處、三通后直管段因沖刷腐蝕均發生過穿孔泄漏，本次處置過程中發現相交處舊管線已整體穿孔，外側補焊管線也已減薄。

九江石化│S Zorb裝置再生器下料中斷原因分析及處置的圖5

根據沖刷腐蝕機理研究分析，在吸附劑與氮氣相交處底部水平管段的上方，流速急劇降低，出現明顯的低速區，而水平管段下方區域為高流速區；管道中各個彎頭的內側速度均較高，而彎頭外側的流速均稍低于彎頭內側處的流速。

吸附劑管線與氮氣管線相交處的管線穿孔后，吸附劑與氮氣在此處的流動沖擊角出現異常，從斜插管流入的吸附劑首先達到底部水平管段的下部，繼而由下部向水平管段的上部區域擴散撞擊，出現“旋渦”狀的流動狀態。在輸送氮氣壓力與流量、吸附劑入口速度穩定的情況下，無法保證流動過程中吸附劑顆粒均處于管道的中間區域，造成再生器轉劑困難。

再生器松動氮氣限流孔板堵塞

在檢查過程中，發現錐體底部、中部、上部的3個松動氮氣限流孔板處、7個松動點管線內均堵塞有吸附劑；再生器斜管下料口球閥前的松動氮氣管線中有吸附劑，使得松動氮氣流量偏小，分布不均勻。

多處松動氮氣點在吸附劑死床過程中，出現吸附劑堵塞管線情況，造成松動氮氣壓力低、通徑流量小，吸附劑無法正常流化，吸附劑在再生器內沉積，無法正常下料。

應對措施

（1）清理再生器錐體內吸附劑結塊再生器底部錐體拆開后，排盡殘存吸附劑，對再生器錐體內、底部過濾器上、內構件上附著的吸附劑結塊進行全面清理，清理出約0.5t的結塊。

（2）疏通再生空氣分配器將再生空氣分配器拆出再生器后，對堵塞的7個噴嘴進行疏通，對其他9個噴嘴進行清理。安裝后，通過大風量對噴嘴進行吹掃、凈化。

（3）更換再生器底部轉劑線根據轉劑線現狀，對輸送氮氣與吸附劑相交處的三通升級材質，去再生器接收器的轉劑線全面更換，同時將三通后彎頭更換為帶陶瓷襯里的彎頭，相交處管線外側增設加強板。

（4）清洗松動氮氣限流孔板對3個松動氮氣限流孔板進行離線清洗、對松動氮氣點管線進行在線吹掃。再生器錐體回裝前，先調整好每個松動氮氣的球閥開度，保證各松動點松動氮氣全部有量，氮氣量基本均勻，確保吸附劑正常流化。實施應對舉措后，再生器下料恢復正常，底部下料滑閥壓力差指示較前期高5kPa左右，裝置恢復正常生產。

預防措施

（1）加強原料管理，定期分析檢測進料汽油含水量；加強工藝精細化管理，重點抓好原料罐脫水工作，確保汽油含水量維持最低水平。

（2）在生產過程中將再生器下料流程，從原設計的再生器錐體底部輸送吸附劑至再生滑閥，改為再生器筒體下部斜管下料管線輸送至再生滑閥，防止吸附劑結塊堵塞管路。

（3）調小再生器錐體底部松動氮氣，保證錐體內吸附劑處于流化狀態。正常生產時，定期將錐體內吸附劑塊狀物通過“Y”型過濾器排空。

（4）結合反應器過濾器更換時間、裝置檢修時間等，對再生器錐體、再生空氣分配器等進行全面檢查、清理。

（5）控制再生配風最小流量，再生空氣根據原料硫含量進行配比，不足量通過氮氣進行補充，保證在流動過程中吸附劑顆粒均處于管道的中間區域。

（6）定期對轉劑線進行在線測厚，通過提高單位面積內的測厚點數量、提高測厚頻次，及時發現異常部位并對應處置。可能的情況下，對管線材質進行升級，更換帶陶瓷襯里的管線。

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本日文末福利：《S Zorb催化汽油吸附脫硫裝置技術手冊》

九江石化│S Zorb裝置再生器下料中斷原因分析及處置的圖6