S Zorb裝置吸附劑失活原因分析及措施

張思雯(中國石化濟南分公司，山東 濟南 250101)

S Zorb裝置吸附劑失活原因分析及措施

張思雯(中國石化濟南分公司，山東 濟南 250101)

分析了吸附劑失活的原因，通過降低還原器操作溫度等措施，吸附劑硅酸鋅含量逐漸降低，吸附劑活性逐漸恢復，載硫能力逐漸提高，從而保證產品脫硫質量以及SZorb裝置長周期運行。

吸附劑活性;閉鎖料斗;SZorb裝置

中石化濟南分公司SZorb裝置由SEI設計，2009年12月投產，該技術基于吸附作用原理對催化汽油進行脫硫，通過吸附劑選擇性地吸附含硫化合物中的硫原子而達到脫硫目的，作為催化汽油深度脫硫的唯一裝置，SZorb裝置已成為濟南分公司保證國V汽油生產的關鍵裝置，而吸附劑活性的高低以及載硫能力直接影響其脫硫效果。

1 吸附劑失活原因分析

SZorb裝置吸附劑的循環是靠閉鎖料斗完成的，本裝置采用專用吸附劑，由載體和活性組分組成，載體主要成分為氧化鋅，活性組分為鎳/鈷，吸附劑基本性質如表1所示。

表1 吸附劑基本性質

去年7月，裝置待生吸附劑載硫能力下降趨勢明顯，產品汽油脫硫率直線下降，石科院對待生吸附劑和再生吸附劑進行了化驗，從7月22日到8月04日，待生劑和再生劑中硅酸鋅（Zn2SiO4）的相對含量從30%左右增加到37%左右，遠遠高于正常情況所能容忍的上限。從8月4日到8月17日，硅酸鋅含量逐漸下降，但依然遠遠高于正常值，與之相應的是，活性相氧化鋅、硫化鋅含量較低。自8月中旬開始，吸附劑硅酸鋅含量異常升高，這是導致目前吸附劑載硫能力降低的主要原因。活性組分氧化鋅、硫化鋅含量逐漸降低，吸附劑活性處于較低水平，已不能滿足高脫硫負荷要求。根據吸附劑硅酸鋅的生成機理，導致吸附劑硅酸鋅含量升高的主要原因如下。

1.1 還原器操作溫度高

吸附劑中含有二氧化硅，當有水存在時，吸附劑中的氧化鋅與水反應生成硅酸鋅，導致吸附劑永久失活；水汽分壓高、溫度高會加劇硅酸鋅的生成。還原器中發生還原反應過程中生成水，同時由于還原器體積小，導致水汽分壓大，若操作溫度過高，會加劇硅酸鋅的生成。降低還原器的操作溫度，既可以降低還原反應生成水汽，減少水汽分壓，同時由于溫度低可以大大減少硅酸鋅的生成。

1.2 再生空氣含水

進入再生器的空氣中含有水分，水分不會直接影響吸附劑的氧化反應，但再生器內過多的水蒸氣會使吸附劑發生化學反應產生結塊，從而降低其在反應器中捕捉硫的能力。裝置上游動力車間來凈化風露點較高，加上裝置內再生風干燥器反吹周期較長，使再生風有攜帶水的可能。

1.3 再生過氧操作

當原料汽油硫含量升高時，脫硫汽油的硫含量也隨之升高，操作員習慣提高吸附劑循環速率，強化再生等措施。這雖有助于盡快改善脫硫效果，但只在調整初期效果明顯，在吸附劑循環平衡后失效。此時，一味提高再生風量、增大循環速率，造成的后果是吸附劑載硫能力逐步降低、脫硫活性組分流失，吸附劑硫差降至最低。

1.4 吸附劑循環頻次高

閉鎖料斗循環周期短，吸附劑循環頻率高，使吸附劑循環過程中由再生部分向反應部分攜帶了氧，從而引起了水的生成。

2 采取的措施

為保證吸附劑活性恢復，采取如下措施對吸附劑進行優化操作。

2.1 降低還原器操作溫度

通過采取適當低的反應溫度，降低加熱爐熱氫出口溫度，從而降低還原氫溫度；在不影響閉鎖料斗運行情況下，采取適當低的還原氫流量，以將少還原氫的熱量帶入量；適當增加D-110流化氮氣量，降低D-110操作溫度；增加冷氫線，隨著外界溫度的變化，及時調節冷氫量，可有效降低還原器操作溫度。

2.2 優化再生風露點

聯系上游車間，將來裝置的再生風露點盡可能降低；通過改變反吹周期設定值，將干燥時間逐漸降低。氣溫降低時，再將干燥時間逐漸延長，以盡量降低凈化風消耗。經以上措施，大大減少了再生風帶水的可能。

2.3 保證再生貧氧操作

根據國內同類型裝置生產經驗表明，不同的產品硫含量生產要求，對原料汽油硫含量有限制要求，并非可以完全通過再生風量解決問題，過高的耗風指標會加快吸附劑失活。嚴格控制耗風指標，絕不可以采取一味提風措施，否則將加劇吸附劑失活速度。

2.4 降低吸附劑循環頻次

在滿足生產要求的前提下，降低吸附劑循環量，減少吸附劑循環過程中由再生向反應攜帶氧，引起水的生成，降低了吸附劑的失活速度。

3 效果分析

通過以上措施，使吸附劑活性逐漸增強，待生劑及再生劑活性組分氧化鋅、硫化鋅含量有所提高，吸附劑載硫量以及載碳量有所提升，硅酸鋅以及鋁酸鋅含量顯著降低，汽油脫硫質量穩定性大大提高。

4 結語

通過降低還原器操作溫度、優化再生風露點、保證再生貧氧操作、降低吸附劑循環頻次等措施對裝置所用吸附劑進行了優化操作。優化結果表明，吸附劑活性逐漸恢復，硅酸鋅、鋁酸鋅含量逐漸降低，吸附劑載硫能力逐漸增強，脫硫質量穩定性大大提高，為保證SZorb裝置長周期運行，創造了良好條件，同時，為公司實現汽油產品質量升級和實施綠色低碳發展戰略提供了有力保障。