汽油加氫脫硫裝置在生產中的問題及措施

張國威

（中國石油大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶 163711）

0 引言

汽油加氫脫硫裝置的運行情況直接決定了石油化工生產效率與質量，但因主觀、客觀因素使裝置運行期間出現多類型問題，影響生產作業的有序進行。對此，結合實際情況，展開運行問題的細致分析，以實現各類問題的有效、快速處理，促使石化產品生產質量得以提高。

1 汽油加氫脫硫裝置運作期間常發生的問題探討

1.1 引風機系統腐蝕

對某汽油加氫脫硫裝置生產運行20 個月后的加熱爐引風機進行檢查，發現引風機入口軟連接位置存在嚴重破損，且該處地面有少量結冰，這是由于軟連接處滴水導致的，且其周邊的風道擋板呈現為全開狀態。又運行一段時間后，發現引風機系統中的反應產物加熱爐和分餾塔底重沸爐氧含量為零，爐膛正壓，經過全方位檢查并結合其日常運作情況觀察后得出引風機已失去排煙抽力的結論，需借助煙道擋板實現排煙目的，而導致這一問題出現的原因是引風機葉片、預熱器板束、入口調節閥等多個部件嚴重腐蝕，并有結垢物堵塞。

1.2 穩定塔堵塞嚴重

對某汽油加氫脫硫裝置運行前和運行1 年后的穩定塔塔頂與回流罐壓差進行測量，發現所測參數差值較大，其中，最高值為0.25 MPa，于是臨時停工展開對空冷器的處理，最終減小壓差為0.01 MPa，也由此得出空冷器堵塞結論。

完成空冷器處理后，工作人員再對穩定塔塔頂壓力、溫度和回流量進行測量，發現各數值的變化仍不穩定，具體變化區間如下：塔頂壓力為0.6～1.0 MPa，溫度為80～130 ℃，回流量為10～30 t/h。根據所測數據可判斷出穩定塔上部塔盤堵塞。

由于未經過處理前的穩定塔塔頂與回流罐之間的壓差過大，致使輕組分汽提受阻，極大程度地降低回流罐液位，使得回流量不能達到所規定的操作指標，引起塔尖溫度、壓力、酸性氣量大幅波動問題，同時還擬制精餾效果，導致重汽油被多次腐蝕。

1.3 脫硫單元胺液發泡

循環氫脫硫單元隨著脫硫裝置運行時間的延長，極易發生胺液發泡問題，造成循環氫脫硫塔液出現較大的波動，無法保障液位指示的準確性。與此同時，脫硫塔塔板壓差上升，且循環氫帶液現象明顯，下游流程入口分液罐液位控制閥開度與富胺液中含有的汽油量隨之上升，對胺液再生裝置的穩定、連續運行造成嚴重的影響。通常來說，循環氫脫硫單元使用的胺液為N-甲基二乙醇胺，當出現胺液發泡問題時，泡沫會在氣流的作用下吸附于上一層的塔板，致使塔內持液量持續上升，從而改變液面位置，引起壓差增大、液位下降等問題。通過對問題加以分析，并對運行期間實際情況進行觀察，發現導致胺液發泡的主要原因有3 個：①循環氫與貧胺液彼此間的溫差較小；②反應產物不具備較強的三相分離效果，且循環氫中含有部分液態烴類；③貧胺液中攜帶大量硫化鐵、腐蝕產物等固體懸浮物，同時還包括自身降解產物、烴類等[1]。

1.4 預加氫系統壓降上升

汽油加氫脫硫裝置運作一段時間后，其蒸汽加熱器的管程壓差會出現上升，若上升幅度較大則不利于預加氫系統正常運作。例如，在對某石化公司生產期間使用的脫硫裝置進行檢測時，發現預處理罐的床層壓降的初始值為-0.03 MPa，而運行3個月后的壓降值為0.40 MPa，增大預加氫系統運行故障發生風險。而引發這一問題的主要原因是未按照規范操作蒸汽加熱器與換熱器，致使催化汽油原料中含有的膠質和二烯烴在高溫環境下結焦，而結焦后的產物附著于預處理罐床層上方，加快床層壓降上升速度。

2 解決汽油加氫脫硫裝置生產運行問題的有效措施

2.1 引風機系統的改造

對燃料氣展開脫硫處理，可有效降低煙氣露點溫度，計算當前燃料氣中的硫含量，并升高加熱爐排煙溫度至163 ℃，避免露點腐蝕。以石油煉制工業污染物排放標準為依據，對燃料氣中的硫質量濃度加以控制，最高不得大于25 mg/m3。根據石化企業生產要求和作業條件，合理更換加熱爐燃燒器，以保證燃燒充分，還能使所排放的煙氣達到環保標準。做好引風機系統的全面檢查工作，細致排查已腐蝕設備及部件，并加以更換，還需更換損壞軟連接。本文提到的引風機無法發揮出其自身排煙功能，因此還需更換引風機。落實空氣預熱器煙氣集氣口的除銹、內保溫襯里更換等工作，再使用清水清洗空氣預熱器，確保內、外部結垢可盡數去除。為優化生產運行作業流程，應合理選用葉輪材料，并將防露點腐蝕涂料噴涂于非轉動部件上。為引風機系統增設空氣預熱器，借助裝置運行后產生的余熱，將空氣預熱設備安裝于空氣入熱管預熱器前端位置，可保證生產運行活動于冬季進行時，不會發生因溫度過低致使爐壁、熱管露點被腐蝕問題[2]。

2.2 穩定塔的全方位優化

用油溶性緩蝕劑替換水溶劑緩蝕劑，發揮該類緩蝕劑易溶于烴類物質、運動黏度低于80 mm2/s、凝點低于-20 ℃、閉口閃點高于28 ℃且緩蝕率大于90%的特點，還需在配劑罐中加入適量氮氣或隔膜泵，并以氮氣氣封的方式對配劑罐進行處理。在此基礎上融合重汽油，配制出質量濃度為10%的溶液，在穩定塔出口和空冷器前分別加注計量泵。

通過更換緩蝕劑，并將加注量控制為7.15 μg/g，單耗為0.05 t/d，再對穩定塔整體生產運行參數進行測量，所測結果如下：穩定塔回流罐酸性水的平均pH 值為8.05，鐵離子平均質量濃度為1.78 mg/L，合格率高達94%。測量穩定塔塔頂、回流罐之間的壓差，基本控制在0.04 MPa 左右，且被處理的穩定塔在經過一段時期的試運作后未發生堵塞情況，而塔頂壓力始終維持在0.85～0.9 MPa，該位置最低溫度為115 ℃、最高溫度為125 ℃，回流量變化為16～20 t/h。所生產出的重汽油產品均達到相關標準，大幅提高符負荷率，最高可達100%，相較于未處理前的穩定塔，其負荷率提高15%～20%。

2.3 胺液發泡問題的避免

為緩解胺液發泡現象，可將在線凈化裝置布設于胺液再生裝置上，進一步提高貧胺液質量，降低對胺液發泡的影響。合理控制循環氫中含有的烴類物質含量，作為導致胺液發泡問題的主要原因，應加強重視，適當調高循環氫溫度，確保其始終高于貧胺液4 ℃以上，避免溫度過低導致烴類氣體冷凝為液體而引起發泡。同時，控制循環氫中的重組分含量，適當降低反應產物分離器的液位，由原來的50%控制到40%以下，以此擴大氣相空間，為氣液相分離創造有利條件，并達到降低循環氫中重組分體積分數的目的，提高液體收率，減少甚至規避胺液發泡問題的發生，還可實現對富胺液中輕汽油量的全面控制，以減小硫磺回收車間胺液再生系統的操作壓力。此外，將循環氫旋流脫烴器與分液罐安裝于循環氫裝置上，但這一工序需在裝置脫硫前進行，以降低循環氫帶烴對循環氫脫硫的影響，而循環氫旋流脫烴器的使用可脫除90%的夾帶烴類。

2.4 控制預加氫壓降上升

要想實現對預加氫壓降上升問題的有效控制，就需做好3個方面的工作。

（1）合理控制催化汽油原料中的二烯烴含量。為達到這一效果：需采用氮氣氣封的方法處理原料中間罐，有效隔離空氣；更改催化汽油原料供給方式為直供式；適當降低中間罐罐存，結合生產運行實際情況，一般在原來罐存的基礎上降低5000 t 左右，并合理調高中間罐來油量速率，實現對二烯烴質量分數的有效控制。

（2）注重對蒸汽加熱器、換熱器入口溫度的控制。著手于加氫脫硫系統的全面優化，實現運行期間反應熱的回收再利用，同時，做好加氫脫硫反應器與辛烷值恢復反應器床層溫度的相互匹配，并對換熱器殼程入口溫度加以控制，最高不得大于180 ℃，以免發生反應熱轉移至換熱器中而被回收的現象。采取這種處理方法可大幅提高換熱器管程出口溫度，還能從根本上恢復換熱效果，而在對二烯烴結焦速率加以控制后，可擬制管束內壁垢阻上升速率，并有效控制蒸汽加熱器管程壓差。

（3）做好定期檢修工作。針對上文提到的各類裝置進行全方位清洗，可采用高壓水，也可展開化學清洗，確保管壁內垢得到有效清理，緩解預處理罐床層壓差上升趨勢[3]。

2.5 各類設備的增設與運行

（1）安裝輕、重汽油分餾塔。汽油中的烴類物質通常集中于輕組分中，而硫化物則在重組分中匯集。可將汽油細化為輕汽油、重汽油兩種，緊接著展開重汽油的加氫操作，以此減少加氫脫硫期間辛烷值的損失。由于兩種組分汽油的分餾塔都能夠直接以直接供應物料的方式使用，可避免存儲汽油時生成膠狀前驅物，且這一過程不涉及換熱環節，因此，還能起到降低汽油分餾塔能耗的目的。

（2）增設冷氫導入設施。由于烯烴加氫飽和反應可被歸類于放熱反應，因此該環節需與加氫脫硫反應同時進行，隨著反應時間的延長會生成并散失較多熱量，致使反應器出口溫度呈現出明顯上升趨勢，能夠選擇性削弱加氫脫硫反應，還能為汽油加氫脫硫裝置的穩定、連續運行提供保障，從根本上降低各反應對裝置運行穩定性的影響。基于此，可安裝冷清導入設施，以此全過程控制反應器出口溫度，但為獲得預期控制效果，應合理選用汽油，還能減少運行期間的污染物質排放量。

3 結束語

要想實現汽油加氫脫硫裝置穩定、良性運作，發揮出設備自身價值，就需深究設備運作過程中常見的故障問題，并制定出可行的優化、改造方案。針對胺液發泡問題，可通過胺液凈化、降低循環氫攜帶液態烴類含量加以解決。在處理穩定塔堵塞問題時，可使用油溶性緩蝕劑替換水溶性緩蝕劑，以保證設備的連續運作，提高生產運行效率。