活性炭在常減壓生產(chǎn)航煤中的使用壽命

譚立陽(yáng)，李鑫，葛銳

（軍需能源質(zhì)量監(jiān)督總站沈陽(yáng)質(zhì)量監(jiān)督站，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

航煤即航空煤油的簡(jiǎn)稱，又稱噴氣燃料，主要用作噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)的專用燃料。特殊的應(yīng)用場(chǎng)所和環(huán)境，使得對(duì)航煤的性能要求十分嚴(yán)格［1］。

1 航煤生產(chǎn)

某煉油廠常減壓車間利用燃料—潤(rùn)滑油型常減壓蒸餾裝置常1線生產(chǎn)航空煤油，主要生產(chǎn)過(guò)程如下：常1線從常壓塔第15層自流入汽提塔（T103），經(jīng)再沸器（E103）返回汽提塔，其氣相返回到常壓塔第15層塔盤上方，液相自常1線油泵（P-109A/B）抽出經(jīng)原油換熱器（E-304A/B）、常1線反應(yīng)前空冷器（EA-104A/B）后，在脫硫醇靜態(tài)混合器（X-101）處與儀表風(fēng)充分混合。與儀表風(fēng)混合過(guò)的油品進(jìn)入脫硫醇反應(yīng)器（R-101A/B）、常1線空冷器（EA-103A/B）、常1線冷卻器（E-104）、航煤中間罐（V-103）。在航煤中間罐（V-103）底部常1線由脫硫醇中間泵（P-114A/B）抽出進(jìn)入常1線聚結(jié)器G103和G104，之后進(jìn)入常1線航煤脫色罐（V-104）、航煤1次過(guò)濾器（G-101A/B）、航煤2次過(guò)濾器（G-102A/B）后送出裝置［2,3］。

2 影響活性炭使用壽命的因素

2.1 直餾航煤生產(chǎn)裝置特點(diǎn)

該裝置優(yōu)點(diǎn)是流程短、投資較少，操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低，非加氫反應(yīng)可以保留航煤中天然的抗磨和抗氧化物質(zhì)，原始成分不被破壞，性質(zhì)穩(wěn)定不易轉(zhuǎn)化變質(zhì)，但缺點(diǎn)也較明顯：（1）工藝相對(duì)落后，相關(guān)研究較少；（2）反應(yīng)過(guò)程中對(duì)油品中其它組分的氧化影響大，脫硫醇反應(yīng)后航煤比色較低，需要活性炭進(jìn)行脫色；（3）活性炭廠家可選擇性差。因此，生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)油品顏色不合格問(wèn)題，活性炭的使用壽命和性能，直接影響著航煤的顏色。

2.2 脫硫醇催化劑質(zhì)量下降

航煤生產(chǎn)工藝重要環(huán)節(jié)為脫硫醇過(guò)程，硫醇具有臭味，而且對(duì)設(shè)備具有腐蝕性。由于航煤中含有硫醇，為提高航煤質(zhì)量，該裝置采用13x-Cu分子篩氧化脫硫醇工藝的催化劑，該反應(yīng)還需控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)空速。脫硫醇反應(yīng)機(jī)理如下：

由于脫硫醇后油品顏色會(huì)嚴(yán)重下降，因此在脫硫醇工藝后設(shè)置活性炭脫色罐，對(duì)航煤進(jìn)行物理脫色。通常情況下，航煤賽波特比色號(hào)在脫硫醇反應(yīng)前為+30#，脫硫醇反應(yīng)后會(huì)下降至+20#（不滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求）。隨著作為脫硫醇催化劑的13x-Cu分子篩的活性下降，為保證硫醇指標(biāo)合格，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)增加反應(yīng)溫度和注風(fēng)量以增加反應(yīng)深度，如此會(huì)進(jìn)一步降低油品顏色，甚至在13x-Cu分子篩使用后期，分子篩會(huì)出現(xiàn)“掉銅”現(xiàn)象，油品比色會(huì)更低。因此，13x-Cu分子篩的質(zhì)量變差，會(huì)導(dǎo)致油品顏色衰減更趨嚴(yán)重，并增加其后續(xù)脫色罐中活性炭的處理負(fù)擔(dān)，從而降低活性炭的使用壽命。目前，作為催化劑的13x-Cu分子篩的使用壽命，已由最初的1.5×104t航煤/（t活性炭）下降至現(xiàn)在的0.5×104t航煤/（t活性炭）（勉強(qiáng)達(dá)到）［4］。

3 活性炭性能對(duì)比

3.1 活性炭工藝參數(shù)

除上述因素外，活性炭質(zhì)量也會(huì)影響其使用壽命（使用壽命根據(jù)航煤的處理量來(lái)衡量）?；钚蕴抠|(zhì)量越好，脫色效果越好，其使用壽命越長(zhǎng)，處理油品的量越大。目前該裝置航煤脫色劑活性炭的使用壽命由最初的1.8×104t航煤/t下降至現(xiàn)在的0.2×104t航煤/t，導(dǎo)致在日常生產(chǎn)中只能通過(guò)頻繁換劑才能保證航煤的正常生產(chǎn)計(jì)劃的完成。該裝置使用過(guò)的A、B 2種活性炭參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 2種活性炭參數(shù)對(duì)比

3.2 活性炭使用情況

目前國(guó)內(nèi)采用常減壓直餾工藝生產(chǎn)航煤的企業(yè)極少，因此活性炭生產(chǎn)廠家也比較少，符合條件的活性炭供應(yīng)商只有A、B 2家。根據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)A廠家活性炭的性能和使用壽命較好［5］。

4 結(jié)束語(yǔ)

活性炭質(zhì)量是其使用壽命的直接原因。原油堿性氮含量越多，也會(huì)導(dǎo)致活性炭使用壽命降低。脫硫醇工藝中13x-Cu分子篩催化劑質(zhì)量降低，反應(yīng)深度過(guò)大，也會(huì)導(dǎo)致活性炭使用壽命衰減。因此為優(yōu)化生產(chǎn)，建議使用A廠家活性炭作為該裝置航煤生產(chǎn)的脫色劑。在固定活性炭使用的同時(shí)，也要關(guān)注原油的堿性氮含量的變化，用時(shí)對(duì)分子篩的質(zhì)量給予一定關(guān)注，這樣也會(huì)有利于活性炭的使用壽命，提高航煤生產(chǎn)效率。