催化裂化汽油硫質量分數高的原因分析及工藝調整

張靜林 孫 濤 吳懷章

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

國內催化裂化汽油占到車用汽油總量的70%，國Ⅵ汽油硫質量分數需要控制在10 mg/kg以下，催化裂化汽油需要進一步處理，降低硫質量分數，才能達到調和標準。催化裂化汽油吸附脫硫(S zorb)技術具有脫硫深度高、氫耗低、辛烷值損失少等優點，廣泛應用于催化裂化汽油全組分脫硫[1]。催化裂化汽油硫質量分數的穩定對于S zorb裝置的長周期運行十分重要。

1 裝置簡介

中海油惠州石化有限公司(以下簡稱惠州石化)重油催化裂化裝置反應部分采用多產異構烷烴(MIP)技術，再生部分采用重疊式兩段不完全再生技術，原料為加氫渣油和加氫蠟油，產品為干氣、液化氣、汽油、柴油、油漿，其中汽油送往下游S zorb裝置進行脫硫處理。裝置工藝流程見圖1。

圖1 催化裂化工藝簡要流程

原料油經過催化裂化反應產生高溫油氣，油氣進入分餾塔分離出粗汽油，粗汽油作為吸收劑進入吸收塔，吸收塔塔底產生的凝縮油進入氣壓機出口油氣分離器，油氣分離器罐底凝縮油進入脫吸塔進行解吸，脫吸塔塔底產生的脫乙烷汽油經換熱進入到穩定塔，在穩定塔中完成精餾分離，塔頂產品為液化氣，塔底產品為穩定汽油(催化裂化汽油)。

由于穩定塔塔底的催化裂化汽油溫度高達175 ℃，依次經過E303A/B、E301C、E305A/B、E302A/B等汽油出裝置流程上的換熱器(見表1)進行冷卻，然后分為冷熱兩股物料出裝置，55 ℃的熱料直供S zorb裝置；冷料再經過A302A/D、E308A/D冷卻至35 ℃，一部分作為補充吸收劑進入吸收塔，另一部分作為冷料至汽油罐區。

表1 汽油出裝置流程上的換熱器

2021年12月26日，重油催化裂化裝置接到下游S zorb裝置反饋，催化穩定汽油硫質量分數突然升高，超過0.03%，影響到S zorb裝置的穩定運行。

2 原因查找及分析

2.1 原料硫質量分數高

由于重油催化裝置剛開始摻煉焦化蠟油，并且此時間段內焦化蠟油的硫質量分數高達0.759%，造成重油催化的混合原料油硫質量分數達到0.44%。計算硫的傳遞因子(STC，汽油的硫質量分數除以原料油的硫質量分數再乘以100%)，MIP系列技術硫傳遞因子為3.93%～6.67%[2]。從現有原料的硫質量分數計算，催化裂化汽油的硫質量分數最高為0.029 3%，與化驗分析的硫質量分數0.032 2%較為接近。因此首先懷疑焦化蠟油硫質量分數高并且存在不易被脫除的硫形態導致汽油硫質量分數高，摻煉焦化蠟油后，穩定汽油硫質量分數會有升高。重油催化停止摻煉焦化蠟油，降低原料油硫質量分數至0.36%。

2.2 介質互竄

2021年12月27日，鑒于汽油硫質量分數和蒸氣壓均不合格，懷疑重油催化裝置穩定汽油換熱器可能出現內漏，因此化驗分析汽油中硫的形態，其中H2S體積分數高達4 000 μL/L。于是著手排查穩定汽油流程上各換熱器，在E303A/B、E301C、E305A/B、E302A/B出口分別用高溫采樣器采樣，分析結果見表2所示。

E301C出口汽油硫質量分數、蒸氣壓、H2S體積分數均較E303A/B出口汽油明顯增加，且E301C下游各換熱器均出現硫質量分數、蒸氣壓、H2S體積分數高的現象，據此可以斷定E301C脫吸塔中間重沸器出現內漏，殼程高壓脫吸塔中間組分竄入管程穩定汽油側。

表2 汽油出裝置流程上各換熱器出口汽油化驗分析結果

3 工藝調整

3.1 泄漏換熱器切除

2021年12月28日排查出脫吸塔中間重沸器E301C內漏，15時開始逐漸切除E301C管程，21時將E301C管程穩定汽油完全切除。之后，催化裝置穩定汽油，S zorb裝置汽油進料硫質量分數、蒸氣壓逐步好轉，29日3時，S zorb裝置汽油進料完全恢復正常。

3.2 系統工藝調整

由于脫吸塔中間重沸器E301C殼程沒有手閥，需要將脫吸塔整塔切除，蒸汽吹掃合格才可以更換E301C的管束。重油催化裝置規模大，對全廠的物料平衡影響較大，如果切除脫吸塔更換其中間重沸器管束，期間液化氣中的H2S、C2將超標，汽油的蒸氣壓也會超標，勢必造成全廠物料平衡和不合格產品罐庫容緊張。因此在不影響全廠大局的前提下，需要通過其他調整手段，在E301C切除狀態下，盡量滿足裝置的正常生產。

脫吸塔中間重沸器E301C所提供的熱負荷占整個脫吸塔熱負荷的16.32%，E301C切除后，通過上述工藝調整，取得了令人滿意的結果，各產品質量合格，裝置運行平穩。

4 結論

(1)催化裂化汽油的硫化合物有硫醇、硫醚、噻吩三大類，摻煉減渣原料，汽油硫醇含量較高[3]。根據原料油硫質量分數和硫傳遞系數推算穩定汽油硫質量分數的大致區間，超出合理區間后，分析穩定汽油的硫形態，若H2S體積分數高，可沿著介質互竄的方向排查。

(2)在不影響正產生產的前提下，可以通過催化裂化全系統的工藝優化調整，消除脫吸塔中間重沸器E301C切除后脫吸塔熱負荷不足的影響，避免非計劃停工。