300萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置干氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行分析

左軍++方安++張永霞++席滿意

摘 要：本文介紹了300萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置加氫干氣脫硫系統(tǒng)的工藝流程，對(duì)干氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行工況及系統(tǒng)帶油的原因進(jìn)行分析并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，從而使裝置煙氣二氧化硫達(dá)標(biāo)排放，2016年裝置煙氣中SO2平均濃度降低至20.53mg/m3，全年二氧化硫累計(jì)排放15.855噸，較2015年減排49.8噸，環(huán)保效益顯著。

關(guān)鍵詞：加氫干氣；胺洗；干氣脫硫；帶油；二氧化硫

中圖分類號(hào)：TE624.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）12-0155-01

蘭州石化公司新建300萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置采用撫順石油化工研究院研制的高活性加氫脫硫FHUDS-5型催化劑，以化工輕油、直餾柴油、焦化汽柴油的混合油作為原料，通過(guò)加氫精制把原料轉(zhuǎn)化為石腦油、精制柴油。加氫裝置所產(chǎn)加氫干氣設(shè)計(jì)作為制氫裝置原料，2012年6月至2013年8月，因300萬(wàn)/年柴油加氫裝置及50000Nm3/h制氫裝置均為新建成投產(chǎn)運(yùn)行裝置，裝置運(yùn)行初期所產(chǎn)加氫干氣硫含量及流量組成不穩(wěn)定，操作波動(dòng)較大，不宜作為制氫原料，且煉油廠系統(tǒng)燃料氣管網(wǎng)又需補(bǔ)進(jìn)天然氣作為燃料氣，所以300萬(wàn)柴油加氫裝置所產(chǎn)加氫干氣并入系統(tǒng)燃料氣管網(wǎng)作為300萬(wàn)加氫裝置和制氫裝置的燃料氣使用。

1 干氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行分析

影響干氣脫硫效果的因素主要有加氫干氣量及其組成、干氣脫硫系統(tǒng)操作溫度及壓力、貧胺液流量及濃度等，下面就上述影響因素逐一進(jìn)行介紹。

（1）原料性質(zhì)對(duì)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的影響。原料性質(zhì)組成直接決定加氫反應(yīng)后的加氫干氣量的大小及其組成。當(dāng)加氫干氣量突然增高，超過(guò)酸性氣分液罐（V-204）的負(fù)荷，導(dǎo)致分液不徹底，就可能造成干氣脫硫塔帶油。本裝置原料中，兩套常減壓裝置直餾柴油性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)加氫干氣量影響較?。唤够裼蛿y帶少量輕烴組分，48/3罐區(qū)原料由于組成復(fù)雜，當(dāng)這兩部分原料性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，對(duì)加氫干氣流量及組成影響較大。在裝置加工罐區(qū)液態(tài)烴組分時(shí)，帶油現(xiàn)象明顯增加。以裝置2015年11月生產(chǎn)工況為例，裝置加工液態(tài)烴等原料后，加氫干氣中C4及以上液態(tài)烴組份明顯增加，如表1所示。在干氣脫硫塔及富胺液閃蒸罐中，在0.7MPa、40℃工況下，碳四、碳五組分有可能會(huì)被胺液攜帶，造成富胺液帶油，對(duì)下游雙脫裝置造成影響，同時(shí)，加氫干氣流量的大幅度波動(dòng)造成胺洗效果下降，加氫干氣硫含量上升，從而導(dǎo)致作為燃料氣的加氫干氣經(jīng)燃燒排放后裝置煙氣中二氧化硫濃度超標(biāo)，如表2所示。

（2）干氣脫硫系統(tǒng)溫度對(duì)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的影響。加氫干氣脫除H2S的過(guò)程是一個(gè)放熱反應(yīng)，干氣脫硫效果隨干氣入塔溫度的降低而提高，因此操作溫度越低，脫硫效果越好。裝置干氣入塔溫度主要受反應(yīng)產(chǎn)物空冷器冷后溫度和汽提塔頂后冷器冷后溫度影響，控制干氣的入塔溫度在35℃左右。如果干氣入塔溫度過(guò)高，干氣進(jìn)入脫硫塔后與貧胺液接觸，溫度迅速降低，使得干氣中的重?zé)N組分大量冷凝，造成干氣脫硫塔帶油。

（3）胺液流量及濃度對(duì)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的影響。貧胺液的流量控制的參數(shù)是干氣與貧胺液的氣液比，氣液比意為單位體積溶液處理的氣體體積數(shù)（v/v），它是影響操作費(fèi)用和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的重要因素，也是在操作過(guò)程中最容易調(diào)整的工藝參數(shù)。氣液比對(duì)干氣脫硫效果的影響理論上是氣液比越小，脫硫效果越好，但氣液比下降到一定程度，干氣脫硫效果開始變得緩和。由于增加貧液量會(huì)相應(yīng)增加富液再生負(fù)荷和操作費(fèi)用，因此氣液比只要在滿足加氫干氣硫含量不超標(biāo)即可。

2 干氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的改進(jìn)措施

（1）控制加氫干氣量平穩(wěn)、組成相對(duì)穩(wěn)定。減少加氫干氣量，能降低酸性氣分液罐的負(fù)荷，挺高分液效果，可以明顯緩解干氣脫硫塔帶油的情況，所以要控制加氫干氣量不能過(guò)大。優(yōu)化罐區(qū)原料組成，降低輕烴攜帶量，確保罐區(qū)每罐調(diào)入兩酸回收油量及匯豐柴油量不超過(guò)20%，控制裝置進(jìn)料中罐區(qū)原料量不大于40t/h，并長(zhǎng)期保持20～40t/h，焦化汽油量22t/h，裝置進(jìn)料中的輕質(zhì)組分流量不大于30t/h，在反應(yīng)進(jìn)料中的比例不大于10%，盡可能的降低加氫干氣流量的大幅度波動(dòng)。

（2）控制入塔干氣與貧胺液的溫度差。本裝置入塔干氣與貧胺液的溫度差在夏季與在冬季的控制方式有所不同，冬季時(shí)，氣溫低，熱損失比較大，所以干氣的入塔溫度一般較低，為了減少熱損失，裝置內(nèi)的所有干氣管線均做保溫處理?？刂品磻?yīng)產(chǎn)物空冷器冷后溫度不低于40℃，汽提塔頂后冷器冷后溫度不低于35℃，確保干氣的入塔溫度，再通過(guò)貧胺液預(yù)熱控制貧胺液的溫度，使入塔干氣與貧胺液的溫度差在控制范圍內(nèi)。夏季時(shí)，氣溫高，熱損失較小，干氣入塔溫度一般較高，所以要盡量降低入塔干氣的溫度，提高貧胺液溫度來(lái)滿足溫度差要求。

（3）規(guī)范干氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控，制定撇油措施。日常操作中將C-203、C-101、V-106液位均控制在60%～70%，增加胺液在塔和容器內(nèi)的停留時(shí)間，改善富胺液和油品的分離效果，減少胺液帶油現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)干氣脫硫塔現(xiàn)場(chǎng)玻璃板液位計(jì)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有油存在時(shí)及時(shí)進(jìn)行撇油，保證進(jìn)入富胺液閃蒸罐中的富胺液不帶油；每日定時(shí)對(duì)富胺液閃蒸罐撇油，將V-106液面提高至96%（高于撇油線1米處）后，靜置一小時(shí)后打開撇油線進(jìn)行撇油。撇油過(guò)程中有可能造成胺液進(jìn)入火炬放空罐中，最終排至地下污油罐送至原料罐區(qū)，因此要求班組員工在操作時(shí)將V-302底部液相排至V-303送至罐區(qū)時(shí)記錄罐號(hào)，提醒罐區(qū)加強(qiáng)脫液；同時(shí)再將此罐作為原料罐自抽時(shí)裝置內(nèi)部也加強(qiáng)對(duì)原料緩沖罐（V-101）的脫液，防止胺液隨原料進(jìn)入反應(yīng)器。

3 結(jié)語(yǔ)

裝置通過(guò)上述措施，控制裝置原料組成的相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)干氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行指定明確的控制指標(biāo)，實(shí)施精細(xì)化操作，定期對(duì)干氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行撇油，2016年裝置加氫干氣組成及流量相對(duì)穩(wěn)定，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行良好，如表3所示。

2016年裝置煙氣中SO2平均濃度為20.53mg/m3，較2015年平均濃度88.05mg/m3降低67.52 mg/m3，全年SO2累計(jì)排放量?jī)H為15.855噸，較2013年排放量（65.66噸）降低49.8噸，較2014年SO2內(nèi)控排放指標(biāo)（52噸）減排36.145噸，環(huán)保效益十分顯著。