汽油選擇性加氫與汽油吸附脫硫兩種技術(shù)的工業(yè)應用對比

崔 苗 崔 欣 楊孟虎

(中國石化洛陽分公司，河南洛陽，471012)

國內(nèi)外常見的催化汽油脫硫技術(shù)有加氫脫硫技術(shù)和吸附脫硫技術(shù)等。法國Axens公司的Prime-G+汽油加氫是典型的加氫脫硫技術(shù)。本文介紹的加氫脫硫裝置是LYPCC為哈薩克斯坦某煉廠設計的催化汽油選擇性加氫脫硫裝置(以下簡稱Prime-G)，規(guī)模為1.28Mt/a。

SZorb技術(shù)是美國康菲公司在前期氣相脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，研究開發(fā)的一種催化汽油工藝技術(shù)，也是第一種投入工業(yè)應用的吸附脫硫技術(shù)。本文介紹的汽油吸附脫硫裝置是中石化洛陽分公司1.50Mt/a催化汽油吸附脫硫裝置(以下簡稱S Zorb)。

1 裝置工藝介紹

1.1 Prime-G裝置

Prime-G裝置以催化汽油為原料，來自重整裝置氫純度為88.07%(V)的氫氣作為補充氫。裝置主要產(chǎn)品為硫含量低于20mg/kg的輕汽油，硫含量低于10mg/kg的中、重汽油，副產(chǎn)少量酸性氣。設計操作彈性為50%-110%。物料平衡詳見表1。

1.2 S Zorb裝置

洛陽分公司S Zorb裝置進料為催化汽油，補充氫為高純氫，產(chǎn)品按照國Ⅵ汽油標準進行生產(chǎn)。裝置設計操作彈性為60%-110%。工藝過程主要由三部分組成，即脫硫反應部分、吸附劑再生部分和還原及產(chǎn)品穩(wěn)定部分，三部分進行連續(xù)操作運行。物料平衡詳見表2。

表1 Prime-G裝置物料平衡表

注：數(shù)據(jù)來源為2018年6月份月平均值。

圖1 Prime-G裝置原則流程圖

1.3 小結(jié)

(1)Prime-G設計液收為99.7%，實際液收為99.4%；S Zorb設計液收為99.1%，實際液收為98%。兩裝置從液收對比來看，Prime-G+高了1.4%。

(2)Prime-G將催化汽油切割為輕汽油(LCN)、中汽油(MCN)和重汽油(HCN)三種產(chǎn)品，僅對硫含量高的MCN和HCN進行加氫脫硫處理，這樣能滿足后續(xù)下游醚化、石腦油分離及加氫等不同裝置的進料要求。汽油加氫脫硫部分工藝采用加熱爐在反應器后的設計思路，主要是考慮汽油烯烴含量高，原料首先進行加氫脫硫并烯烴飽和，然后再進入加熱爐，最大限度減少汽油中的烯烴在爐管結(jié)焦，保證液收。

表2 S Zorb裝置物料平衡

注：數(shù)據(jù)來源2017年全年平均值

圖2 S Zorb裝置原則流程圖

(3)S Zorb裝置內(nèi)塔、爐子等靜設備相對少，具有流程短，能耗低的優(yōu)點，但流化床、閉鎖料斗等特殊設備增加了操作的復雜性。另外為確保反應器的流化態(tài)操作，原料汽油在進反應器時必須完全氣化，因此入口換熱器容易結(jié)焦，影響收率。另外S Zorb裝置需要調(diào)整汽油蒸氣壓滿足汽油池需要，夏季工況下汽油損失多，也影響了收率。

2 原料和產(chǎn)品質(zhì)量對比

2.1 原料對比

兩套裝置進料均為催化汽油，數(shù)據(jù)選取Prime-G裝置2018年6月份月化驗分析平均值和S Zorb裝置2017年全年化驗分析平均值，具體見表3。

表3 兩套裝置原料對比

2.2 產(chǎn)品對比

兩套裝置產(chǎn)品汽油均按照硫含量小于10 mg/kg控制，數(shù)據(jù)選取Prime-G裝置2018年6月份月化驗分析平均值和S Zorb裝置2017年全年化驗分析平均值，具體見表4。

表4 兩套裝置產(chǎn)品對比

2.3 小結(jié)

(1)Prime-G+進料硫含量548mg/kg，烯烴含量35.09%。產(chǎn)品輕重汽油混合后硫含量6 mg/kg，脫硫率為98.9%，烯烴含量30.9%，RON辛烷值能達到94.1；產(chǎn)品中汽油硫含量3 mg/kg，脫硫率為99.5%，烯烴含量14.7%，RON辛烷值為79.8。按照質(zhì)量比將輕、中、重三股產(chǎn)品混合后采樣分析，混合產(chǎn)品辛烷值RON為91.5，MON為80.5，烯烴含量27.98%。原料與產(chǎn)品對比RON損失1.9，MON損失1.5，烯烴損失7.11%(V/V)。

(2)S Zorb進料硫含量347mg/kg、烯烴含量27.75%；產(chǎn)品硫含量6.76mg/kg、烯烴含量24.16%，平均脫硫率為98.15%，原料與產(chǎn)品對比烯烴降低3.59%(V/V), RON辛烷值損失0.95。

(3)兩套裝置對比，脫硫能力均能滿足要求。S Zorb比Prime-G的烯烴損失和辛烷值損失都少。

3 能耗對比

按照夏季工況進行能耗對比。

表5 Prime-G與S Zorb能耗對比表

從表5可以看出，Prime-G設計能耗為16 kgeo/t，在65%負荷下，燃料氣單耗較高，能耗為19.47 kgeo/t。S Zorb裝置設計能耗為7.54 kgeo/t，在90%負荷下，實際能耗為5.39 kgeo/t。能耗方面S Zorb明顯優(yōu)于Prime-G，運行能耗S Zorb比Prime-G節(jié)約14.08kgeo/t。

4 結(jié)論

(1)通過產(chǎn)品質(zhì)量，可以看出兩套裝置均能滿足硫含量小于10mg/kg的工藝要求。通過收率可以看出S Zorb的液收相對低，辛烷值損失?。籔rime-G的液收高，辛烷值損失大，輕、中石腦油可以通過醚化、重整裝置來提高全廠汽油辛烷值。

(2)Prime-G產(chǎn)品與原料對比RON損失1.9，MON損失1.5，烯烴損失7.11%(V/V)，S Zorb產(chǎn)品與原料對比RON辛烷值損失0.95，烯烴降低3.59%(V/V)，S Zorb裝置比Prime-G裝置辛烷值損失低。

(3)通過能耗可以看出，Prime-G設計能耗為16 kgeo/t，S Zorb裝置設計能耗為7.54 kgeo/t；實際運行中，S Zorb能耗明顯低于Prime-G。但是S Zorb裝置每年產(chǎn)生的廢吸附劑增加了運行成本，需要集中處理。