輕汽油抽提脫硫裝置再生系統影響因素的分析與對策

張華 蘭勇 張鶴峰

摘要：為降低環境污染，提高空氣質量，全面實行油品國Ⅴ、國ⅥA排放標準，某廠新建了一套國Ⅴ過渡方案輕汽油脫硫裝置。該裝置溶劑再生系統投運后溫度和液位波動較大，嚴重影響溶劑質量。本文通過對溶劑再生系統操作方式和工藝操作參數再優化后，實現平穩控制再生系統操作，提高了再生后溶劑質量，生產出優質的國Ⅴ排放標準的輕汽油。

關鍵詞：輕汽油 液液萃取抽提 貧溶劑 貧溶劑 富硫油

一、前言

目前，全球環境污染不斷加重，為提高空氣質量，政府要求2017年將在全國實行油品國Ⅴ排放標準，2020年1月1日，開始執行ⅥA，硫含量要求降至10ppm以下，而我國催化裂化汽油份額占汽油池的70～80%，加之催化汽油烯烴是構成辛烷值的重要成分，所以汽油降硫的主要任務和難點其實就是催化裂化汽油的降硫。

煉化企業生產調和國Ⅴ、國ⅥA排放標準汽油勢在必行，針對目前催化輕汽油硫含量高，加氫處理難度大、辛烷值損失多的短板，某廠采用了河北精致科技有限公司與石油大學（北京）聯合推出的催化汽油抽提加氫組合脫硫技術。利用硫化物在烴類和選擇性溶劑中的溶解度的不同，采用液液萃取抽提的方法，將硫化物富集到溶劑中，經過減壓汽提蒸餾，將富硫油與溶劑分開，將全餾分汽油硫含量降到10ppm以下，將辛烷值損失降低到1.5個以內。新建的國Ⅴ過渡方案輕汽油抽提脫硫裝置于2016年10月建成投產，設計規模為15萬噸/年。以醚化高含硫輕汽油為原料，經GL-萃取脫硫劑液液萃取抽提后，生產出低含硫輕汽油。但溶劑再生系統投用后溫度、液位波動大，嚴重影響再生溶劑的質量，為確保裝置平穩運行，通過對操作方式和工藝操作參數再優化后，在總加工流程不變的前提下確保溶劑質量，生產出優質的國Ⅴ排放標準的輕汽油。

二、輕汽油抽提脫硫裝置原料、產品、萃取劑現狀及裝置特點

（1）原料

輕汽油抽提脫硫裝置原料為醚化裝置加氫后側抽輕汽油：流量21430kg/h，溫度40℃，壓力1.2 MPa（g）；密度為：670kg.m-3，硫含量≤150ppm。

（2）產品

輕汽油抽提脫硫裝置產品的密度為：650kg.m-3，硫含量≤10ppm，富硫油與穩定汽油（富反抽提油）混合經高效聚結器進一步脫水后送至醚化裝置或去加氫裂化裝置。

（3）萃取劑

本裝置的GL-萃取脫硫劑外觀為無色至淡黃色液體，密度（30℃）為1150～1250kg/m3，凝點≤5.0℃，粘度50℃≤4.0mm2/s

（4）輕汽油抽提脫硫裝置的特點和優勢：

a、抽提脫硫為物理過程，沒有分子變化，辛烷值損失小。

b、脫硫溶劑對原料中的硫形態沒有嚴格要求，硫醇、硫醚、噻吩硫均能有效脫除。

c、溶劑具有旁路凈化及過濾措施，確保了溶劑質量的穩定，脫硫效果好，溶劑損耗低。

d、脫硫后輕汽油產品硫含量≤10μg/g，產品收率達到95%以上，可滿足國Ⅴ、國ⅥA清潔汽油的調合的要求。

三、輕汽油抽提脫硫裝置再生系統影響因素的分析和對策

溶劑再生塔主要就是為了除去溶劑中的機械雜質和降解聚合物，再生后的溶劑質量的優劣將直接決定裝置的脫硫效果和操作費用，為防止溶劑過熱分解，含有溶劑系統的再沸器熱源均采用2.2MPag、220℃飽和蒸汽作加熱載體。溶劑再生系統溫度、液位波動較大，將嚴重影響溶劑運行質量和脫硫效果，裝置的能耗明顯增加，通過分析主要有以下幾個方面原因：

（1） 溶劑再生塔溫度

溫度是溶劑再生塔的關鍵指標，設計操作溫度155～178℃，溶劑再生塔的溫度過高則溶劑降解、聚合；溶劑再生塔的溫度過低則溶劑不易形成霧化顆粒，造成淹塔。平穩控制溶劑再生塔底的溫度，不僅僅要控制塔底再沸器蒸汽流量的大小，還要平穩控制溶劑再生塔汽提汽流量和壓力、水汽化器液位和溫度、溶劑再生塔進料流量。

（2） 水汽化器液位和溫度

水汽化器殼程物料是抽余油水洗塔來的含溶劑水，管程換熱介質是貧溶劑。如果殼程液位過高，則殼程內汽液相分離效果差，殼程頂部氣相負荷過大，則進入溶劑再生塔的汽提汽流量增加，影響溶劑再生塔塔底溫度，反之也同樣影響溶劑再生塔塔底溫度；如果管程溫度過高，則殼程含溶劑水氣化量大，頂部氣相負荷過大，則進入溶劑再生塔的汽提汽流量增加，影響溶劑再生塔塔底溫度，反之也同樣影響溶劑再生塔塔底溫度。

研究后發現將水汽化器液位調節閥改手動控制后，則殼程液位能夠嚴格控制50±10%，汽提蒸汽流量穩定，管程溫度能控制在120～130℃，溶劑再生塔塔底溫度平穩。

（3） 溶劑再生塔汽提汽流量和壓力

水汽化器殼程汽提蒸汽流量和壓力是影響溶劑再生塔塔底溫度關鍵因素，水汽化器殼程操作壓力0.16 MPa，汽提蒸汽溫度≤130℃。汽提蒸汽流量設計2360 Kg/h。研究后發現水氣化器壓力調節閥投自動運行后，汽提蒸汽流量波動較大且溫度最高只有130℃，嚴重影響溶劑再生塔塔底溫度。將水汽化器壓力調節閥改手動控制，穩定汽提蒸汽流量在1600～2300 Kg/h，則溶劑再生塔塔底溫度平穩。

（4）溶劑再生塔進料流量

溶劑再生塔進料流量同樣影響溶劑再生塔塔底溫度，進料流量設計700kg/h，從儀表控制回路來看，進料流量控制溶劑再生塔塔底液位，進料流量大，塔底液位高；反之則塔底液位低。研究后發現溶劑再生塔進料調節閥投自動運行后，溶劑再生塔塔底液位受汽提汽流量和溫度影響，嚴重影響溶劑再生塔塔底溫度。嚴格穩定進料流量在600～800Kg/h，則溶劑再生塔塔底溫度平穩，且與常規操作相悖，進料流量偏大則溶劑再生塔塔底溫度偏高，進料流量偏小則溶劑再生塔塔底溫度偏低。

目前溶劑再生塔塔底溫度操作曲線見下圖：

四、 結論

1、嚴格控制水汽化器殼程液位在50±10%，管程溫度120～130℃；穩定溶劑再生塔汽提汽流量2100～2400kg/h，平穩溶劑再生塔進料流量600～800kg/h，溶劑再生塔塔底溫度平穩，溶劑再生質量和脫硫效果良好。

2、物料平衡、公用工程消耗與操作穩定性息息相關，溶劑再生塔和水汽化器操作平穩，中壓蒸汽耗量明顯下降。

3、水汽化器管程液位波動大、外排水量波動大，影響脫油塔塔底溫度，從而造成水汽化器管程溫度波動，間接影響溶劑再生塔塔底溫度。