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編 輯 | 化工活動家

來 源 | 煉油技術與工程 延長石油延安石化

作 者 | 梅盛勝 朱治明

關鍵詞 | S Zorb 再生系統  問題分析

共 1823 字 | 建議閱讀時間 9 分鐘

導 讀

陜西延長石油(集團)有限責任公司延安石油化工廠1.8Mt/a汽油精制裝置采用S Zorb吸附技術，由進料與脫硫反應、吸附劑再生、吸附劑循環和產品穩定四部分組成。裝置原料來自催化裂化裝置汽油組分，設計硫質量分數為200μg/g，以重整裝置產生的氫氣為氫源，生產硫質量分數低于10μg/g的清潔汽油產品。裝置于2013年12月27日一次試車成功。S Zorb裝置自開工以來，主要存在吸附劑再生器氮氣取熱量受限和吸附劑循環中斷影響再生器操作等問題。

再生器取熱受限問題

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再生器氮氣取熱受限

為了實現連續操作，裝置設有吸附劑連續再生系統。其再生實質是燒硫燒碳過程。再生器內設有取熱盤管，通過熱水循環，取出多余的熱量，以控制再生器內床層溫度。根據裝置試車過程、開工后實際加工負荷和原料的硫含量，2014年4月，對裝置再生取熱系統進行了改造，由熱水循環取熱改為氮氣取熱。裝置典型運行參數見表1。

通過改造，既確保了再生器的取熱平衡，實現了再生器溫度的平穩控制，也減少了氮氣電加熱器的負荷，取得了一定的經濟效益。根據氮氣取熱核算及運行經驗，取熱介質改為氮氣后，裝置加工量提高，根據硫平衡，再生風量需達到240m3/h，再生器溫度上升至525℃，接近報警溫度530℃，導致裝置不能安全平穩運行。

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原因分析

再生過程中熱氮氣主要用于吸附劑流化、吸附劑輸送、ME-103反吹和閉鎖料斗的置換、充壓。由于ME-103反吹和閉鎖料斗置換、充壓屬于間歇操作，熱氮氣的消耗量在500~700m3/h，造成了再生器取熱量受限，導致裝置加工量受限。

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再生器取熱受限的應對措施

裝置再生系統自改為氮氣取熱后未出現取熱盤管泄漏等問題。針對裝置再生器取熱受限問題，提出以下應對措施：

(1)平穩控制加工負荷

根據表2可知，氮氣取熱能夠解決裝置加工負荷在90%以下再生器熱量平衡問題。只要平穩控制加工負荷，氮氣取熱就能夠滿足生產需要。根據實際操作經驗對氮氣取熱量進行核算得出，原料硫質量分數在110μg/g左右且裝置的加工負荷在90%左右，脫硫負荷在23kg/h左右，氮氣取熱能夠滿足生產需要。

(2)合理控制吸附劑循環速度

當裝置原料硫含量增大或加工負荷增加時，可以將再生器取熱介質由氮氣改為熱水，但更換需要一定時間。通過對吸附劑流程分析，待生吸附劑自反應器接受器至再生器進料罐，溫度由410℃下降至250℃，而再生溫度一般控制在500℃以上，故可以通過提高吸附劑循環量來帶走再生器內部分放熱量，達到熱量平衡。根據裝置加工負荷來調整吸附劑循環速度，一方面能夠達到再生器取熱量平衡，另一方面，低負荷下較低的循環速度也可以減少吸附劑對管線的磨損。裝置加工負荷提高時的操作參數見表3。

(3)再生器外壁增加取熱盤管

一般情況下，再生器內氮氣取熱盤管可以滿足生產需要。當提高加工負荷或處理高含硫汽油時，由于再生器取熱受限，不能滿足生產需要。再生器外壁增加取熱盤管，當再生器溫度升高時，可以通過外部取熱的方式控制再生器的溫度在安全生產范圍內。

吸附劑循環中斷影響再生器操作問題分析

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吸附劑循環中斷影響再生器操作問題

自2017年4月大檢修開工以來，出現過3次由于吸附劑循環中斷導致再生器溫度下降至260℃以下的問題。開工后，再生器多次出現吸附劑下劑不暢等問題，需要清理過濾器，造成產品循環時間增加、辛烷值損失加大和開工時間延長等問題。對各參數分析及現場檢查發現，再生器開工升溫過程中，溫度320℃以下時，升溫速度一般為20℃/h，溫度達到320℃以上時，升溫速度最大可以達到50℃/h，且升溫過程中再生器出現較大幅度晃動。

 

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原因分析

對再生器現場檢查時發現，標高18140mm處再生器變徑位置設置有裙式支座，固定于平臺上，標高7750mm處設置有4個方向防震導向板，與平臺間距45mm，升溫過程中晃動幅度達到10mm左右。再生器升溫過程中，通過對下劑過濾器清理過程判斷，主要由于塊狀物堵塞過濾器導致下劑不暢。吸附劑結塊是根本原因，而再生器晃動導致塊狀物快速下移堵塞過濾器是直接原因。吸附劑氧化鋅、硫化鋅及載體Al2O3/SiO2在富氧和水氛圍中，發生化學反應生成硫酸鋅和硅酸鋅等塊狀物，堵塞過濾器導致下劑不暢，最終導致吸附劑的循環中斷。

 

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解決方案

根據研究結果及本裝置實際運行情況，提出以下應對措施。

(1)確保各松動點流量正常，防止再生器局部死床。

(2)控制合理的吸附劑活性及循環速度，防止再生富氧操作，避免水的生成。

(3)出現吸附劑循環中斷時，通過調整再生工藝參數實現再生器“保料位、保溫”操作。操作步驟如下：關閉再生器進料罐至再生器和再生器至再生器接收器的滑閥；停止再生取熱氮氣進入再生器，以減少取熱量；降低甚至關閉再生風流量，確保吸附劑碳、硫含量一定；再生器內氮氣量控制在150m3/h，以滿足流化狀況下最低量；增加再生風電加熱器負荷，提高氮氣溫度，待氮氣溫度超過再生器溫度時，增加氮氣量。通過以上操作，當出現吸附劑循環中斷問題時，能夠維持再生器溫度在400℃以上6h。

(4)現場增加防震導流板，防止再生器在升溫過程的晃動。