催化裂化汽油硫质量分数高的原因分析及工艺调整

2022-11-12张静林吴怀章

石油化工技术与经济 2022年5期

张静林孙涛吴怀章

(中海油惠州石化有限公司，广东惠州 516086)

国内催化裂化汽油占到车用汽油总量的70%，国Ⅵ汽油硫质量分数需要控制在10 mg/kg以下，催化裂化汽油需要进一步处理，降低硫质量分数，才能达到调和标准。催化裂化汽油吸附脱硫(S zorb)技术具有脱硫深度高、氢耗低、辛烷值损失少等优点，广泛应用于催化裂化汽油全组分脱硫[1]。催化裂化汽油硫质量分数的稳定对于S zorb装置的长周期运行十分重要。

1 装置简介

中海油惠州石化有限公司(以下简称惠州石化)重油催化裂化装置反应部分采用多产异构烷烃(MIP)技术，再生部分采用重叠式两段不完全再生技术，原料为加氢渣油和加氢蜡油，产品为干气、液化气、汽油、柴油、油浆，其中汽油送往下游S zorb装置进行脱硫处理。装置工艺流程见图1。

图1 催化裂化工艺简要流程

原料油经过催化裂化反应产生高温油气，油气进入分馏塔分离出粗汽油，粗汽油作为吸收剂进入吸收塔，吸收塔塔底产生的凝缩油进入气压机出口油气分离器，油气分离器罐底凝缩油进入脱吸塔进行解吸，脱吸塔塔底产生的脱乙烷汽油经换热进入到稳定塔，在稳定塔中完成精馏分离，塔顶产品为液化气，塔底产品为稳定汽油(催化裂化汽油)。

由于稳定塔塔底的催化裂化汽油温度高达175 ℃，依次经过E303A/B、E301C、E305A/B、E302A/B等汽油出装置流程上的换热器(见表1)进行冷却，然后分为冷热两股物料出装置，55 ℃的热料直供S zorb装置；冷料再经过A302A/D、E308A/D冷却至35 ℃，一部分作为补充吸收剂进入吸收塔，另一部分作为冷料至汽油罐区。

表1 汽油出装置流程上的换热器

2021年12月26日，重油催化裂化装置接到下游S zorb装置反馈，催化稳定汽油硫质量分数突然升高，超过0.03%，影响到S zorb装置的稳定运行。

2 原因查找及分析

2.1 原料硫质量分数高

由于重油催化装置刚开始掺炼焦化蜡油，并且此时间段内焦化蜡油的硫质量分数高达0.759%，造成重油催化的混合原料油硫质量分数达到0.44%。计算硫的传递因子(STC，汽油的硫质量分数除以原料油的硫质量分数再乘以100%)，MIP系列技术硫传递因子为3.93%～6.67%[2]。从现有原料的硫质量分数计算，催化裂化汽油的硫质量分数最高为0.029 3%，与化验分析的硫质量分数0.032 2%较为接近。因此首先怀疑焦化蜡油硫质量分数高并且存在不易被脱除的硫形态导致汽油硫质量分数高，掺炼焦化蜡油后，稳定汽油硫质量分数会有升高。重油催化停止掺炼焦化蜡油，降低原料油硫质量分数至0.36%。

2.2 介质互窜

2021年12月27日，鉴于汽油硫质量分数和蒸气压均不合格，怀疑重油催化装置稳定汽油换热器可能出现内漏，因此化验分析汽油中硫的形态，其中H2S体积分数高达4 000 μL/L。于是着手排查稳定汽油流程上各换热器，在E303A/B、E301C、E305A/B、E302A/B出口分别用高温采样器采样，分析结果见表2所示。

E301C出口汽油硫质量分数、蒸气压、H2S体积分数均较E303A/B出口汽油明显增加，且E301C下游各换热器均出现硫质量分数、蒸气压、H2S体积分数高的现象，据此可以断定E301C脱吸塔中间重沸器出现内漏，壳程高压脱吸塔中间组分窜入管程稳定汽油侧。

表2 汽油出装置流程上各换热器出口汽油化验分析结果

3 工艺调整

3.1 泄漏换热器切除

2021年12月28日排查出脱吸塔中间重沸器E301C内漏，15时开始逐渐切除E301C管程，21时将E301C管程稳定汽油完全切除。之后，催化装置稳定汽油，S zorb装置汽油进料硫质量分数、蒸气压逐步好转，29日3时，S zorb装置汽油进料完全恢复正常。

3.2 系统工艺调整

由于脱吸塔中间重沸器E301C壳程没有手阀，需要将脱吸塔整塔切除，蒸汽吹扫合格才可以更换E301C的管束。重油催化装置规模大，对全厂的物料平衡影响较大，如果切除脱吸塔更换其中间重沸器管束，期间液化气中的H2S、C2将超标，汽油的蒸气压也会超标，势必造成全厂物料平衡和不合格产品罐库容紧张。因此在不影响全厂大局的前提下，需要通过其他调整手段，在E301C切除状态下，尽量满足装置的正常生产。