SZorb催化汽油吸附脱硫装置的运行优化及问题处理

刘范平

摘要：S Zorb装置自首次开工已运行3年多，采取优化措施减小水汽对吸附剂活性的影响，对反应器接收器汽提氢流量进行了优化，总结了程控阀故障的原因及处理方法，优化了循氢机停机应急处理和停开工方案，处理了催化汽油硫含量超标和反应进料与产物换热器内漏问题。

关键词：S Zorb；吸附脱硫；运行优化；吸附剂；程控阀；汽油硫含量

1 S Zorb装置概述

天津石化90万吨/年S Zorb装置于2015年5月25日首次开工正常，2016年8月7日按总体安排进行首次检修，2016年10月1日开工正常，装置总体运行平稳。S Zorb催化汽油吸附脱硫装置以催化裂化装置生产的催化汽油为原料，生产硫含量低于10ppm的低硫清洁汽油产品。

2 装置运行优化措施

2.1 减小水汽对吸附剂活性影响的措施

吸附剂遇到水汽将发生化学反应生成硅酸锌，降低了吸附剂的活性；生成的硅酸锌易结块堵塞管道，使吸附剂转剂不畅。采取优化措施一是监控催化汽油原料携带水量；二是控制还原器温度在260℃左右，温度太高会使还原器内还原反应剧烈，产生的水汽分压偏高，易生成硅酸锌[1]；三是控制再生器贫氧操作，过剩氧会使吸附剂形成硫氧化物，硫氧化物进入还原器和反应器经还原产生水；四是提高再生空气罐D-124压力，同时加大干燥吹扫气排放量，提高干燥效果。

2.2 反应器接收器D-105汽提氢流量的优化调整

进入反应器接收器D-105的吸附剂与汽油进行了接触，吸附剂中带有一定量的油气，在D-105底部通入热氢气可以脱除吸附剂上的油气，从而减少闭锁料斗氮气置换时间，还可使D-105中的吸附剂充分流化。但如果D-105汽提氢流量太大，汽提氢携带吸附剂颗粒会造成D-105脱气线弯头磨损泄漏。装置D-105汽提氢流量由580Nm3/h逐渐优化降至500Nm3/h，D-105脱气线运行3年多未明显减薄。

2.3 更换程控阀时的工艺优化操作

部分程控阀所处空间狭小，吊装困难，更换时间较长。更换程控阀时吸附剂停止循环，再生器内吸附剂上的硫很快会烧干净，再生烟气氧含量升高，吸附剂易生成锌的硫氧化物而影响吸附剂活性。应降低再生风量，向再生器中补入氮气，逐渐关小再生取热水量直至关闭，开大再生空气电加热器EH-102功率，维持再生器温度在350℃以上；适当提高反应温度、反应压力和氢油比，保证汽油产品硫含量合格。

2.4 循氢机停机应急处理方案的优化

循氢机停机联锁后，紧急氢启动，用于对反应器底部、还原器底部、反应器引压点进行松动，此时使用的紧急氢为反吹氢，反吹氢的压力会逐渐降低，新氢会通过XV2235引入系统，作为紧急氢为反应系统各个松动点进行松动。但反吹氢和新氢作松动气流量太小，通过稍开D-121安全阀旁路对反应系统进行泄压，使反吹氢、新氢和反应系统存在一定的压差，增大反应系统松动气流量，有利于恢复开工。

2.5 装置停开工的优化措施

在装置降量、降温阶段，反应系统高温临氢部位容易发生泄漏，提前安排专人对反应器过滤器ME-101大法兰、反应进料与产物换热器E-101封头等部位进行测漏，并严格控制降温、降量速率。加强对反应器支吊架和临时架设的检查，保证反应器降温时能够自由下降。开车过程中，再生器向再生器接收器转剂困难，对再生器底部滑阀前过滤器清理三遍后转剂顺利。

3 装置遇到问题的处理

3.1 催化汽油硫含量超标问题的处理

2018年1月5日13：05，装置内操发现原料在线硫含量由107ppm开始上涨，产品在线硫含量由5ppm开始上涨，内操立即将闭锁料斗循环时间由40分钟调至35分钟，自吸附剂储罐D-113向再生器接收器D-110加一斗新吸附剂。联系对S Zorb原料和产品进行加样分析，化验结果显示催化来原料硫含量193ppm，产品硫含量41ppm，判断上游催化来料出现问题，联系调度将S Zorb产品切至轻污油流程，停催化汽油进料，S Zorb切闭路循环。汽油产品硫含量不合格原因为上游催化装置稳定塔底再沸器内漏，催化汽油原料携带重组分物料进入S Zorb装置，物料中含噻吩硫等S Zorb反应难脱除的硫。

3.2 反应进料与产物换热器E-101内漏问题的处理

自2018年9月开始，汽油产品硫含量持续偏高，装置对原料硫含量、吸附剂活性和反应深度进行了排查调整，向再生系统加入新吸附剂，适当提高了反应氢油比和反应压力，但汽油产品硫含量仍偏高。装置采样分析了换热器E-101A和E-101D壳程出口反应产物硫含量，连续三组样品平均结果为5.2ppm和34.3ppm，判断E-101D/E/F换热器内漏。经分析E-101内漏原因是汽油在E-101F管束后半部分完全汽化，物料体積迅速膨胀，流速加快，对管束产生冲刷腐蚀。装置将换热器切出后进行了检修堵漏处理。

3.2 程控阀故障的原因排查及处理方法

程控阀回讯连接件松动，联系仪表紧固；程控阀仪表风风压偏低，联系仪表调大仪表风压或紧固泄漏的仪表风管线；程控阀内部球体长时间受吸附剂磨损，球面损坏卡涩，需对程控阀下线进行维修；程控阀执行机构气缸膜片内漏，需更换气缸内件；程控阀伴热温度偏低，由于热胀冷缩造成阀门卡涩，外操巡检时注意检查程控阀的伴热温度，并确认保温完好。

参考文献：

[1]陈尧焕.汽油吸附脱硫（S Zorb）装置技术问答.北京：中国石化出版社，2015，65