宋瑜洲

【摘要】为积极应对国家汽油质量升级，满足国家对清洁燃料的质量要求，根据全厂加工总流程的安排，陕西延长石油集团炼化公司延安炼油厂需要新建一套180万吨/年汽油精制装置，使出厂汽油达到国家要求的标准。

【关键词】180万吨/年；S Zorb；催化汽油；吸附脱硫；装置

1. 原料、产品规格与生产规模

1.1 原料来源及性质

本装置处理的催化汽油来自延安炼油厂，由于延炼平面布置原因，本装置建设在延安石油化工厂（杨庄河）。设计原料中的平均硫含量按400PPM考虑。新氢采用重整氢，氢气纯度为92.85V%；进装置温度20-40℃，压力1.8-2.0MPaG。

1.2 吸附剂

本装置采用的吸附剂为专利吸附剂。

1.3 产品方案

本装置生产硫含量不大于10 ppm的低硫汽油产品；装置产生的少量燃料气除供本装置加热炉自烧外，其余送至燃料气管网；含有SO2的再生尾气送至氨法脱硫单元处理。

1.4 生产规模

根据规划要求，本装置生产规模按180万吨/年考虑，年操作时间按8000小时计。原料的平均硫含量按400 ppm设计。

2.S Zorb与RSDS 技术概况及应用

2.1S Zorb技术概况

S Zorb 是由ConocoPhillips（COP）公司开发的，主要用于催化汽油的脱硫。目前在全球采用该技术已经建成投产了14套工业装置，其中国外6套，国内8套。这14套装置运行状况良好，产品规格等各项指标均达到了设计要求。

2.2RSDS

RSDS-II是固定床反应，相关流程较为传统、操作简单，运行周期较长。S Zorb是流化床反应，连续再生；一方面需要连续的气固分离，另一方面反应与再生间需设置闭锁料斗进行氢、氧环境的隔离和吸附剂的输送，因此操作复杂。总之，这两个技术在操作周期方面均达到了与催化同步检修的要求，RSDS-II日常维护工作量较小

3.工艺流程说明

3. 1进料与脱硫反应部分

由催化装置来的含硫汽油经过滤后进入原料缓冲罐（D-101），经吸附反应进料泵（P-101）升压并与循环氢混合后与脱硫反应器（R-101）顶部产物进行换热，换热后的混氢原料去进料加热炉（F-101）进一步加热，达到预定的温度后进入脱硫反应器底部并在反应器中进行吸附脱硫反应，脱硫反应器内装有吸附剂，混氢原料在反应器内部自下而上流动使反应器内成流化床状态，原料经吸附剂作用后将其中的有机硫化物脱除。

3.2吸附剂再生部分

为了维持吸附剂的活性，使装置能够连续操作，装置设有吸附剂连续再生系统。再生过程是以空气作为氧化剂的氧化反应，压缩空气依次经过空气干燥器（PA-103）、再生空气预热器（E-111）和再生气体电加热器（EH-102）加热后送入再生器底部，与再生进料罐（D-107）来的待生吸附剂发生氧化再生反应；再生器（R-102）内的吸附剂为流化床，再生后的吸附剂用氮气提升到再生接收器（D-110）送至闭锁料斗（D-106）。再生器（R-102）内部装有二级旋风分离器（ME-115），再生生成的烟气经旋风分离器（ME-115）与吸附剂分离后自再生器（R-102）顶部排出；再生烟气主要成份为氮气、二氧化碳和二氧化硫，先经再生烟气冷却器（E-105）并与来自冷凝水罐（D-123）顶部的蒸汽换热，再经再生烟气过滤器（ME-103）除去烟气中挟带的吸附剂粉尘后送到氨法脱硫单元进行后处理。

3.3吸附剂循环部分

吸附剂循环部分目的是将已吸附了硫的吸附剂自反应部分输送到再生部分，同时将再生后的吸附剂自再生部分送回到反应系统，并可以控制吸附剂的循环速率；以上过程通过闭锁料斗（D-106）的步序自动控制实现，失活的吸附剂自反应器（R-101）上部的反应器接收器（D-105）压送到闭锁料斗（D-106），然后降压并通过氮气置换其中的氢气，置换合格后通过压差和重力送到再生器进料罐（D-107）；此时闭锁料斗处于等待時间，然后，再生器进料罐（D-107）的吸附剂则通过氮气提升到再生器（R-102）内进行再生反应；再生器进料罐（D-107）的吸附剂输送线上装有滑阀，用于控制吸附剂循环速率；再生器（R-102）内已完成再生的吸附剂通过滑阀和氮气提升到再生器接收器（D-110），通过压差和重力送到闭锁料斗（D-106），先用氮气置换闭锁料斗（D-106）中的氧气，置换合格后用氢气升压，最后通过压差和重力送到还原器（D-102），还原后返回到反应系统中。

3.4产品稳定部分

稳定塔（C-201）用于处理脱硫后的汽油产品使其稳定。稳定塔顶部的气体经空冷器（A-201）、水冷器（E-202）冷却后进入稳定塔顶回流罐（D-201）。罐顶燃料气部分用于原料缓冲罐（D-101）气封，其余的送至催化装置分馏塔，罐底液体回流至稳定塔（C-201）顶部。塔底稳定的精制汽油产品先经精制汽油与热水换热器（E-206）换热，再经空冷和水冷后送出装置。

3.5 自动控制

本装置工艺技术先进、过程复杂。自控设计范围为180万吨/年S Zorb催化汽油吸附脱硫装置的反应、吸附剂再生和还原及产品稳定部分及相关部分的自控设计。本装置选用分散控制系统（DCS），实现对装置的日常监测及自动控制功能。装置采用独立于DCS的安全仪表系统（SIS），实现对装置等的紧急停车及安全联锁保护功能。仪表选用以国内产品为主， 引进部分主要为DCS、SIS、闭锁料斗专用控制系统（LMS）、在线分析仪表、质量流量计、特殊调节阀、程控球阀、放射性料位仪表等。

3.6 设备部分

3.6.1脱硫反应器（R-101）、还原器（D-102）和反应器接收器（D-105）

脱硫反应器为轴向、热壁反应器。反应器的操作温度为441℃，操作压力为3.1Mpa，操作介质为催化汽油、H2和吸附剂，设计温度为470℃，设计压力为4.26Mpa。在反应器底部设有泡帽分配盘等内件。根据操作条件，反应器的壳体材料选用12Cr2Mo1MoR（H），下部为12Cr2Mo1MoR（H）+堆焊。为了防止吸附剂带入后续系统，在反应器顶部设有精密过滤器，直接插入反应器，用于脱除物流中携带的吸附剂。还原器（D-102）和反应器接收器（D-105）通过吸附剂输送线直接与反应器连接在一起，悬挂在反应器上。此两台设备的材质同样采用14Cr1MoR（H）。同时，为了避免反应器和反吹气体聚集器的不同热膨胀造成反应器过滤器反吹阀的损换，反吹气体聚集器（D-114）亦同时悬挂在反应器上。反应器、还原器、反应器接收器和反吹气体聚集器均可以国内制造。

3.6.2 再生器（R-102）

再生器是再生系统的核心设备，设备内的吸附剂为流化态操作。再生器的操作温度为524℃，操作压力为0.11Mpa，操作介质为O2、N2、CO2、SO2及吸附剂，设计温度为550℃，设计压力为0.35Mpa。根据操作条件，再生器的壳体材料选用14Cr1MoR（H）。再生器内设置了冷却盘管，上部设置了一组二级旋风分离器，在再生器内部同时设置有倾角挡板的支持盘，气体进口分配器，出口收集板等内件。再生器本体可国内制造。

3.6.3过滤器

关键的反应器产物过滤器（ME-101）、闭锁料斗过滤器（ME-102）在较高温度下使用且工况苛刻，需从国内通过鉴定的供货商或国外引进，其它过滤器国产。

3.6.4压缩机

本装置中设两台循环氢压缩机K-101/A，B，两台反吹氢压缩机K-102/A，B、两台补充氢压缩机K-103 /A，B，其中K-102与K-103采用联合机组。