S Zorb與RSDS-Ⅲ汽油精制技術應用對比及分析

陳大躍，謝清峰

（中國石油化工股份有限公司 長嶺分公司，湖南 岳陽 414000）

S Zorb與RSDS-Ⅲ汽油精制技術應用對比及分析

陳大躍，謝清峰

（中國石油化工股份有限公司 長嶺分公司，湖南 岳陽 414000）

長嶺分公司共有兩套催化汽油精制裝置，其中一套為120萬t/a的催化汽油吸附脫硫（S Zorb）裝置，配套加工3#催化汽油，另一套為45萬t/a催化汽油選擇性加氫脫硫（RSDS-Ⅲ）裝置，配套處理1#催化汽油。通過對兩裝置控制參數、運行狀況及經濟技術指標的對比分析,反映出兩類不同汽油加工技術的裝置運行異同。

催化汽油；精制；脫硫

1 裝置概況

中國石油化工股份有限公司長嶺分公司共有兩套催化汽油精制裝置。其中一套為120萬t/a催化汽油吸附脫硫（S Zorb）裝置，配套加工3#催化汽油，于2010年11月開工；另一套為45萬t/a催化汽油選擇性加氫脫硫（RSDS-Ⅲ）裝置，配套處理 1#催化汽油，RSDS-Ⅲ裝置是在原 45萬t/aRSDS-Ⅱ的基礎上改造而成，于2013年9月20日開工正常。

2 工藝流程比較

2.1 RSDS-Ⅲ裝置工藝流程

45萬t/aRSDS-Ⅲ裝置是在原RSDS-Ⅱ的基礎上改造而成，包括輕重汽油切割、重汽油選擇性加氫脫硫、輕汽油堿抽提及汽油脫臭四個部分,裝置原則流程圖如圖1。

1#催化全餾份汽油經輕重汽油分餾塔切割后，輕汽油干點控制 60～65 ℃，輕汽油與重汽油重量比為27：73，重汽油進選擇性加氫脫硫裝置，先經脫二烯烴反應器后，再經加熱爐升溫進重汽油選擇性加氫主反應器，然后進重汽油穩定塔；輕汽油經堿液抽提脫硫醇、與加氫重汽油混合后經氧化法脫硫醇，生產出RSDS-Ⅲ精制汽油。輕汽油堿液抽提部分設有堿液再生和堿液反抽提脫二硫化物設施。

2.2 S Zorb裝置工藝流程

3#催化汽油與循環氫氣混合后，經換熱和反應加熱爐加熱至420 ℃，從底部進入裝有吸附劑的反應器，反應后的油氣分離氫氣、經穩定塔后得到精制汽油，高分氫氣經壓縮機壓縮后循環利用，反應后的吸附劑經過閉鎖料斗送至再生系統。在再生器

底部通入凈化風并加熱與反應后的吸附劑反應，吸附劑上的硫被氧化成SO2，SO2送至硫磺回收裝置制硫磺，再生后的吸附劑在經過閉鎖料斗送至反應器參與脫硫反應，形成一個循環的過程。在這個過程中，閉鎖料斗負責吸附劑在氫烴環境與氧氣環境之間的安全輸送，原則流程圖如圖 2所示。反應器頂部設內置高精度過濾器ME101，過濾器以定時或定壓差的方式用高壓氫氣反吹；閉鎖料斗D106是S Zorb技術實現吸附劑循環的核心設備，內部設置過濾器ME102、4個反吹松動氣分配盤，并設有31個帶開關回訊的程控閥和4個控制閥。再生器內部設有二級旋風分離器，出口煙氣設有過濾器ME103。

圖1 RSDS-Ⅲ裝置原則流程Fig.1 The principle process flow diagram of RSDS-Ⅲ plant

圖2 S Zorb裝置原則流程圖Fig.2 The principle process flow diagram of S Zorb plant

3 主要操作參數對比

3.1 RSDS-Ⅲ裝置主要操作參數

RSDS-Ⅲ裝置主要操作參數如表1、表2、表3。

表1 堿抽提的主要操作條件Table 1 Main operating conditions of alkali extraction

表2 催化裂化汽油輕重汽油分餾塔主要的操作條件Table 2 Main operating conditions of light and heavy components fractionating column of FCC gasoline

表3 重汽油選擇性加氫主要操作條件Table 3 Main operating conditions of heavy gasoline selective hydrogenation

3.2 S Zorb裝置裝置主要操作參數

S Zorb裝置裝置主要操作參數，如表4。

表4 S Zorb裝置主要操作參數Table 4 Main operation parameters of S Zorb plant

從表4中看出，S Zorb裝置反應溫度、反應壓力等指標高于RSDS-Ⅲ裝置。

4 原料與產品性質對比

S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置的原料與產品性質對比，如表5。

表5 S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置工業應用數據Table 5 Industry application data of S Zorb and RSDS-Ⅲplants

從表5的數據可以看出，兩種技術均能滿足生產國Ⅳ汽油的需要。S Zorb裝置能夠達到更深程度脫硫，因其與傳統加氫工藝最大的區別在于脫硫過程中不形成H2S分壓，對脫硫反應沒有抑制作用，排除了H2S分壓限制熱力學平衡的影響，而且避免了H2S與FCC汽油中的烯烴反應生成硫醇的副反應，無需進行后續的氧化脫硫醇處理，其脫硫深度效果更好。目前國內部分煉廠已經用S Zorb技術生產國Ⅴ汽油。雖然S Zorb裝置產品汽油烯烴飽和率及芳烴損失率高于RSDS-Ⅲ裝置精制汽油，但S Zorb裝置在汽油脫硫過程中產生異構化反應，其產品汽油RON損失同比仍稍低于RSDS-Ⅲ裝置精制汽油。

RSDS-Ⅲ技術的操作相對簡單，裝置運行的安全風險低。長嶺分公司2014年6月進行了RSDS-Ⅲ生產車國Ⅴ汽油工業標定試驗，其結果證明重汽油產品的硫含量可降至 6×10-6，全餾分汽油硫含量降至 9 ×10-6、精制汽油RON辛烷值損失在1.5個單位。

5 加工損失及氫耗對比

S Zorb裝置在運行過程中需要對吸附劑循環燒焦，2013年10月～2014年2月待生劑及再生劑平均碳含量分別為8.94%和7.43%，吸附劑燒焦碳損失為1.51%，催化劑循環量為1.7 t/h，和RSDS-Ⅲ裝置相比，S Zorb裝置需增加燒焦損失0.018%。S Zorb裝置氫耗為0.19%，RSDS-Ⅲ裝置氫耗為0.20%。

6 裝置加工成本分析

6.1 S Zorb裝置運行費用分析

6.1.1 S Zorb裝置修理費

2010年11月20日至2014年2月20日，S Zorb裝置共加工汽油3 514 997 t，發生的維護總費用為880萬元（2.504元/t原料油），其中，儀表專項維護費用410萬元（1.166元/t原料油），特殊閥門更換費用290萬元（0.825元/t原料油）。

6.1.2 吸附劑的消耗費用

S Zorb裝置從2010年11月開工以來，共購吸附劑175 t，其中進口劑量150 t，價格約23.5萬元/噸，國產劑25 t，價格約21萬元/t，吸附劑總費用為4 050萬元。吸附劑消耗情況如表6。

表6 吸附劑消耗情況Table 6 Adsorbent consumption

從表6中看出，S Zorb裝置連續運行39個月時，吸附劑單耗為 0.049 8 kg/t原料油，吸附劑費用為11.52元/t原料油。

6.1.3 S Zorb裝置的能耗分析

以2013年能源消耗為例，2013年S Zorb裝置共加工催化汽油的總量為1 144 788 t，總實物消耗與費用如表7。

表7 2013年S Zorb裝置能耗成本分析Table 7 Energy consumption cost analysis of S Zorb plant in 2013

從表7中看出，2013年，S Zorb裝置能耗為5.93 kgEO/t，能耗成本為21.17元/t。

2013年S Zorb裝置其它費用相關情況為：設備折舊及機物料費1 070 421元，即0.94元/t；人工成本4 817 026元，即4.21元/t；氫耗為0.19%，氫氣單價按12 000元計算，氫氣成本為22.8元/t。

2013年S Zorb裝置單位加工總成本包括：能耗成本、氫氣成本、吸附劑消耗成本（輔助材料費）、修理費、設備折舊及機物料費、人工成本六部分組成，加工總成本為：21.17元/t+22.80元/t+11.52元/t +2.50元/t+0.94元/t+4.21元/t =63.14元/t。

6.2 RSDS-Ⅲ裝置能耗及輔材消耗分析

6.2.1 能耗分析

長嶺分公司45萬t/a催化劑汽油選擇性加氫脫硫（RSDS-Ⅲ）裝置，2013年9月10日完成改造，并于9月20日開工正常，2013年10～12月全餾分汽油加工量為113 720 t，其能源消耗如表8。

表8 RSDS-Ⅲ生產裝置能耗計算表Table 8 Energy consumption calculation table of RSDS-Ⅲplant

從表8看出，RSDS-Ⅲ裝置綜合能耗為14.72 kg EO/t，高于S Zorb裝置9.33 kg EO/t。

6.2.2 輔助材料及能耗成本分析

2013年10～12月，45萬t/a（RSDS-Ⅲ）裝置的輔助材料及能耗成本統計如表9。

表9 45萬t/aRSDS-Ⅲ裝置輔助材料及能耗成本統計表Table 9 Auxiliary materials and energy costs statistics of 0.45 Mt/a RSDS-Ⅲ plant

從表9中看出，RSDS-Ⅲ裝置輔助材料成本2.17元/t，低于S Zorb裝置9.35元/t，能耗成本43.08元/t，高于S Zorb裝置21.91元/t。

2013年10～12月RSDS-Ⅲ裝置其它費用相關情況為：設備折舊及機物料費162 791元，即1.43元/t；人工成本 266 710元，即 2.35元/t；氫耗為0.20%，氫氣單價按12 000元計算，氫氣成本為24元/t；修理費149 875元，即1.32元/t。

2013年10～12月RSDS-Ⅲ裝置單位加工總成本包括：輔助材料成本、能耗成本、設備折舊及機物料費、人工成本、氫氣成本、修理費六部分組成，單位加工總成本為：2.17元/t+43.08元/t+1.43 元/t +2.35元/t+24元/t+1.32元/t =74.35元/t。

S Zorb裝置及RSDS-Ⅲ裝置單位加工總成本分別為63.14元/t和74.35元/t, S Zorb裝置比RSDS-Ⅲ裝置加工成本低11.21元/t，加工成本的差異主要與加工規模及加工工藝有關。

7 “三廢”情況對比

S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置的“三廢”情況對比，如表10。

表10 S Zorb裝置和RSDS-Ⅲ裝置“三廢”處置情況表Table 10 wastes treatment of S Zorb and RSDS-Ⅲ plants

8 裝置長周期運行情況分析

8.1 S Zorb裝置長周期運行情況分析

8.1.1 S Zorb裝置不安全因素統計

長嶺分公司S Zorb裝置自2010年11月首次開工后，連續運行了39個月，發生泄漏事件10起、切斷進料事件11起。

泄漏情況：2010年發生1次；2011年發生3次；2012年發生4次；2013年發生3次；其中轉劑磨穿導致氫氣泄漏5次、反應過濾器ME101大法蘭泄漏4次、閉鎖料斗D106氫氣線磨穿氫氣著火1次。

反應過濾器ME101差壓高高聯鎖切斷進料2次，發生泄漏引起裝置切斷進料4次、電網晃電引起裝置切斷進料1次、處理D106和D107切斷進料4次。

8.1.2 關鍵設備儀表維修情況

閉鎖料斗D106處理了二次：（1）2011年6月17日，打開D106處理內置過濾器ME102，更換二根濾芯；2013年11月，發現過濾器ME102再次磨穿；（2）2013年5月27日，處理D106底部四根通氣盤（其中二根通氣盤斷開，從下部的 D107中取出，一根斷開后被吸附劑堵塞）。

D107下料不暢處理三次：（1）2012年10月11日，從D107下料短節中，拆出一根30 mm的熱偶套管短節和一個螺桿；（2）2013年5月17日，D107下料不暢，打開人孔，發現內有一通氣盤短管；（3）2013年7月21日，再次打開人孔，又發現內有一通氣盤短管。

程控閥門維護情況：（1）閉鎖料斗D106相關程控閥31臺、控制閥4臺，運行39個月期間共進行了18臺次的程控閥更換；（2）程控閥開關回訊、電磁閥等故障頻繁，影響閉鎖料斗的正常運行。

由于頻繁地更換程控閥或程控閥開關回訊、電磁閥、電路板等故障率高，將嚴重影響閉鎖料斗D106的正常運行，在生產國Ⅳ標準汽油時，質量調控有難度，若生產國Ⅴ汽油，難度更大。

表11 長嶺S Zorb和RSDS-Ⅲ的主要指標對比表Table 11 Main indicators contrast of S Zorb and RSDS-Ⅲ plants

8.2 RSDS裝置長周期運行情況分析

長嶺分公司的RSDS-Ⅰ裝置在2005年～2007年間斷斷續續運行了15個月；RSDS-Ⅱ裝置2008年運行了5個月，2009-2010年連續運行了15個月，因生產調整沒有 2年以上長周期運行的記錄。RSDS-Ⅱ裝置在連續運行15個月時，床層壓降、脫硫效果、RON損失均能滿足RSDS-Ⅱ技術指標和汽油國Ⅲ標準。

長嶺分公司的 RSDS-Ⅲ裝置已連續運行 5個月，精制汽油質量能滿足國Ⅳ汽油質量需要。

Contrast and Analysis of S Zorb and RSDS-Ⅲ Gasoline Refining Technologies

CHEN Da-yue，XIE Qing-feng
（Sinopec Changling Company, Hunan Yueyang 414000，China）

Changling company has two sets of FCC gasoline refining plants, including a 1.2 Mt/a FCC gasoline adsorption desulfurization (S Zorb) plant for processing 3#catalytic gasoline and a 0.45 Mt/a FCC gasoline selective HDS (RSDS-Ⅲ) plant for processing 1#FCC gasoline. In this paper, through contrast and analysis of this two plants’control parameters, running status, and economic and technical indicators, similarities and differences between two different types of gasoline processing plant were discussed.

FCC gasoline; Refining; Desulfurization

TE 624

A

1671-0460（2014）12-2558-05

2014-11-20

陳大躍（1965-），男，湖南岳陽人，工程師，從事煉油工藝技術優化工作。E-mail：scccdy.clsh@sinopec.com，電話：0730-8452060。