Szorb(汽油吸附脱硫)装置技术规程及开工方案

3装置项目情况3.1项目概况项目名称：中国石化**炼化有限责任公司150万吨/年SZorb催化汽油吸附脱硫装置工程。项目内容：中国石化**炼化150万吨/年SZorb催化汽油吸附脱硫装置采用中石化收购美国康菲公司进一步开发的新一代SZorb工艺与工程技术，由中国石化工程建设公司设计。本装置投用后，经吸附脱硫后的汽油硫含量不大于10μg/g，满足国V排放标准对硫含量的要求。在环境要求日益严格的形势下，SZorb催化汽油吸附脱硫装置投产后，不仅可以提高公司的汽油产品质量，还可以使汽油产品在使用过程中减少二氧化硫排放量，这将充分体现企业对产品生产全过程的负责精神，也充分体现了对人身安全、健康及对环境改善所采取高度重视的态度，具有深远的社会意义及明显的社会效益。产品方案：以催化汽油为原料，主要生产超低硫精制汽油，副产少量燃料气。建设方式：中石化独资建设。建设进度：2016年12月完成基础设计，计划在2018年7月中交。总图布置：150万吨/年SZorb催化汽油吸附脱硫装置不需另外征地，工程建设场地位于**炼化PSA装置西面。3.2生产装置工艺流程说明装置主要包括进料与脱硫反应、吸附剂再生、吸附剂循环和产品稳定四部分。进料与脱硫反应系统是将原料汽油和氢气加热汽化后送入反应器进行脱硫反应；吸附剂再生系统是将吸附了硫的待生吸附剂在再生器内氧化再生，恢复其脱硫活性；吸附剂循环系统是本装置的关键和核心部分，通过闭锁料斗的操作，将反应器内的待生吸附剂送往再生器，再将再生器内的再生吸附剂送往反应器，完成吸附剂的反应——再生循环；产品稳定系统是将脱硫后的汽油产品通过稳定塔，将汽油溶解氢气、液化气和轻烃组分从塔顶排出，得到稳定后的合格汽油产品，并送出装置。工艺流程说明如下：3.2.1进料与脱硫反应部分由催化装置来的含硫汽油自界区外进入原料缓冲罐（D101），经吸附反应进料泵（P101）升压并与循环氢混合后与脱硫反应器（R101）顶部产物在E2101进行换热，换热后的混氢原料去进料加热炉（F101）进行加热，达到预定的温度后进入脱硫反应器底部并在反应器中进行吸附脱硫反应，脱硫反应器内装有吸附剂，混氢原料在反应器内部自下而上流动使反应器内成流化床状态，原料经吸附剂作用后将其中的有机硫化物脱除，为了防止吸附剂带入到后续系统，在反应器（R101）顶部设有过滤器（ME101）和反吹设施，用于分离产物中携带的吸附剂粉尘和在线反吹过滤器。自脱硫反应器（R101）顶部出来的热反应产物，少部分与作为ME101的反吹气体换热（E103）后至热产物气液分离罐，大部分与混氢原料换热后至热产物气液分离罐（D104），热产物气液分离罐（D104）底部的液体直接进入稳定塔（C201）下进料口，罐顶气相部分则经空冷、水冷后直接去冷产物气液分离罐（D121）。冷产物气液分离罐底部液体至稳定塔上进料口，其顶部气体与外来的新氢混合后经循环氢压缩机（K101）升压后，绝大部分返回到反应系统中循环使用；少部分气体经进料加热炉对流室和电加热器（EH101）加热后用于闭锁料斗升压、吸附剂还原等操作，冷产物气液分离罐顶部少部分气体经反吹氢压缩机（K102）升压、与反应产物换热后去反吹气体聚集器（D114），用于反应器过滤器的反吹。3.2.2吸附剂再生部分为了维持吸附剂的活性，使装置能够连续操作，装置设有吸附剂连续再生系统；再生过程是以空气作为氧化剂的氧化反应，自系统管网来的非净化空气，经过再生气缓冲罐(D124)和再生空气干燥系统后，依次经过再生空气预热器（E111）和再生空气电加热器（EH102）加热后送入再生器底部，与再生器进料罐（D107）来的待生吸附剂发生氧化再生反应；再生器（R102）内的吸附剂为流化床，再生后的吸附剂用氮气提升到再生器接收器（D110）送至闭锁料斗（D106）。再生器（R102）内部装有二级旋风分离器，再生反应生成的烟气经旋风分离器与吸附剂分离后自再生器（R102）顶部排出；再生烟气主要成份为氮气、二氧化碳和二氧化硫，先经再生烟气冷却器（E105）并与来自冷凝水罐（D123）顶部的蒸汽换热，再经再生烟气过滤器（ME103）除去烟气中挟带的吸附剂粉尘后送到新催化装置的烟气脱硫单元处理。再生器（R102）和再生器接收器（D110）内设有冷却盘管，为了降低再生器内床层的温度，本装置设有一套热水循环系统，用于取出再生过程中释放的热量，并预热再生空气。吸附剂循环和输送过程中磨损生成的细粉最终被收集到再生粉尘罐（D109）定期排出装置，设有用于收集日常生产过程和停工过程中未失活的细粉吸附剂回收罐（D108），以降低吸附剂的跑损；装置中设有吸附剂进料罐（D113），新鲜吸附剂储罐（D112），用于装置开工和正常操作中的吸附剂的补充。3.2.3吸附剂循环部分吸附剂循环部分目的是将已吸附了硫的吸附剂自反应部分输送到再生部分，同时将再生后的吸附剂自再生部分送回到反应系统，并可以控制吸附剂的循环速率；以上过程通过闭锁料斗（D106）的步序自动控制实现，失活的吸附剂自反应器（R101）上部的反应器接收器（D105）压送到闭锁料斗（D106），然后降压并通过氮气置换其中的氢气，置换合格后通过压差和重力送到再生器进料罐（D107）；此时闭锁料斗处于等待时间，然后，再生器进料罐（D107）的吸附剂则通过氮气提升到再生器（R102）内进行再生反应；再生器进料罐（D107）的吸附剂输送线上装有滑阀HV2533，用于控制吸附剂循环速率；再生器（R102）内已完成再生的吸附剂也通过滑阀和氮气提升到再生器接收器（D110），通过压差和重力送到闭锁料斗（D106），先用氮气置换闭锁料斗（D106）中的氧气，置换合格后用氢气升压，最后通过压差和重力送到反应器接收器（D102），还原后并返回到反应系统中。再生与待生的吸附剂通过闭锁料斗（D106）实现反应系统和再生系统的相互输送和氢氧环境的隔离，步序和操作由闭锁料斗控制系统完成，按设计的再生规模，每小时循环量2.4吨吸附剂。3.2.4进料与脱硫反应部分稳定塔（C201）用于处理脱硫后的汽油产品使其稳定。稳定塔顶部的气体经水冷器（E202）冷却后进入稳定塔顶回流罐（D201）。罐顶燃料气部分用于原料缓冲罐（D101）气封，多余的送至燃料气系统或催化装置回收液化气，罐底液体回流至稳定塔（C201）顶部。塔底稳定的精制汽油产品经空冷(A202)和水冷(E204)冷却后，用塔底泵(P203)送出装置。稳定塔塔底设稳定塔再沸器（E203A/B），采用1.0MPa（g）的蒸汽加热。3.3工艺技术特点SZorb专利技术源于phillips公司（现在的COP）发展phillipsSZorb脱硫技术以解决炼油厂汽油硫含量高的问题，为解决这一问题，该公司最终成功的开发出了一种新的工艺可以利用COP的专有SZorb吸附剂选择性地脱除FCC汽油及汽油调和物中的硫。COP的SZorb脱硫技术（STR）于2001年4月该技术的工业试验装置用于COP的Borger炼油厂。2007年中国石化股份公司整体收购了SZorb工艺技术，对该专利技术具有完全拥有权。本装置的工艺技术路线采用SZorb专利技术。该技术基于吸附作用原理对汽油进行脱硫，通过吸附剂选择性地吸附含硫化合物中的硫原子而达到脱硫目的，与加氢脱硫技术相比，该技术具有脱硫率高（可将硫脱至10μg/g之下）、辛烷值损失小、操作费用低的优点。本装置具有以下主要特点：1）本装置反应器采用流化吸附反应床，反应物料自反应器下部进入。2）装置中吸附剂连续再生，再生器也采用流化反应，再生空气一次通过。3）反应部分为高压临氢环境，再生部分为低压含氧环境，通过闭锁料斗步序控制实现氢氧环境的隔离和吸附剂的输送。4）再生部分设置内取热系统，用于降低再生器和再生器接收器内部的温度。5）为了避免工艺物料携带出吸附剂，再生器内通过旋风分离器实现气固分离；反应器、闭锁料斗、吸附剂储罐等设备则设置精密过滤器。6）为了降低能耗，反应产物分离部分采用热高分流程。3.4原料及产品性质3.4.1原料来源本装置处理的原料为催化裂化装置混合汽油，氢气来自全厂氢气管网，加热炉所使用的燃料气来自全厂燃料气管网，同时装置自产少量燃料气并入全厂燃料气管网。3.4.2原料油性质本装置加工的催化装置的混合汽油原料的性质见下表：表3.1原料油性质序号项目数值1密度,(20℃),g/cm30.7262研究法辛烷值，RON93.13马达法辛烷值，MON81.74溴价，g/100g395未洗胶质，mg/100mL7.9指标要求不大于56雷德蒸气压（psia）9.867硫（μg/g）1200表3.2催化汽油烯烃分布，wt%序号项目分析值序号项目分析值1直链烯烃-12.442直链烯烃-26.293直链烯烃-3+0.494支链烯烃-15.425支链烯烃-27.576支链烯烃-3+0.307环状烯烃3.758二烯／三烯／炔2.119未知物1.156总量28.63表3.3催化汽油硫组成，μg/g序号项目分析值1噻吩5.12Cl噻吩20.43C2噻吩25.34C3＋噻吩27.75苯并噻吩4.56C1苯并噻吩2.47C2苯并噻吩08C3＋苯并噻吩09硫醇和硫醚53（硫醇）10其它6.5总硫1200表3.4催化汽油烃类组成，wt%碳数P（直链烷烃）I（异构烷烃）O（烯烃）N（环烷烃）A（芳烃）总量C40.120.020.770.000.000.91C51.077.0610.010.150.0018.29C60.737.037.212.120.5817.67C70.703.934.513.33.4515.89C80.383.722.751.857.7716.47C90.242.021.650.788.1412.83C100.261.361.430.196.619.85C110.202.790.30.052.385.72C120.121.060.000.000.001.18C130.000.000.000.000.000总量3.8228.9928.638.4428.9398.813.4.3补充氢性质表3.5补充氢气组成和性质组成，mol%数值H292.77C11.3C21.75C31.1C40.58C5+0.41H2Sμg/g2表3.6补充氢边界条件项目最小工况设计工况最大工况温度，℃30压力，MPa（g）2.0-2.13.4.4产品性质本装置的主要产品为超低硫精制汽油，副产少量的燃料气，精制汽油产品规格见表3.7表3.7产品规格项目设计工况硫含量，ppm（w）不大于10雷氏蒸汽压，kPa≯68温度，℃40压力，MPa1.03.5吸附剂、化学品规格3.5.1吸附剂表3.8吸附剂规格表项目性质载体氧化锌、硅石和氧化铝混合物组分锌、镍／硅、铝颜色灰绿色粉末粒度平均65微米重度1.001g/cm33.5.2硫化剂本装置采用DMDS作为吸附剂的硫化剂。DMDS具有沸点较高、稳定、易于运输和管理等优点，硫化效果好。在开工进油阶段，通过原料泵入口注入，加速新鲜吸附剂上硫含量的增加，降低吸附剂活性，避免反应器内发生大量的烯烃加氢反应，引起反应器超温。DMDS的主要性质如下：表3.9DMDS主要性质序号项目数值1凝点，℃-84.72密度（20℃），g/cm3（20℃）1.06253粘度，mm2/s0.624闪点，℃595沸点，℃108～1106表面张力，dyne/cm33.65开工条件确认表5.1装置开工条件确认总表时间：年月日序号确认内容装置现场确认情况装置确认人签名备注1开工方案（变更）审批完成，所有规程、操作法、工艺卡片、流程图修订印刷完毕，培训考试合格,上岗证齐全有效2产品质量升级、技改技措和检修项目按图施工完成，尾项处理完，工程质量合格3装置、系统设备设施均处于完好备用状态，公用工程全部引入，进退物料流向已落实。4装置盲板（）块，已按方案调向、拆加确认完毕。隔离盲板已按要求加完5流程三级确认完，人孔全部封闭6动设备已按要求送电7压力（温度）表、安全阀等测量、安全附件按要求安装、投用到位8所有流量孔板安装正确无遗