轻汽油抽提脱硫装置再生系统影响因素的分析与对策

张华 兰勇 张鹤峰

摘要：为降低环境污染，提高空气质量，全面实行油品国Ⅴ、国ⅥA排放标准，某厂新建了一套国Ⅴ过渡方案轻汽油脱硫装置。该装置溶剂再生系统投运后温度和液位波动较大，严重影响溶剂质量。本文通过对溶剂再生系统操作方式和工艺操作参数再优化后，实现平稳控制再生系统操作，提高了再生后溶剂质量，生产出优质的国Ⅴ排放标准的轻汽油。

关键词：轻汽油 液液萃取抽提 贫溶剂 贫溶剂 富硫油

一、前言

目前，全球环境污染不断加重，为提高空气质量，政府要求2017年将在全国实行油品国Ⅴ排放标准，2020年1月1日，开始执行ⅥA，硫含量要求降至10ppm以下，而我国催化裂化汽油份额占汽油池的70～80%，加之催化汽油烯烃是构成辛烷值的重要成分，所以汽油降硫的主要任务和难点其实就是催化裂化汽油的降硫。

炼化企业生产调和国Ⅴ、国ⅥA排放标准汽油势在必行，针对目前催化轻汽油硫含量高，加氢处理难度大、辛烷值损失多的短板，某厂采用了河北精致科技有限公司与石油大学（北京）联合推出的催化汽油抽提加氢组合脱硫技术。利用硫化物在烃类和选择性溶剂中的溶解度的不同，采用液液萃取抽提的方法，将硫化物富集到溶剂中，经过减压汽提蒸馏，将富硫油与溶剂分开，将全馏分汽油硫含量降到10ppm以下，将辛烷值损失降低到1.5个以内。新建的国Ⅴ过渡方案轻汽油抽提脱硫装置于2016年10月建成投产，设计规模为15万吨/年。以醚化高含硫轻汽油为原料，经GL-萃取脱硫剂液液萃取抽提后，生产出低含硫轻汽油。但溶剂再生系统投用后温度、液位波动大，严重影响再生溶剂的质量，为确保装置平稳运行，通过对操作方式和工艺操作参数再优化后，在总加工流程不变的前提下确保溶剂质量，生产出优质的国Ⅴ排放标准的轻汽油。

二、轻汽油抽提脱硫装置原料、产品、萃取剂现状及装置特点

（1）原料

轻汽油抽提脱硫装置原料为醚化装置加氢后侧抽轻汽油：流量21430kg/h，温度40℃，压力1.2 MPa（g）；密度为：670kg.m-3，硫含量≤150ppm。

（2）产品

轻汽油抽提脱硫装置产品的密度为：650kg.m-3，硫含量≤10ppm，富硫油与稳定汽油（富反抽提油）混合经高效聚结器进一步脱水后送至醚化装置或去加氢裂化装置。

（3）萃取剂

本装置的GL-萃取脱硫剂外观为无色至淡黄色液体，密度（30℃）为1150～1250kg/m3，凝点≤5.0℃，粘度50℃≤4.0mm2/s

（4）轻汽油抽提脱硫装置的特点和优势：

a、抽提脱硫为物理过程，没有分子变化，辛烷值损失小。

b、脱硫溶剂对原料中的硫形态没有严格要求，硫醇、硫醚、噻吩硫均能有效脱除。

c、溶剂具有旁路净化及过滤措施，确保了溶剂质量的稳定，脱硫效果好，溶剂损耗低。

d、脱硫后轻汽油产品硫含量≤10μg/g，产品收率达到95%以上，可满足国Ⅴ、国ⅥA清洁汽油的调合的要求。

三、轻汽油抽提脱硫装置再生系统影响因素的分析和对策

溶剂再生塔主要就是为了除去溶剂中的机械杂质和降解聚合物，再生后的溶剂质量的优劣将直接决定装置的脱硫效果和操作费用，为防止溶剂过热分解，含有溶剂系统的再沸器热源均采用2.2MPag、220℃饱和蒸汽作加热载体。溶剂再生系统温度、液位波动较大，将严重影响溶剂运行质量和脱硫效果，装置的能耗明显增加，通过分析主要有以下几个方面原因：

（1） 溶剂再生塔温度

温度是溶剂再生塔的关键指标，设计操作温度155～178℃，溶剂再生塔的温度过高则溶剂降解、聚合；溶剂再生塔的温度过低则溶剂不易形成雾化颗粒，造成淹塔。平稳控制溶剂再生塔底的温度，不仅仅要控制塔底再沸器蒸汽流量的大小，还要平稳控制溶剂再生塔汽提汽流量和压力、水汽化器液位和温度、溶剂再生塔进料流量。

（2） 水汽化器液位和溫度

水汽化器壳程物料是抽余油水洗塔来的含溶剂水，管程换热介质是贫溶剂。如果壳程液位过高，则壳程内汽液相分离效果差，壳程顶部气相负荷过大，则进入溶剂再生塔的汽提汽流量增加，影响溶剂再生塔塔底温度，反之也同样影响溶剂再生塔塔底温度；如果管程温度过高，则壳程含溶剂水气化量大，顶部气相负荷过大，则进入溶剂再生塔的汽提汽流量增加，影响溶剂再生塔塔底温度，反之也同样影响溶剂再生塔塔底温度。

研究后发现将水汽化器液位调节阀改手动控制后，则壳程液位能够严格控制50±10%，汽提蒸汽流量稳定，管程温度能控制在120～130℃，溶剂再生塔塔底温度平稳。

（3） 溶剂再生塔汽提汽流量和压力

水汽化器壳程汽提蒸汽流量和压力是影响溶剂再生塔塔底温度关键因素，水汽化器壳程操作压力0.16 MPa，汽提蒸汽温度≤130℃。汽提蒸汽流量设计2360 Kg/h。研究后发现水气化器压力调节阀投自动运行后，汽提蒸汽流量波动较大且温度最高只有130℃，严重影响溶剂再生塔塔底温度。将水汽化器压力调节阀改手动控制，稳定汽提蒸汽流量在1600～2300 Kg/h，则溶剂再生塔塔底温度平稳。

（4）溶剂再生塔进料流量

溶剂再生塔进料流量同样影响溶剂再生塔塔底温度，进料流量设计700kg/h，从仪表控制回路来看，进料流量控制溶剂再生塔塔底液位，进料流量大，塔底液位高；反之则塔底液位低。研究后发现溶剂再生塔进料调节阀投自动运行后，溶剂再生塔塔底液位受汽提汽流量和温度影响，严重影响溶剂再生塔塔底温度。严格稳定进料流量在600～800Kg/h，则溶剂再生塔塔底温度平稳，且与常规操作相悖，进料流量偏大则溶剂再生塔塔底温度偏高，进料流量偏小则溶剂再生塔塔底温度偏低。

目前溶剂再生塔塔底温度操作曲线见下图：

四、 结论

1、严格控制水汽化器壳程液位在50±10%，管程温度120～130℃；稳定溶剂再生塔汽提汽流量2100～2400kg/h，平稳溶剂再生塔进料流量600～800kg/h，溶剂再生塔塔底温度平稳，溶剂再生质量和脱硫效果良好。

2、物料平衡、公用工程消耗与操作稳定性息息相关，溶剂再生塔和水汽化器操作平稳，中压蒸汽耗量明显下降。

3、水汽化器管程液位波动大、外排水量波动大，影响脱油塔塔底温度，从而造成水汽化器管程温度波动，间接影响溶剂再生塔塔底温度。