加氫裂化裝置輕石腦油硫化氫含量超標問題分析及處理
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摘 要：文章簡要介紹了210萬t/a蠟油加氫裂化裝置在開工初期輕石腦油硫化氫含量超標的原因分析，通過分析研究，優化操作條件，提出保證加氫裂化輕石腦油博士試驗、銅片腐蝕合格的脫硫改造措施。
關鍵詞：加氫裂化；輕石腦油；硫化氫
中石油云南石化有限責任公司生產二部210萬t/a蠟油加氫裂化裝置是云南煉油項目中的主要裝置之一，是目前國內規模較大的高壓加氫裂化裝置。
1 裝置概況
210×104t/a蠟油加氫裂化裝置采用美國UOP公司的Unicracking加氫裂化工藝技術，并由美國UOP公司提供工藝包，其基礎設計部分、詳細設計部分由中石化洛陽工程有限公司完成。
裝置以減壓蠟油、催化柴油為原料，主要產品為石腦油、航空煤油、柴油及未轉化油。輕石腦油去罐區作為汽油調和組分，重石腦油去重整作原料；航煤、柴油作為產品去產品罐區；少量的加氫裂化未轉化油去重油催化裂化作為原料；冷低分氣脫硫后去PSA裝置進行H2提濃；含硫干氣（塔頂氣）、粗液化氣至輕烴回收裝置。
裝置催化劑及保護劑分別選用UOP公司推薦的脫金屬催化劑KF-648-3Q/KFR-22-1.3Q、加氫精制催化劑KF-848、加氫裂化催化劑HC-120LT、后精制催化劑KF-851和保護劑CATTRAP-30/50。文章就輕石腦油硫化氫含量超標原因進行分析和初步探討如何解決。
2 裝置運行情況及存在問題
2.1 運行情況
裝置于2017年8月9日19：55，開始切入新鮮減壓蠟油，8月9日23：30以后，裝置進入生產調整階段，2017年8月10日15時除輕石腦油銅片腐蝕不合格、博士試驗不合格外，其他所有產品合格，裝置一次開車成功。
2.2 存在問題
裝置存在主要問題：輕石腦油銅片腐蝕、博士試驗不合格，說明輕石腦油中硫含量超標，化驗分析得知輕石腦油中硫主要是硫化氫。加氫裂化輕石腦油直接進入壓力罐區作為汽油調和組分，經常導致壓力罐區汽油產品腐蝕不合格，造成大量資源浪費和設備安全隱患。表1為輕石腦油中硫分布情況。
加氫裂化輕石腦油硫化氫含量高原因分析：輕石腦油是石腦油分餾塔C0206塔頂回流罐D0205的產品，石腦油分餾塔進料由兩部分物料組成，一路為主分餾塔C0202塔頂粗石腦油，另一路為脫丁烷塔底油。輕石腦油中帶入硫化氫有幾種可能：一是石腦油塔頂回流罐補壓燃料氣中硫化氫在回流罐中積累，致使輕石腦油硫化氫含量超標；二是汽提塔頂回流罐中溶入過多硫化氫，汽提塔頂回流罐液體作為脫丁烷塔進料，將所溶解的硫化氫帶入脫丁烷塔，然后進一步進入到石腦油脫硫塔，造成石腦油塔頂的輕石腦油硫化氫不合格；三是汽提塔底液中硫化氫未充分汽提脫除，汽提塔底液作為分餾塔進料，將未汽提走的硫化氫帶入分餾塔，然后進一步進入到石腦油塔，造成石腦油塔頂的輕石腦油硫化氫不合格。分別對脫丁烷塔底液和分餾塔頂回流液采樣分析，2018年8月31日數據，脫丁烷塔底液總硫含量為23.4mg/kg，分餾塔頂回流液總硫含量為1.3mg/kg，說明輕石腦油硫含量高主要是脫丁烷塔底液中硫含量高所造成。
3 問題處理及采取措施
3.1 石腦油塔頂補壓燃料氣線盲板隔斷
石腦油塔頂回流罐設計有開工燃料氣補壓線，防止補壓燃料氣閥門內漏，燃料氣介質中硫化氫在石腦油塔頂回流罐，對石腦油塔頂回流罐D0205出裝置輕石腦油進行硫化氫含量分析，輕石腦油中硫化氫含量仍然較高，可斷定 輕石腦油硫化氫含量高并非石腦油塔頂回流罐D0205補壓燃料氣中含硫化氫積累所致。
3.2 工藝調整及改造
3.2.1 投用高壓貧胺液系統
裝置2017年8月9日開工初期加工原料為低硫減壓蠟油，未投用高壓貧胺液系統，循環氣系統中H2S未能及時脫除，逐漸累積后達到4000ppm以上，隨著加工原料硫含量逐漸提高，裝置投用高壓貧胺液系統，脫硫后循環氣中H2S含量降低至300ppm以下，對輕石腦油采樣分析。投用高壓貧胺液系統前，循環氣中硫化氫含量較高，輕石腦油中總硫液相對較高，基本在10ppm以上。投用高壓貧胺液系統后，循環氣中硫化氫含量明顯降低，輕石腦油中總硫含量也相對減少，但是銅片腐蝕和博士試驗仍然不合格。說明循環氣中硫化氫含量對輕石腦油中硫含量影響較大，但不是輕石腦油銅片腐蝕及博士試驗不合格的決定因素。
3.2.2 調整脫硫化氫主汽提塔操作壓力
硫化氫氣體脫除最主要的場所是脫硫化氫主汽提塔C0201，而高溫低壓有利于硫化氫氣體脫除。因此，采取降低脫硫化氫塔壓力，將脫硫化氫塔壓力從設計壓力1.03MPa降低到0.9MPa，由于脫硫化氫塔頂干氣要進輕烴回收裝置，當干氣出裝置壓力低于0.8MPa后，很難送出裝置，通過工藝調整后，對輕石腦油采樣分析，結果仍然是硫化氫含量超標，腐蝕不合格，此方法效果不明顯。
3.2.3 調整脫硫化氫主汽提塔操作溫度
脫硫化氫塔塔頂溫度設計值128℃，因塔頂溫度較低也不利于硫化氫氣體脫除，因此采用提高脫硫化氫主汽提塔塔頂溫度的方法，將脫硫化氫主汽提塔塔頂溫度逐漸提高。同時也將脫硫化氫塔塔底溫度也逐步提高，盡量讓塔內硫化氫氣體等輕組分從塔底蒸出去。最后通過化驗采樣分析輕石腦油產品硫化氫含量，仍然超標，銅片腐蝕、博士試驗不合格。此方法也無法解決上述問題。
3.2.4 塔底汽提蒸汽由中壓蒸汽改為低壓蒸汽
脫硫化氫汽提塔C0201塔底設計有開工中壓汽提蒸汽線和正常生產時的裝置自產低壓汽提蒸汽。開工后一直采用3.8MPa汽提蒸汽向C0201塔底吹汽，為了與設計對標，提高汽提蒸汽量，將脫硫化氫主汽提塔的汽提蒸汽由中壓蒸汽蒸汽改為低壓蒸汽，同時加大汽提蒸汽量。輕石腦油中硫化氫含量仍不能得到很好的改善，此方法無明顯效果。 4 技術改造
針對輕石腦油銅片腐蝕及博士試驗不合格問題，經過多次與洛陽設計院、UOP公司和相關催化劑廠家溝通、交流，為了能徹底解決輕石腦油銅片腐蝕和博士試驗不合格問題，需要增設輕石腦油脫硫設施。通過華東院對輕石腦油進重石腦油脫硫罐流程做了具體設計，改造將輕石腦油接到重石腦油脫硫罐，利用重石腦油脫硫劑脫除輕石腦油中的硫，以達到輕石腦油博士試驗、銅片腐蝕合格的目的。
重石腦油脫硫劑ADS-120主要成分為氧化鋁、氧化銅等成分。經與UOP溝通脫硫劑在低溫情況下具有脫除硫化氫的作用。
2019年1月10日正式開始改造施工，1月22日完成改造施工。1月25日系統投用正常。
4.1 輕石腦油脫硫罐投用效果
輕石腦油脫硫罐投用后，輕石腦油博士試驗、銅片腐蝕合格，硫含量由3ppm左右降低至<1.0ppm，達到了投用效果（見表2）。
4.2 投用結果分析
?、儆煞治隹芍绊戄p石腦油不合格的因素為硫化氫，當輕石腦油中硫含量超過1ppm后，博士試驗及銅片腐蝕很難合格；
?、谳p石腦油進重石腦油脫硫罐達到脫硫的目的，輕石腦油中硫含量基本降低到小于1ppm，博士試驗、銅片腐蝕合格，滿足了油品調和的要求。
4.3 存在問題和建議
目前輕石腦油脫硫改造，輕石腦油使用的是重石腦油脫硫罐及重石腦油脫硫劑，即使目前經過脫硫后輕石腦油產品合格，但重石腦油脫硫劑設計為150℃條件下脫硫使用，而輕石腦油進重石腦油脫硫罐溫度僅有25～30℃左右，后期無法保證重石腦油脫硫劑能夠長期針對低溫下的輕石腦油有很好的脫硫效果，建議重新啟動輕石腦油脫硫項目，選擇適應輕石腦油脫硫的吸附劑。
5 結論
通過對蠟油加氫裂化裝置輕石腦油硫化氫含量高的原因分析及采取措施，總結出如下幾點：
?、儆绊戄p石硫化氫含量高的原因主要有兩點：第一是脫硫后循環氣中硫化氫含量要低，盡量控制低于500ppm。第二是控制合適的反應深度，反保證脫硫化氫汽提塔塔頂回流量，從而充分脫除硫化氫，保證輕石腦油中硫化氫含量較低；
②汽提蒸汽氣量控制合適，可以讓硫化氫隨著氫氣進入干氣組份中，減少硫化氫進入主分餾塔的量，保證輕石腦油中硫化氫含量較低；
③重石腦油脫硫罐改造給輕石腦油脫硫后，輕石腦油博士試驗、銅片腐蝕合格，重石腦油脫硫劑對脫除輕石腦油中硫化氫效果明顯。
參考文獻：
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[2]范偉.加氫裂化裝置輕石腦油硫化氫含量超標問題分析及處理[J].廣東化工，2010，37（8）：289-290.
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