S Zorb裝置運行中問題及處理

孫建國

（中國石油化工股份有限公司天津石化分公司，天津300270）

S Zorb裝置運行中問題及處理

孫建國

（中國石油化工股份有限公司天津石化分公司，天津300270）

S Zorb技術是康菲公司開發(fā)的主要針對FCC汽油餾分的吸附脫硫技術，廣泛應用于生產國V標準清潔汽油的煉油企業(yè)。裝置運行中存在ME-101大法蘭泄露、閉鎖料斗程控球閥磨損嚴重、E101A-F結垢及大法蘭泄露、反應器接收器D-105收料不暢、在線分析儀故障等問題，以上問題影響裝置加工負荷和汽油產品質量。中國石油化工股份有限公司天津分公司2015年5月投產0.9 Mt/a S Zorb裝置開工初期遇到往復機振動大、裝置反應器頂部過濾器ME-101與反應器連接大法蘭泄漏、裝置ME-109過濾器頻繁堵塞、閉鎖料斗程控球閥頻繁故障、在線分析儀故障、閉鎖料斗核料位計指示失真等問題并及時處理，開工后對操作參數進行優(yōu)化，保證裝置穩(wěn)定運行。

S Zorb；吸附脫硫；程控閥；核料位

Abstract：The S-Zorb technology is mainly about adsorption desulphurization of FCC gasoline fraction，developed by ConocoPhillips（COP） company.It′s widely used in refinery enterprises，which produce clean gasoline in accordance with Standard V in China.During operation，there were many problems，such as ME-101flange leaking，program control ball valve of lock hopper worn badly，E101A-F scaling and flange leaking，reactor receiver D-105 receiving malfunction，online analyzer malfunction，and so on，which affected unit process load and the quality of product gasoline.The 0.9 Mt/a S Zorb（Catalysis Gasoline Adsorption Desulfurizing） unit was into construction in SINOPEC Tianjin Branch and went into production in May，2015.During initial start-up period，there were many problems，such as high vibratility value of reciprocating compressor，flange leaking connected between top filter ME-101 and reactor，frequent jamming in filter ME-109，frequent breakdown of program control ball valve of lock hopper，nuclear level instruction indication distortion on lock hopper，online analyzer malfunction and so on.Yet the problems were solved in time.Later，the operating parameters were optimized and the steady operation was guaranteed.

Key words：S Zorb;adsorption desulphurization；program control valve；nuclear level

S Zorb催化汽油吸附脫硫裝置是汽油質量升級的關鍵裝置。天津石化裝置設計規(guī)模為0.9 Mt/a，主要包括進料與脫硫反應、吸附劑再生、吸附劑循環(huán)和產品穩(wěn)定4個部分。S Zorb吸附脫硫技術是通過專用吸附劑，選擇性地吸附含硫化合物中的硫原子而達到脫硫的目的，與加氫脫硫技術相比，具有脫硫率高、辛烷值損失小、操作費用低的優(yōu)點［1］。

1 裝置概況

新建S Zorb催化汽油吸附脫硫裝置以催化裂化裝置生產的催化汽油為原料，采用管網氫作為氫源，生產硫質量分數低于10 mg/kg的低硫清潔汽油產品，同時副產少量燃料氣，燃料氣除供本裝置加熱爐自燒外，其余送至全廠瓦斯管網，含有SO2的再生尾氣送到催化煙氣脫硫設施處理。S Zorb技術采用全餾分催化汽油一次通過脫硫工藝，不產生硫化氫，原料汽油中的硫從再生煙氣中以二氧化硫方式排出；反應器內發(fā)生流化床吸附脫硫反應；再生器發(fā)生流化床氧化反應；反應部分為中壓臨氫環(huán)境，由閉鎖料斗步序控制實現(xiàn)氫氧環(huán)境的隔離和吸附劑的運輸（見圖1）。S Zorb裝置運行中容易出現(xiàn)產品硫含量突然升高，吸附劑硫含量高，緊急降低加工量等問題，這些問題主要是由往復機振動大、裝置反應器頂部過濾器ME-101與反應器連接大法蘭泄漏、裝置ME-109過濾器頻繁堵塞、閉鎖料斗程控球閥頻繁故障、在線分析儀故障、閉鎖料斗核料位計指示失真等問題造成的。

圖1 S Zorb裝置工藝流程示意圖

2 裝置原料性質及指標對比

改造前RSDS-Ⅲ加氫技術處理的催化裂化汽油來自催化裝置，其性質見表1。

S Zorb裝置原料為催化裂化裝置的催化汽油直供料，催化汽油性質見表2。

從表1、表2看出：原料硫質量分數改造前比改造后低28～77.5 mg/kg，研究法辛烷值改造前比改造后低0.6～1.3左右，烯烴質量分數改造前比改造后低7.6%～11.8%左右。

表1 改造前催化裂化汽油性質與設計值對比

表2 改造后催化汽油性質與設計值對比

3 新裝置開工過程存在問題及處理措施

3.1 往復壓縮機的振動大

中石化天津分公司S Zorb裝置4臺往復式壓縮機其中3臺均出現(xiàn)過水平振動過大現(xiàn)象。 原因分析：S Zorb裝置4臺往復式壓縮機均使用對稱平衡式的活塞式壓縮機，4臺壓縮機廠家都是撬裝供貨。入口緩沖罐均懸空布置，使用機體和入口管線連接支撐，底部出口緩沖罐支撐較為單薄，管線支撐不夠牢固，導致水平振動過大（見表3）。處理措施：1）加固壓縮機入口管道支撐；2）壓縮機入口緩沖罐底部增加支撐；3）壓縮機出入口增加限流孔板。

表3 改造前后的振動數據對比

從表3看出：改造前K-101B水平最大振動值達到 18.6 mm/s，其他兩臺壓縮機 K-101A、K-（102+103）A的水平最大振動值分別為18.1、8.7 mm/s，超出壓縮正常運行時的3～7 mm/s，經車間與廠家商討后進行了改造，改造后K-101B水平振動值最大為7.2 mm/s，K-101A、K-（102+103）A 的水平最大振動值分別為7.8、3.3 mm/s，滿足了裝置長周期運行。

3.2 裝置反應器頂部過濾器ME-101與反應器連接大法蘭泄漏

過濾器ME-101與反應器連接大法蘭自裝置開工以來發(fā)生兩次泄漏，雖未出現(xiàn)停工事故，但裝置均已降量降壓處理。第一次泄漏出現(xiàn)在裝置標定期間。裝置一直低負荷運行正常，標定期間將加工負荷從75%提高至100%，ME-101與反應器連接大法蘭的熱容量和滿負荷運行的不一致，導致泄漏。第二次泄漏是天氣異常寒冷，法蘭直接暴露在環(huán)境中，迎風面和背風面存在溫差，造成迎風面螺栓冷縮，背風面螺栓松動，造成泄漏。處理措施：1）加強對ME-101與反應器連接大法蘭的巡檢，同時定期使用LARD儀器檢測ME-101與反應器連接大法蘭的泄漏情況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理；2）增加防風防雨措施避免法蘭兩側受熱不均現(xiàn)象；3）大法蘭增加雙面碟簧。

3.3 裝置還原氣過濾器ME-109頻繁堵塞

S Zorb裝置還原氣過濾器ME-109裝置開工初期過濾器頻繁堵塞，造成兩臺過濾器之間頻繁切換，過濾器濾芯頻繁清理。 檢查循環(huán)氫壓縮機過濾網未發(fā)現(xiàn)白色結晶物，而在ME-109濾芯上存在白色結晶物，采樣分析了過濾器濾芯上的結晶物，該物質溶于水，化驗分析含有氯離子，判斷為氯化銨結晶物。 處理措施：1）重整裝置檢查外供S Zorb裝置氫中的氯離子含量，根據結果及時更換脫氯劑；2）將S Zorb裝置用氫由重整氫改為制氫的氫，改為制氫的氫氣后，還原氣過濾器ME-109未出現(xiàn)過堵塞現(xiàn)象，目前過濾器壓差保持在1.0 kPa。

3.4 閉鎖料斗程控球閥頻繁故障

S Zorb裝置在開工初期的幾個月運行中閉鎖料斗程控球閥發(fā)生故障總計23次，主要為程控球閥閥球磨損問題和程控閥回訊開關故障。其中閥門本身故障8次，更換4處閥門，其余全為回訊故障。在運行過程中閉鎖料斗上的程控閥XV2401、XV2408、XV2413磨損比較厲害，拆閥后發(fā)現(xiàn)閥芯有劃痕，閥門填料中有吸附劑，其中XV2401開工后運行不到一個月就無法正常開關，更換為MOGAS程控閥后，使用正常。閉鎖料斗排放程控閥XV2416、XV2417、XV2418閥門磨損，更換為MOGAS程控閥后，使用正常。其中XV2417開工初期就出現(xiàn)嚴重磨損，更換新閥，XV2416和XV2418將電磁閥由兩位三通改為兩位四通后能夠正常使用。

原因分析：1）程控球閥開關頻繁，導致閥門磨損嚴重；2）閥門制造質量存在缺陷；3）回訊開關故障造成閥門故障；4）閥門閥體和閥芯有溫差，造成閥門磨損嚴重。 處理措施：1）嚴格控制程控球閥的入廠質量關；2）定期檢查回訊開關，檢查是否進水以及轉動部件是否損壞等。3）高溫部位的程控球閥增加伴熱，避免閥門內外有溫差，XV2401、XV2402、XV2403、XV2404、XV2408、XV2409、XV2410、XV2411、XV2412增加了蒸汽伴熱，增加伴熱后上述幾臺閥門沒有出現(xiàn)過故障。4）磨損較為厲害的排放氣閥的程控閥建議提高閥門等級。

3.5 閉鎖料斗核料位計指示失真

開工后發(fā)現(xiàn)閉鎖料斗料位出現(xiàn)比實際料位偏高現(xiàn)象，導致閉鎖料斗循環(huán)至1.2步（閉鎖料斗運行是程序控制，分十大步，1.2步是第二大步的第三個操作）后收料不正常，只能暫時通過提高1.2步設定料位的方法來保證閉鎖料斗能夠收料，但是調整設定料位后，閉鎖料斗收料料位控制不穩(wěn)定，容易造成汽油產品硫含量波動。

原因分析和應對措施：經現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)閉鎖料斗上部保溫層存在少量缺失，下雨后雨水進入保溫層中，導致核料位計測量出現(xiàn)偏差，另外，雨水對核料位計接收器存在影響。針對以上兩方面對閉鎖料斗保溫層進行修復并對接收器制作鉛保護盒進行保護，目前核料位計測量正常。

3.6 在線分析儀問題

開工初期發(fā)現(xiàn)閉鎖料斗烴氧分析儀吹烴時間長且吹烴不合格，閉鎖料斗循環(huán)時間過長。在吸附劑硫含量穩(wěn)定、進再生器的空氣未調整的情況下，吸附劑再生單元氧分儀指示氧含量持續(xù)升高。

原因分析：1）烴氧分析儀采樣線保溫不好，造成油氣冷凝積液影響分析結果甚至堵塞分析儀；2）氧分儀采樣線內積水造成采樣線有凝液。處理措施：1）增加在線分析采樣管線保溫厚度，分析儀內部投用電加熱器和伴熱防止油氣冷凝；2）聯(lián)系儀表人員定期檢查分析儀，及時排液。

4 工藝操作參數及產品對比

4.1 改造前后操作參數對比

改造前后操作參數對比見表4和表5。從表4、表5可以看出：改造后S Zorb裝置操作壓力比改造前RSDS-Ⅲ汽油加氫技術高0.7 MPa，加工量比改造前提高了74 t/h，反應溫度比改造前提高170℃左右，循化氫量比改造前大大降低。

表4 改造前RSDS-Ⅲ汽油加氫工藝操作參數

表5 改造為S Zorb裝置后的主要工藝操作參數表

4.2 改造前后汽油產品對比

改造前后汽油產品對比見表6和表7。由表6、表7可見：1）S Zorb裝置汽油的脫硫率比RSDS-Ⅲ汽油加氫技術高3.7%～9.3%，產品硫質量分數控制在10 mg/kg以下；2）S Zorb裝置汽油產品辛烷值損失比RSDS-Ⅲ汽油加氫技術低0.1～0.6，大大提高了公司的經濟效益。

表6 RSDS-Ⅲ產品主要性質

表7 產品主要指標

5 結論

1）程控閥故障是S Zorb裝置正常運行中的普遍問題，采取措施后事故率大大減少，吸附劑循環(huán)穩(wěn)定，產品質量穩(wěn)定。2）S Zorb裝置循環(huán)氫壓縮機和反應器頂部ME-101過濾器是裝置關鍵設備，一旦出現(xiàn)問題，將導致裝置停工，以上設備問題很好地解決后，裝置消除了安全隱患，同類裝置可以相互借鑒經驗。3）S Zorb裝置核料位計和烴氧分析儀直接影響閉鎖料斗的循環(huán)，所以日常維護和開停工過程嚴加注意，有問題早發(fā)現(xiàn)及時處理，保證汽油產品質量合格穩(wěn)定。4）S Zorb裝置與RSDS-Ⅲ汽油加氫技術相比汽油產品辛烷值損失小，提高了公司的經濟效益。

［1］ 侯曉明，莊劍.S Zorb催化汽油吸附脫硫裝置技術手冊［M］.北京：中國石化出版社，2013：1-37.

Problems and solutions during S Zorb unit operation

Sun Jianguo
（SINOPEC Tianjin Branch，Tianjin 300270，China）

TQ110.5

A

1006-4990（2017）10-0049-04

2017-04-22

孫建國（1981— ），男，本科，高級工程師，主要從事煉油生產技術工作。

聯(lián)系方式：sunjianguo.tjsh@sinopec.com