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电力仪器资讯:1、概述 1.1S Zorb装置运行根基情况 随着人们对情况保护的日益重视,国内车用汽油标准也在不断的升级,催化裂化汽油必须经过深度脱硫才能合适环保法规的要求中国石化2007年从美国康菲公司(COP买断了汽油吸附脱硫手艺SZorb,并把该手艺作为汽油质量升级的一个重要手段,在中国石化系统内广泛应用 S Zorb凭借脱硫率高(脱后可达10%26mug/g以下,满足国Ⅴ标准辛烷值损失小氢耗低能耗低的优点,已经成为中国石化汽油质量升级的主要手艺手段,并在国内汽油脱硫生产中取得迅速推广2007年6月国内首套S Zorb装置建成投产,截止到2013年上半年国内在建及投用的装置共有25套以中国石化2012年汽油脱硫生产数据为例(见表1,SZorb装置加工量和汽油后加氢加工量别离占原油加工量的3.89%和2.41% 1.2京标Ⅴ汽油生产 按照《北京市清洁空气行动打算》规划,北京市从2012年5月起实施京Ⅴ灵活车排放标准,并配套供给京Ⅴ标准的车用汽油从京Ⅳ标准升级为京Ⅴ标准,其中最关键的一项指标硫质量分数从50%26mug/g降至10%26mug/g 为适应汽油质量升级的需要,中国石化采取S Zorb手艺,在辛烷值损失较小的情况下使汽油硫质量分数低于10%26mug/g该手艺的应用为中国石化炼油企业生产京标Ⅴ汽油提供了可靠的手艺保障 齐鲁分公司0.90Mt/aS Zorb装置2010年2月首次开车,目前为第二运行周期在第一周期中,产品主要按照国Ⅲ汽油生产,实际产品硫质量分数一般在20~80%26mug/g,期间中断生产京标B汽油(即国Ⅳ,产品按照硫质量分数不年夜于40%26mug/g控制在第二运行周期中,原料平均硫质量分数为573%26mug/g,产品年夜多数时间按照国Ⅲ汽油生产,中断生产京标B汽油和京标Ⅴ汽油,产品按照硫质量分数不年夜于8%26mug/g控制 沧州分公司0.90Mt/aS Zorb装置2010年3月开车,2012年6月前汽油产品硫质量分数控制30~50%26mug/g装置自2012年6月开始生产京标Ⅴ汽油,至今累计产品合格率达99%以上 燕山分公司1.2Mt/aSZorb装置2007年开车后,产品硫质量分数在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长周期运行情况 汽油产品质量的不断升级对炼油企业的脱硫手艺提出了更高要求脱硫装置采取SZorb专利手艺,可连续生产超低硫汽油SZorb手艺在美国工业应用后,装置的运行周期只有3~6个月中国石化炼油企业针对装置第一个生产周期实际运行情况,阐发了影响装置长周期运行的因素,并提出了相应的对策 长岭分公司1.2Mt/aSZorb装置自2010年11月开车以来已连续运行33个多月,在维护反应器过滤器的运行,保证进料换热器换热效果,措置吸附剂结块管线和阀门磨损等方面堆集了经验装置在运行两年多的时间里,不断的摸索,同时借鉴同类装置的经验,总结优化反应器过滤器(ME101和闭锁料斗运行的一些经验以及措置吸附剂结块和阀门管线磨损的办法,实现了装置的长周期运行 2.S Zorb手艺应用进展 从国外引进汽油吸附脱硫手艺后,在实际运行过程中暴露出长周期操作及部分设备查验困难吸附剂消耗年夜装置能耗高吸附剂活性下降影响汽油质量再生烟气无法措置和反应器过滤器再利用难等一系列问题针对以上问题,中国石化在S Zorb手艺国产化设计过程中,通过开展手艺攻关,采取了一系列新手艺和新体例,解决了上述存在的问题 2.1S Zorb第二代手艺的开发 2006年中国石化整体收购了S Zorb手艺后,中国石化通过系统的手艺立异和开发,解决了原S Zorb手艺存在的问题,形成了脱硫率高剂耗低能耗低运行周期长的第二代SZorb手艺 第二代SZorb手艺采取CFD模拟体例研究了反应器内弱流化床的特征,掌握了其特殊的气固分手规律,立异开发出反应器降尘器专利内构件手艺优化反应器过滤器工艺手艺改进了再生系统闭锁料斗系统开发了下降稳定塔压力的SZorb与催化组合工艺优化了反应器吸附剂转剂系统实现了特殊设备国产化 以第二代SZorb手艺改进吸附剂再生系统为例,吸附剂再生系统的作用是为吸附剂的再生提供适宜的氧化情况,恢复吸附剂的吸附活性再生器内的氧化及含二氧化硫和水的情况易致使吸附剂反应生成硫酸锌而结块失活,不仅增年夜剂耗,而且脱落的块状物将梗塞再生滑阀影响再生吸附剂的输送和装置的平稳操作在首批国产化7套装置上,按照再生空气干燥要求设置干燥器,并将干燥器出口的露点作为装置的控制参数(不高于-65℃,有效下降了易结块的空气进入部位的水分压在这一办法下,再生器内的吸附剂结块现象取得有效抑制,为装置的长周期运行排除难点 运用第二代S Zorb手艺新建高桥等9套装置及手艺升级的燕山1号装置,在建15套装置(含中石油1套,福建1套,延长2套,总计25套,总措置量达到33Mt/a,为国内炼油厂汽油质量升级做出重要进献实现与催化同步查验与引进工艺相比下降能耗40%~50%,下降剂耗50% 2.2SZorb国产吸附剂的开发与应用 SZorb手艺对汽油中含硫组分的脱除是通过活性组分为镍和氧化锌的吸附剂来完成的在SZorb脱硫过程中吸附剂起到汽油中硫吸收和转移的作用,其性能直接决定了SZorb手艺的脱硫效率 中国石化虽然从COP公司收购了S Zorb吸附脱硫手艺,但该手艺配套使用的吸附剂是由德国南方化学公司提供COP公司只提供了该吸附剂的概念配方和部分性能指标的阐发测试体例南方化学公司是SZorb吸附剂唯一的供给商,该公司把SZorb吸附剂的生产手艺视为手艺秘密,不向中国石化转让,中国石化的炼油企业为此要支出高额吸附剂采购费用以燕山分公司为例,每年吸附剂费用跨越1600%26times104RMB,而且进口吸附剂采购周期长,生产能力有限 为了更好地应用S Zorb手艺,中国石化石油化工科学研究院承接了SZorb手艺的消化吸收及国产SZorb吸附剂开发的任务在COP公司提供吸附剂概念配方的根本上,开发出国产SZorb吸附剂,并成功实现了工业化立异点主要有: ①优化粘结剂组分,采取双粘结剂实现功能互补,在吸附剂内形成稳定的骨架布局,解决了脱硫过程中由于氧化锌体积变化致使吸附剂破碎的问题 ②通过对浸渍过程中氧化锌胶溶反应动力学的研究,开发出可胶溶微球均匀浸渍手艺,实现镍均匀浸渍的目标 ③通过对铝酸锌生成动力学的研究,开发出锌化学态控制手艺,提高了吸附剂的脱硫活性 ④成立了整套吸附剂的活性及物性评价体例,形成4项阐发体例的企业标准 ⑤结合国产吸附剂的性能特点制定了完善的工业应用方案,确保了国产吸附剂的顺利生产以及置换进口吸附剂的平稳过渡 新开发的国产吸附剂在强度以及活性这两个关键指标上均不低于国外吸附剂工业试验结果表明,与进口吸附剂相比,国产吸附剂(FCAS-R09具有良好的脱硫反应活性及稳定性更好的辛烷值保留性能,对比结果见表2国产吸附剂还具有较好的流化性能,耐磨性能及活性稳定性,能够满足工业装置稳定运行的要求 在中国石化催化剂南京分公司建成20kt/a的吸附剂生产装置,实现了吸附剂FCAS的清洁连续生产工业应用结果表明,该吸附剂的各项指标均达到或优于进口吸附剂的水平:在汽油原料烯烃质量分数不跨越35%硫质量分数不年夜于600%26mug/g的情况下,可以生产出硫质量分数不跨越10%26mug/g的清洁汽油,抗爆指数损失不跨越0.7燕山分公司SZorb装置已在完全采取该吸附剂的情况下向北京地区提供京Ⅴ标准的清洁汽油 2.3SZorb吸附剂失活模型的研究 在SZorb吸附脱硫手艺中,吸附剂是手艺实施的关键,其活性状况将直接影响脱硫效果在燕山分公司SZorb装置运行过程中,曾呈现由于吸附剂活性下降致使产品质量波动的情况,一般采纳的办法是通过加年夜新剂的置换量来逐步提高吸附剂的活性,但这段过程的产品质量往往受到影响 目前SZorb工业吸附剂的活性状况主要通过对加工产品的脱硫效果进行评估,当发现脱硫效果没有达到工艺要求时,一般采取加年夜吸附剂置换量的体例来提高吸附剂活性,整个调度过程完全处于被动性状态,且在相当一段时间内影响加工产品的质量 所以,研究吸附剂运行过程中的失活模型是对SZorb吸附脱硫手艺的重要补充,同时对采取该手艺的各炼油厂主动把握吸附剂的运行状况保证装置的平稳运行和产品质量具有重要意义 针对SZorb装置运行过程中吸附剂
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