堿抽提工藝脫硫醇升級汽油質量

凌 南

(中國石化南陽石蠟精細化工廠，河南南陽 473132)

南陽石蠟精細化工廠(以下簡稱精蠟廠)生產的乙醇汽油組分油與國Ⅳ車用汽油標準存在一定的差距，通過分析，主要原因是硫醇含量和蒸汽壓偏高，根據(jù)國家規(guī)定“2013年12月31日起，將在全國范圍內實施車用汽油國Ⅳ技術要求”，為滿足汽油質量升級，精蠟廠于2013年建設一套7萬t/a年輕汽油脫硫醇裝置，同時對催化裝置穩(wěn)定塔進行消缺改造，結合混合芳烴加注設施，實現(xiàn)了汽油產品質量升級，有效解決了汽油出廠難的問題，緩解市場汽油緊缺的矛盾。

1 工藝選擇

1.1 原料性質

汽油組分油中催化裂化(FCC)汽油占80%左右，經過切割塔將FCC汽油切割成輕、重餾分，分析輕餾分汽油硫化物種類發(fā)現(xiàn)，輕餾分集中了汽油中大部分的硫醇。FCC輕汽油餾分性質如下:密度(20 ℃)，673.1 kg/m3;硫含量，85 μg/g;硫醇硫，18.5μg/g;氮含量，15.3μg/g;辛烷值(RON)，94.3。

1.2 工藝選擇

1.2.1脫硫醇設施

采用加氫工藝雖然可使FCC汽油的硫含量大幅度降低，但操作壓力及溫度較高，設備投資高，且加氫極易引起汽油辛烷值損失及液體收率的降低。目前國內煉油廠的輕質油品脫臭精制，絕大多數(shù)采用梅洛克斯(Merox)液—液脫臭和常規(guī)固定床脫臭工藝，液—液抽提氧化法脫臭比較適用于汽油中低分子硫醇的脫除，硫醇脫除率也較高。

該廠FCC輕汽油硫醇含量為18.5 μg/g，根據(jù)國內脫硫醇技術應用及精蠟廠的具體情況，最終確定采用堿抽提工藝，新上一套7萬t/a年輕汽油脫硫醇裝置解決硫含量超標問題。

1.2.2催化裝置吸收穩(wěn)定系統(tǒng)改造措施

原穩(wěn)定塔的操作條件如下:塔頂壓力1.05 MPa，進料溫度102℃，塔底溫度135℃，回流比0.67。該塔正常操作條件應是:塔頂壓力 1.05 MPa，塔底溫度172～180℃，回流比2～2.5。由此可見，穩(wěn)定塔底重沸器熱源不夠，影響了穩(wěn)定塔的分離精度，造成汽油中輕烴組分過高，是汽油蒸氣壓偏高的直接原因。

經過催化穩(wěn)定塔塔頂冷卻系統(tǒng)核算，確定增設蒸汽加熱器(利舊)，將穩(wěn)定塔進料加熱，以提高塔頂回流比來解決汽油蒸氣壓偏高的問題。相對其它途徑來說在降低投資、減少改造工作量方面尤為突出，使塔底脫丁烷油蒸氣壓達到33～61 kPa的要求。

1.2.3混合芳烴加注設施

由于全餾分汽油與改質汽油調合后，辛烷值和芳烴含量偏低，需要加注芳烴油，其為窄餾分重整芳烴抽提所得的芳烴混合物，包含苯、甲苯、二甲苯及重芳烴。苯的含量基本在10% ～13%，辛烷值較高，可以彌補混合汽油的不足，達到出廠標準。

1.3 流程簡述

針對FCC汽油的特點進行切割，僅對重餾分進行加氫脫硫，以求在催化裂化汽油脫硫的同時減少辛烷值損失。輕汽油餾分采用堿液抽提方法，使輕餾分汽油中的硫醇與堿反應生成硫醇鹽，之后將溶解于堿液相中的硫醇鹽與油品分離，從而達到既脫除硫醇，又降低總硫的目的，且不影響汽油辛烷值，生成的油與重餾分混合后作為汽油產品出裝置。分離后的硫醇鹽在催化劑的作用下在氧化塔內被氧化成二硫化物，用油品進行反抽提，從而實現(xiàn)堿液的再生。工藝流程如圖1所示。

圖1 堿抽提脫硫醇工藝流程圖

2 流程優(yōu)化設計

施工中進行了流程優(yōu)化設計:①給排水系統(tǒng)取消循環(huán)冷卻給水和循環(huán)熱水回水，污水系統(tǒng)改為塔區(qū)和泵區(qū)串聯(lián)排水，減小了施工難度，并降低了費用。②取消堿渣埋地管線及套管，管線伴熱保溫后改走地上，布置盡量緊湊美觀，節(jié)約了施工費和材料費。③取消氣相色譜分析儀，通過增加分析頻次既確保安全生產又減少投資，僅這一項節(jié)約投資30余萬元。④用靜態(tài)混合器替代纖維膜反抽提接觸器，且達到預期的反抽提再生效果，節(jié)約投資25萬元。

3 應用效果

經過裝置標定，堿抽提脫除硫醇的輕汽油產品主要性質見表1、表2。

表1 輕汽油產品的主要性質

表2 混合汽油主要性質

裝置開工以來輕汽油脫硫醇系統(tǒng)運行平穩(wěn)，從表1、表2可以看出，經堿抽提脫硫醇之后，輕汽油及混合汽油硫醇含量均在1 μg/g以下，遠低于設計值5 μg/g，達到了很好的脫硫醇效果;混合汽油總硫穩(wěn)定達到國Ⅳ汽油標準規(guī)定的50 mg/L以下，降低了汽油的飽和蒸氣壓。該裝置的成功投用為該廠完善加工手段，提升產品質量創(chuàng)造了條件，保證了催化汽油達國Ⅳ汽油標準。

4 結論

①本項目針對精蠟廠催化輕汽油的特點，選用堿抽提工藝技術，通過抽提、反抽提、堿液回收等過程，在脫硫醇、降低汽油蒸氣壓的同時，維持汽油的辛烷值不降低、烯烴無損失，博士試驗及銅片腐蝕試驗均合格，產品液收率可達100%。②改造后硫醇含量降至1 μg/g以下，脫硫率基本上接近于原料中硫醇在總硫中的百分含量。輕汽油脫硫醇系統(tǒng)脫硫醇效果明顯，保證了國Ⅳ排放要求的清潔汽油，取得了良好的效果，產品質量得到保證，經濟效益顯著，在同類裝置具有應用推廣價值。③項目實施過程中流程進行優(yōu)化設計，節(jié)約投資55萬元。