活性炭在常減壓生產(chǎn)航煤中的使用壽命

譚立陽，李鑫，葛銳

（軍需能源質(zhì)量監(jiān)督總站沈陽質(zhì)量監(jiān)督站，遼寧 沈陽 110000）

航煤即航空煤油的簡稱，又稱噴氣燃料，主要用作噴氣發(fā)動機飛機的專用燃料。特殊的應用場所和環(huán)境，使得對航煤的性能要求十分嚴格［1］。

1 航煤生產(chǎn)

某煉油廠常減壓車間利用燃料—潤滑油型常減壓蒸餾裝置常1線生產(chǎn)航空煤油，主要生產(chǎn)過程如下：常1線從常壓塔第15層自流入汽提塔（T103），經(jīng)再沸器（E103）返回汽提塔，其氣相返回到常壓塔第15層塔盤上方，液相自常1線油泵（P-109A/B）抽出經(jīng)原油換熱器（E-304A/B）、常1線反應前空冷器（EA-104A/B）后，在脫硫醇靜態(tài)混合器（X-101）處與儀表風充分混合。與儀表風混合過的油品進入脫硫醇反應器（R-101A/B）、常1線空冷器（EA-103A/B）、常1線冷卻器（E-104）、航煤中間罐（V-103）。在航煤中間罐（V-103）底部常1線由脫硫醇中間泵（P-114A/B）抽出進入常1線聚結(jié)器G103和G104，之后進入常1線航煤脫色罐（V-104）、航煤1次過濾器（G-101A/B）、航煤2次過濾器（G-102A/B）后送出裝置［2,3］。

2 影響活性炭使用壽命的因素

2.1 直餾航煤生產(chǎn)裝置特點

該裝置優(yōu)點是流程短、投資較少，操作簡單，費用低，非加氫反應可以保留航煤中天然的抗磨和抗氧化物質(zhì)，原始成分不被破壞，性質(zhì)穩(wěn)定不易轉(zhuǎn)化變質(zhì)，但缺點也較明顯：（1）工藝相對落后，相關研究較少；（2）反應過程中對油品中其它組分的氧化影響大，脫硫醇反應后航煤比色較低，需要活性炭進行脫色；（3）活性炭廠家可選擇性差。因此，生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)油品顏色不合格問題，活性炭的使用壽命和性能，直接影響著航煤的顏色。

2.2 脫硫醇催化劑質(zhì)量下降

航煤生產(chǎn)工藝重要環(huán)節(jié)為脫硫醇過程，硫醇具有臭味，而且對設備具有腐蝕性。由于航煤中含有硫醇，為提高航煤質(zhì)量，該裝置采用13x-Cu分子篩氧化脫硫醇工藝的催化劑，該反應還需控制反應溫度、反應空速。脫硫醇反應機理如下：

由于脫硫醇后油品顏色會嚴重下降，因此在脫硫醇工藝后設置活性炭脫色罐，對航煤進行物理脫色。通常情況下，航煤賽波特比色號在脫硫醇反應前為+30#，脫硫醇反應后會下降至+20#（不滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求）。隨著作為脫硫醇催化劑的13x-Cu分子篩的活性下降，為保證硫醇指標合格，生產(chǎn)過程中會增加反應溫度和注風量以增加反應深度，如此會進一步降低油品顏色，甚至在13x-Cu分子篩使用后期，分子篩會出現(xiàn)“掉銅”現(xiàn)象，油品比色會更低。因此，13x-Cu分子篩的質(zhì)量變差，會導致油品顏色衰減更趨嚴重，并增加其后續(xù)脫色罐中活性炭的處理負擔，從而降低活性炭的使用壽命。目前，作為催化劑的13x-Cu分子篩的使用壽命，已由最初的1.5×104t航煤/（t活性炭）下降至現(xiàn)在的0.5×104t航煤/（t活性炭）（勉強達到）［4］。

3 活性炭性能對比

3.1 活性炭工藝參數(shù)

除上述因素外，活性炭質(zhì)量也會影響其使用壽命（使用壽命根據(jù)航煤的處理量來衡量）。活性炭質(zhì)量越好，脫色效果越好，其使用壽命越長，處理油品的量越大。目前該裝置航煤脫色劑活性炭的使用壽命由最初的1.8×104t航煤/t下降至現(xiàn)在的0.2×104t航煤/t，導致在日常生產(chǎn)中只能通過頻繁換劑才能保證航煤的正常生產(chǎn)計劃的完成。該裝置使用過的A、B 2種活性炭參數(shù)對比見表1。

表1 2種活性炭參數(shù)對比

3.2 活性炭使用情況

目前國內(nèi)采用常減壓直餾工藝生產(chǎn)航煤的企業(yè)極少，因此活性炭生產(chǎn)廠家也比較少，符合條件的活性炭供應商只有A、B 2家。根據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)A廠家活性炭的性能和使用壽命較好［5］。

4 結(jié)束語

活性炭質(zhì)量是其使用壽命的直接原因。原油堿性氮含量越多，也會導致活性炭使用壽命降低。脫硫醇工藝中13x-Cu分子篩催化劑質(zhì)量降低，反應深度過大，也會導致活性炭使用壽命衰減。因此為優(yōu)化生產(chǎn)，建議使用A廠家活性炭作為該裝置航煤生產(chǎn)的脫色劑。在固定活性炭使用的同時，也要關注原油的堿性氮含量的變化，用時對分子篩的質(zhì)量給予一定關注，這樣也會有利于活性炭的使用壽命，提高航煤生產(chǎn)效率。