MAXUM II型色譜分析儀在柴油加氫裝置中的應用

柯長江 時詠佳 武奎

【摘 要】柴油加氫裝置的目的是精制除去硫、氧、氮等雜質和烯烴、芳烴的飽和等，不要求輕質化功能。或者說輕質化程度較小，最終目的是滿足產品質量指標要求和下游裝置對進料的需要，而檢測循環氫中H2和H2S含量尤為重要。

【關鍵詞】柴油加氫;色譜儀;色譜圖

1、前言

工業加氫裂化反應的主要生產目的是將重質餾分油、渣油轉化成輕質油。加氫裂化采的是具有加氫和裂化兩種作用的雙功能催化劑。其加氫功能由金屬活性組分提供，而其裂化功能則由具有酸性的分子篩或其他酸性載體所提供。循環氫純度的高低，直接影響裝置反應氫分壓的高低，而加氫裝置反應壓力的選擇一般是根據該工藝過程所需最低氫分壓和該工藝的理論氫純度（氫氣≥85%）來確定的，因此，如果氫純度低于85%，則裝置的反應氫分壓將得不到保證，氫純度偏離設計值較多時，將直接影響裝置的加工能力、所能處理原料油的干點、催化劑的運轉周期和產品質量等。而硫化氫（H2S）是加氫裂化裝置反應循環氫中保持化劑活性和抑制結焦的重要組份。當加工高氮低硫原料時，反應需要注硫以控制循環氫中H2S濃度。加氫裂化是原料油在高溫高壓和傕化劑存在下，與氫氣發生的加氫脫硫、加氫脫氮、芳烴飽和、加氫裂化等的一系列反應，生產清潔燃料或化工原料。加氫裂化的反應系統，一般控制循環氫中H2S濃度在200ppm—500ppm之間。一方面有利于提高加氫功能的非貴金屬硫化物的活性，避免硫態化化劑失硫，另一方面，有利于帶走裂解功能的載體酸性中心上吸附的NH3，以恢復裂解活性[1]。因此在生產過程中實時監測硫化氫濃度和氫純度對加氫裂化至關重要，MAXUM II型色譜分析儀就是實時監測循環氫中硫化氫濃度和氫純度的在線分析儀。

2、MAXUM II 色譜配置簡介

氣相色譜已經是一種成熟的分析技術，是一種高柱效、高峰容量及高靈敏度的分離分析方法，它可以使用多種靈敏的檢測器，并可以和多種譜學儀器聯用，以彌補其高分離功能、低鑒別能力的問題，因而廣泛地用于石油、石化、環境、食品、飲料等復雜體系樣品的分析[2]。

3、色譜儀運行條件優化

3.1 樣品預處理優化

將工藝氣壓力從12.9MPa減壓至0.2～0.5MPa，采用1um的冶金粉末過濾器除去樣氣中的機械雜質，旁路采用0～500 ml/min流量計，進樣選用0～50ml/min 流量計，預處理箱體采用蒸汽伴熱保溫，滿足色譜儀運行要求。

3.2色譜分離選擇優化

色譜柱R1-1柱長2.0米，將H2S后面的組分反吹除去;柱R1-2A、柱R1-2A長均2.0米，作用是從其它物質中分離出H2S;柱R2-1長0.5米，其作用是將H2后的組分反吹除去，柱 R2-2從其它物質中分離出H2。

3.3色譜應用條件優化

驅動氣壓力0.5Mpa，載氣壓力調節為0.45 Mpa，FPD檢測器載氣N2流量60 ml/min，助燃氣Air流量108ml/min，柱箱溫度60℃，FPD檢測器溫度80℃，分析周期240秒。

進樣閥SR1-1開啟時壓力為P1=260Kpa，流量30ml/min;關閉時P2=186Kpa，流量30ml/min，反吹出口流量35.2 ml/min;進樣閥SR2-1開啟時壓力為P1=233Kpa，流量10ml/min;關閉時P2=208Kpa，流量10ml/min，固定流量12.6 ml/min。

3.3分離效果測試

分別通入含量為22.15PPM的H2S標準氣和含量為82.14%的氫氣標準氣，流量為20ml/min，進行定性、定量分析，FPD和TCD檢測器觀察其分離效果良好，基線穩定，見下圖色譜圖1。

4、使用效果

此MAXUM II 工業色譜儀自2021年1月18日投入運行至今，運行穩定可靠，儀表分析準確，運行統計數據見下表1。

5、結論

通過對數據進行分析，MAXUM II 型色譜分析儀運行穩定，分析結果精確。分析速度快、重復性好，適用于中間控制分析，可及時指導柴油加氫裝置加氫反應的合成。針對MAXUM II 色譜分析儀在柴油加氫裝置分析循環氫中H2和H2S含量的應用，為提高生產效率和產品質量起到了重要的作用。

參考文獻：

[1]張建芳，山紅紅. 煉油工藝基礎知識[M].北京：中國石化出版社，1997.

[2]王森，在線分析儀表維修工必讀[M].北京：化學工業出版社，2007.10

（作者單位：中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司質檢部）