MAXUM II型色譜分析儀在柴油加氫裝置中的應(yīng)用

柯長(zhǎng)江 時(shí)詠佳 武奎

【摘 要】柴油加氫裝置的目的是精制除去硫、氧、氮等雜質(zhì)和烯烴、芳烴的飽和等，不要求輕質(zhì)化功能。或者說(shuō)輕質(zhì)化程度較小，最終目的是滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求和下游裝置對(duì)進(jìn)料的需要，而檢測(cè)循環(huán)氫中H2和H2S含量尤為重要。

【關(guān)鍵詞】柴油加氫;色譜儀;色譜圖

1、前言

工業(yè)加氫裂化反應(yīng)的主要生產(chǎn)目的是將重質(zhì)餾分油、渣油轉(zhuǎn)化成輕質(zhì)油。加氫裂化采的是具有加氫和裂化兩種作用的雙功能催化劑。其加氫功能由金屬活性組分提供，而其裂化功能則由具有酸性的分子篩或其他酸性載體所提供。循環(huán)氫純度的高低，直接影響裝置反應(yīng)氫分壓的高低，而加氫裝置反應(yīng)壓力的選擇一般是根據(jù)該工藝過(guò)程所需最低氫分壓和該工藝的理論氫純度（氫氣≥85%）來(lái)確定的，因此，如果氫純度低于85%，則裝置的反應(yīng)氫分壓將得不到保證，氫純度偏離設(shè)計(jì)值較多時(shí)，將直接影響裝置的加工能力、所能處理原料油的干點(diǎn)、催化劑的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和產(chǎn)品質(zhì)量等。而硫化氫（H2S）是加氫裂化裝置反應(yīng)循環(huán)氫中保持化劑活性和抑制結(jié)焦的重要組份。當(dāng)加工高氮低硫原料時(shí)，反應(yīng)需要注硫以控制循環(huán)氫中H2S濃度。加氫裂化是原料油在高溫高壓和傕化劑存在下，與氫氣發(fā)生的加氫脫硫、加氫脫氮、芳烴飽和、加氫裂化等的一系列反應(yīng)，生產(chǎn)清潔燃料或化工原料。加氫裂化的反應(yīng)系統(tǒng)，一般控制循環(huán)氫中H2S濃度在200ppm—500ppm之間。一方面有利于提高加氫功能的非貴金屬硫化物的活性，避免硫態(tài)化化劑失硫，另一方面，有利于帶走裂解功能的載體酸性中心上吸附的NH3，以恢復(fù)裂解活性[1]。因此在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硫化氫濃度和氫純度對(duì)加氫裂化至關(guān)重要，MAXUM II型色譜分析儀就是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)循環(huán)氫中硫化氫濃度和氫純度的在線分析儀。

2、MAXUM II 色譜配置簡(jiǎn)介

氣相色譜已經(jīng)是一種成熟的分析技術(shù)，是一種高柱效、高峰容量及高靈敏度的分離分析方法，它可以使用多種靈敏的檢測(cè)器，并可以和多種譜學(xué)儀器聯(lián)用，以彌補(bǔ)其高分離功能、低鑒別能力的問(wèn)題，因而廣泛地用于石油、石化、環(huán)境、食品、飲料等復(fù)雜體系樣品的分析[2]。

3、色譜儀運(yùn)行條件優(yōu)化

3.1 樣品預(yù)處理優(yōu)化

將工藝氣壓力從12.9MPa減壓至0.2～0.5MPa，采用1um的冶金粉末過(guò)濾器除去樣氣中的機(jī)械雜質(zhì)，旁路采用0～500 ml/min流量計(jì)，進(jìn)樣選用0～50ml/min 流量計(jì)，預(yù)處理箱體采用蒸汽伴熱保溫，滿足色譜儀運(yùn)行要求。

3.2色譜分離選擇優(yōu)化

色譜柱R1-1柱長(zhǎng)2.0米，將H2S后面的組分反吹除去;柱R1-2A、柱R1-2A長(zhǎng)均2.0米，作用是從其它物質(zhì)中分離出H2S;柱R2-1長(zhǎng)0.5米，其作用是將H2后的組分反吹除去，柱 R2-2從其它物質(zhì)中分離出H2。

3.3色譜應(yīng)用條件優(yōu)化

驅(qū)動(dòng)氣壓力0.5Mpa，載氣壓力調(diào)節(jié)為0.45 Mpa，F(xiàn)PD檢測(cè)器載氣N2流量60 ml/min，助燃?xì)釧ir流量108ml/min，柱箱溫度60℃，F(xiàn)PD檢測(cè)器溫度80℃，分析周期240秒。

進(jìn)樣閥SR1-1開(kāi)啟時(shí)壓力為P1=260Kpa，流量30ml/min;關(guān)閉時(shí)P2=186Kpa，流量30ml/min，反吹出口流量35.2 ml/min;進(jìn)樣閥SR2-1開(kāi)啟時(shí)壓力為P1=233Kpa，流量10ml/min;關(guān)閉時(shí)P2=208Kpa，流量10ml/min，固定流量12.6 ml/min。

3.3分離效果測(cè)試

分別通入含量為22.15PPM的H2S標(biāo)準(zhǔn)氣和含量為82.14%的氫氣標(biāo)準(zhǔn)氣，流量為20ml/min，進(jìn)行定性、定量分析，F(xiàn)PD和TCD檢測(cè)器觀察其分離效果良好，基線穩(wěn)定，見(jiàn)下圖色譜圖1。

4、使用效果

此MAXUM II 工業(yè)色譜儀自2021年1月18日投入運(yùn)行至今，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，儀表分析準(zhǔn)確，運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表1。

5、結(jié)論

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，MAXUM II 型色譜分析儀運(yùn)行穩(wěn)定，分析結(jié)果精確。分析速度快、重復(fù)性好，適用于中間控制分析，可及時(shí)指導(dǎo)柴油加氫裝置加氫反應(yīng)的合成。針對(duì)MAXUM II 色譜分析儀在柴油加氫裝置分析循環(huán)氫中H2和H2S含量的應(yīng)用，為提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量起到了重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建芳，山紅紅. 煉油工藝基礎(chǔ)知識(shí)[M].北京：中國(guó)石化出版社，1997.

[2]王森，在線分析儀表維修工必讀[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.10

（作者單位：中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司質(zhì)檢部）