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電力儀器資訊:1、概述
1.1S Zorb裝置運行根基情況
隨著人們對情況保護的日益重視,國內車用汽油標準也在不斷的升級,催化裂化汽油必須經過深度脫硫才能合適環保法規的要求中國石化2007年從美國康菲公司(COP買斷了汽油吸附脫硫手藝SZorb,并把該手藝作為汽油質量升級的一個重要手段,在中國石化系統內廣泛應用
S Zorb憑借脫硫率高(脫后可達10%26mug/g以下,滿足國Ⅴ標準辛烷值損失小氫耗低能耗低的優點,已經成為中國石化汽油質量升級的主要手藝手段,并在國內汽油脫硫生產中取得迅速推廣2007年6月國內首套S Zorb裝置建成投產,截止到2013年上半年國內在建及投用的裝置共有25套以中國石化2012年汽油脫硫生產數據為例(見表1,SZorb裝置加工量和汽油后加氫加工量別離占原油加工量的3.89%和2.41%
1.2京標Ⅴ汽油生產
按照《北京市清潔空氣行動打算》規劃,北京市從2012年5月起實施京Ⅴ靈活車排放標準,并配套供給京Ⅴ標準的車用汽油從京Ⅳ標準升級為京Ⅴ標準,其中最關鍵的一項指標硫質量分數從50%26mug/g降至10%26mug/g
為適應汽油質量升級的需要,中國石化采取S Zorb手藝,在辛烷值損失較小的情況下使汽油硫質量分數低于10%26mug/g該手藝的應用為中國石化煉油企業生產京標Ⅴ汽油提供了可靠的手藝保障
齊魯分公司0.90Mt/aS Zorb裝置2010年2月首次開車,目前為第二運行周期在第一周期中,產品主要按照國Ⅲ汽油生產,實際產品硫質量分數一般在20~80%26mug/g,期間中斷生產京標B汽油(即國Ⅳ,產品按照硫質量分數不年夜于40%26mug/g控制在第二運行周期中,原料平均硫質量分數為573%26mug/g,產品年夜多數時間按照國Ⅲ汽油生產,中斷生產京標B汽油和京標Ⅴ汽油,產品按照硫質量分數不年夜于8%26mug/g控制
滄州分公司0.90Mt/aS Zorb裝置2010年3月開車,2012年6月前汽油產品硫質量分數控制30~50%26mug/g裝置自2012年6月開始生產京標Ⅴ汽油,至今累計產品合格率達99%以上
燕山分公司1.2Mt/aSZorb裝置2007年開車后,產品硫質量分數在2012年5月以前一直在20%26mug/g以下,2012年6月以后一直在5%26mug/g左右
1.3長周期運行情況
汽油產品質量的不斷升級對煉油企業的脫硫手藝提出了更高要求脫硫裝置采取SZorb專利手藝,可連續生產超低硫汽油SZorb手藝在美國工業應用后,裝置的運行周期只有3~6個月中國石化煉油企業針對裝置第一個生產周期實際運行情況,闡發了影響裝置長周期運行的因素,并提出了相應的對策
長嶺分公司1.2Mt/aSZorb裝置自2010年11月開車以來已連續運行33個多月,在維護反應器過濾器的運行,保證進料換熱器換熱效果,措置吸附劑結塊管線和閥門磨損等方面堆集了經驗裝置在運行兩年多的時間里,不斷的摸索,同時借鑒同類裝置的經驗,總結優化反應器過濾器(ME101和閉鎖料斗運行的一些經驗以及措置吸附劑結塊和閥門管線磨損的辦法,實現了裝置的長周期運行
2.S Zorb手藝應用進展
從國外引進汽油吸附脫硫手藝后,在實際運行過程中暴露出長周期操作及部分設備查驗困難吸附劑消耗年夜裝置能耗高吸附劑活性下降影響汽油質量再生煙氣無法措置和反應器過濾器再利用難等一系列問題針對以上問題,中國石化在S Zorb手藝國產化設計過程中,通過開展手藝攻關,采取了一系列新手藝和新體例,解決了上述存在的問題
2.1S Zorb第二代手藝的開發
2006年中國石化整體收購了S Zorb手藝后,中國石化通過系統的手藝立異和開發,解決了原S Zorb手藝存在的問題,形成了脫硫率高劑耗低能耗低運行周期長的第二代SZorb手藝
第二代SZorb手藝采取CFD模擬體例研究了反應器內弱流化床的特征,掌握了其特殊的氣固分手規律,立異開發出反應器降塵器專利內構件手藝優化反應器過濾器工藝手藝改進了再生系統閉鎖料斗系統開發了下降穩定塔壓力的SZorb與催化組合工藝優化了反應器吸附劑轉劑系統實現了特殊設備國產化
以第二代SZorb手藝改進吸附劑再生系統為例,吸附劑再生系統的作用是為吸附劑的再生提供適宜的氧化情況,恢復吸附劑的吸附活性再生器內的氧化及含二氧化硫和水的情況易致使吸附劑反應生成硫酸鋅而結塊失活,不僅增年夜劑耗,而且脫落的塊狀物將梗塞再生滑閥影響再生吸附劑的輸送和裝置的平穩操作在首批國產化7套裝置上,按照再生空氣干燥要求設置干燥器,并將干燥器出口的露點作為裝置的控制參數(不高于-65℃,有效下降了易結塊的空氣進入部位的水分壓在這一辦法下,再生器內的吸附劑結塊現象取得有效抑制,為裝置的長周期運行排除難點
運用第二代S Zorb手藝新建高橋等9套裝置及手藝升級的燕山1號裝置,在建15套裝置(含中石油1套,福建1套,延長2套,總計25套,總措置量達到33Mt/a,為國內煉油廠汽油質量升級做出重要進獻實現與催化同步查驗與引進工藝相比下降能耗40%~50%,下降劑耗50%
2.2SZorb國產吸附劑的開發與應用
SZorb手藝對汽油中含硫組分的脫除是通過活性組分為鎳和氧化鋅的吸附劑來完成的在SZorb脫硫過程中吸附劑起到汽油中硫吸收和轉移的作用,其性能直接決定了SZorb手藝的脫硫效率
中國石化雖然從COP公司收購了S Zorb吸附脫硫手藝,但該手藝配套使用的吸附劑是由德國南方化學公司提供COP公司只提供了該吸附劑的概念配方和部分性能指標的闡發測試體例南方化學公司是SZorb吸附劑唯一的供給商,該公司把SZorb吸附劑的生產手藝視為手藝秘密,不向中國石化轉讓,中國石化的煉油企業為此要支出高額吸附劑采購費用以燕山分公司為例,每年吸附劑費用跨越1600%26times104RMB,而且進口吸附劑采購周期長,生產能力有限
為了更好地應用S Zorb手藝,中國石化石油化工科學研究院承接了SZorb手藝的消化吸收及國產SZorb吸附劑開發的任務在COP公司提供吸附劑概念配方的根本上,開發出國產SZorb吸附劑,并成功實現了工業化立異點主要有:
①優化粘結劑組分,采取雙粘結劑實現功能互補,在吸附劑內形成穩定的骨架布局,解決了脫硫過程中由于氧化鋅體積變化致使吸附劑破碎的問題
②通過對浸漬過程中氧化鋅膠溶反應動力學的研究,開發出可膠溶微球均勻浸漬手藝,實現鎳均勻浸漬的目標
③通過對鋁酸鋅生成動力學的研究,開發出鋅化學態控制手藝,提高了吸附劑的脫硫活性
④成立了整套吸附劑的活性及物性評價體例,形成4項闡發體例的企業標準
⑤結合國產吸附劑的性能特點制定了完善的工業應用方案,確保了國產吸附劑的順利生產以及置換進口吸附劑的平穩過渡
新開發的國產吸附劑在強度以及活性這兩個關鍵指標上均不低于國外吸附劑工業試驗結果表明,與進口吸附劑相比,國產吸附劑(FCAS-R09具有良好的脫硫反應活性及穩定性更好的辛烷值保留性能,對比結果見表2國產吸附劑還具有較好的流化性能,耐磨性能及活性穩定性,能夠滿足工業裝置穩定運行的要求
在中國石化催化劑南京分公司建成20kt/a的吸附劑生產裝置,實現了吸附劑FCAS的清潔連續生產工業應用結果表明,該吸附劑的各項指標均達到或優于進口吸附劑的水平:在汽油原料烯烴質量分數不跨越35%硫質量分數不年夜于600%26mug/g的情況下,可以生產出硫質量分數不跨越10%26mug/g的清潔汽油,抗爆指數損失不跨越0.7燕山分公司SZorb裝置已在完全采取該吸附劑的情況下向北京地區提供京Ⅴ標準的清潔汽油
2.3SZorb吸附劑失活模型的研究
在SZorb吸附脫硫手藝中,吸附劑是手藝實施的關鍵,其活性狀況將直接影響脫硫效果在燕山分公司SZorb裝置運行過程中,曾呈現由于吸附劑活性下降致使產品質量波動的情況,一般采納的辦法是通過加年夜新劑的置換量來逐步提高吸附劑的活性,但這段過程的產品質量往往受到影響
目前SZorb工業吸附劑的活性狀況主要通過對加工產品的脫硫效果進行評估,當發現脫硫效果沒有達到工藝要求時,一般采取加年夜吸附劑置換量的體例來提高吸附劑活性,整個調度過程完全處于被動性狀態,且在相當一段時間內影響加工產品的質量
所以,研究吸附劑運行過程中的失活模型是對SZorb吸附脫硫手藝的重要補充,同時對采取該手藝的各煉油廠主動把握吸附劑的運行狀況保證裝置的平穩運行和產品質量具有重要意義
針對SZorb裝置運行過程中吸附劑
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