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【炼化】洛阳石化除硫保烷有术
2014年05月20日 11:32   来源于:中国石油石化   作者:乔彬 王晓源   打印字号
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   洛阳石化150万吨/年催化汽油吸附脱硫装置辛烷值损失降至0.5以下,各项指标得到持续提升。

  ○ 文/乔 彬 王晓源

  0.5以下!比装置基础设计的辛烷值损失1还低了0.5个单位!近日,洛阳石化针对150万吨/年催化汽油吸附脱硫(S Zorb)装置馏出口汽油辛烷值损失的分析数据令人振奋。

  除了辛烷值损失降低之外,装置进料条件的放宽,国产过滤器、催化剂的成功运行,同样令人振奋,让人信心倍增。这些成果表明,在技术人员的不懈努力下,这套去年10月投产的新装置开出了高效率、高水平。

  优化让辛烷值损失一再走低

  人们对汽油标号90号、93号、97号等并不陌生,一旦提及硫含量、辛烷值等术语就会觉得专业而生涩。其实这些都是衡量油品质量时需要参考的重要指标。

  硫,在汽油燃烧过程中和氧气发生反应,生成物SOX影响大气质量。因此,在汽油升级过程中,一项重要工作就是降低硫含量。辛烷值是决定汽油抗爆震性的重要指标,也是决定汽油标号高低的指标。

  黢黑的原油“变身”为不同标号的汽、柴油产品,要经过许多次化学、物理反应。在原油到汽油的“变身”过程中,硫与辛烷值上演了一场“博弈之战”。

  “在去硫的过程中,汽油的烯烃就会‘饱和’变成其他成分,烯烃饱和降低了汽油的辛烷值。”150万吨/年催化汽油吸附脱硫装置所在的二联合车间副主任齐万松介绍说,烯烃与芳烃是汽油辛烷值的主要贡献者,是汽油生产过程中的“重点保护对象”。

  如果把这些复杂的化学、物理关系忽略不计,硫含量与辛烷值之间的关系就变得清晰明朗起来:硫脱得越多辛烷值损失越大。

  “辛烷值与汽油标号呈‘正比关系’,辛烷值越高汽油的标号越高,汽油标号越高价格就越高。”质量技术处高级主管邓朝阳介绍说,这一系列关系就像多米诺骨牌一个推一个。当辛烷值过低达不到某一汽油标号的要求时,就需要提高辛烷值。

  以往,如果汽油辛烷值不理想,通常采用的手段就是调和。调和时,每提高一个辛烷值单位,需要投入100元左右的成本。如何在降低硫含量过程中,又尽可能减少汽油辛烷值损失,是炼厂急于解开的“谜语”。“我们结合企业实际,不断在温度和压力等重要指标上做调整、摸索,在不同生产条件下寻求最佳操作。”车间技术员柴昕说。

  2013年底,该装置的辛烷值损失在1左右徘徊。技术人员经过不断探索,采取了小循环量高硫差的思路,让辛烷值损失从最初1.3降到0.9,又一步步降至0.5以下。

  降低辛烷值损失,等于捞回经济效益。齐万松算了一笔账:按照目前加工量175吨/小时计算,辛烷值损失从基础设计值1降至0.5,每月为企业增加的效益就多达630万元。

  卡边控制提升技术指标

  洛阳石化催化汽油吸附脱硫装置,是汽油质量从国Ⅲ升级到国Ⅳ乃至将来国Ⅴ标准的生产装置。按照国家有关标注,车用汽油由国Ⅲ升级到国Ⅳ,硫含量由原来的150mg/kg降低至50mg/kg以下。和系统内同类装置一样,洛阳石化这套装置采用的是美国康菲公司S Zorb工艺。与传统的加氢脱硫技术相比,该技术可将汽油中的硫含量脱除至10mg/kg以下,具有脱硫率高的优点。

  邓朝阳说,硫含量是汽油质量的重要参数之一。汽油标准的升级,硫含量的降低是最关键的提升。国外研究结果表明,降低汽油中的硫含量有助于车辆尾气转化器运行效率的正常发挥,利于车辆尾气排放的有效控制。为此,各国都采取了大幅度降低汽油中硫含量的措施,以满足先进的尾气催化转化器的需求。

  “硫含量越低,辛烷值损失越大,变相增了成本。我们要在满足国家质量标准的同时,尽量减少因脱硫带来的辛烷值损失,从而提升技术经济指标。”齐万松介绍说,在实际生产中并非将硫含量降得越低越好,考虑到装置的经济效益和汽油产品质量,他们在探索最佳的操作控制参数。

  有效控制产品硫含量,进一步降低辛烷值损失,技术人员在稳定反应压力和循环氢浓度、控制反应温度等方面不断探索,找寻卡边操作的方法。经过不懈努力,他们发现适当减少硫含量富余程度,将产品硫含量控制在某一范围内,各项指标可以达到最优。

  “硫含量卡边控制,除了提升经济技术指标之外,装置进料也能适当放宽。”齐万松说,硫含量卡边不仅有效保护了汽油辛烷值不受损失,而且装置的进料硫含量也可以放宽。

  高含硫原油价格低,在同一加工流程下,经济效益要好于低硫原油。随着全球原油开采深度增加,原油劣质化日趋严重,技术人员对硫含量卡边的有益探索,消除了装置加工高含硫原油“瓶颈”。装置对硫含量的适应能力得以提升,为企业今后加工硫含量更高的劣质原油提供了技术参考。

  国产设备一样能开得很好

  在中石化第三批建设S Zorb装置的8家企业中,洛阳石化作为系统内第一家企业,在装置上投用了国产化过滤器及国产化催化剂。

  “国外进口的过滤器性能好,但价格占优的国产过滤器如果能够胜任,就能为企业减少成本。”二联合车间副主任周海滨说,“过滤器的作用就像笊篱,不断把吸附剂从气相的汽油中‘捞’出来。”

  在汽油生产过程中,汽油以不同形态来回“转变”。过滤器是在汽油为气相时,不断过滤固态的吸附剂细粉,实现固态、气态分离的关键设备。它是汽油生产的必经之路。它的平稳运转,直接关系到装置长周期运行。

  核心设备,重点对待。装置开工以来,洛阳石化就不断在过滤器“反吹”上尝试探索。从固定差压“反吹”到定时“反吹”,经过不断优化,该装置23台国产过滤器运行效果良好。“实际表明,只要不断探索,国产设备一样能开得很好。”车间设备副主任周海滨说。

  2007年,中国石化在燕山建成我国第一套S Zorb装置以来,S-Zorb技术配套使用的催化剂一直由国外某公司研发和生产。因催化剂涉及各种骨干催化剂的制造技术,外国公司把这种催化剂的生产技术视为核心技术秘密,向中国石化提出了十分苛刻的转让条件。

  在中石化成功生产出国产化的催化剂后,洛阳石化S Zorb装置便投用国产催化剂。国产化的过滤器和国产化的催化剂同时投用,既是机遇又是挑战,开得好将开辟国产化的新道路。技术人员自始至终一刻也未放松,持续优化操作,精心调整,终于打赢了这场“战役”。最终结果表明,国产化的吸附剂表现同样令人满意,国外催化剂垄断制约问题也随即冰释。

  在实施油品质量升级中,S Zorb装置举足轻重。齐万松表示,经过不懈努力,他们在控制辛烷值损失、硫含量等方面有了心得:“我们有信心进一步发挥装置安全、环保、节能等各方面的优势,把装置开出更高的水平。”

  责任编辑:石杏茹

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