碳九加氢产品脱硫提质改造项目的综合效益分析

2022-12-30

吉化集团吉林市锦江油化厂碳九加氢装置采用乙烯裂解碳九馏分低压两段加氢技术, 在较缓和的工艺条件下, 进行选择性加氢脱除双烯烃、苯乙烯及衍生物, 脱除硫、氮等杂质, 生产稳定的芳香烃溶剂油和汽油调和组分, 产品不但是非常好的高辛烷值汽油添加组分, 而且可以作为生产高芳烃溶剂油的原料。该装置分为脱胶、反应、精馏三部分。产品分别为J-2003A、J-2003B和J-2003C, 其中J-2003A为常压分馏塔塔顶产品, 颜色水白, 初馏点60℃, 终馏点150℃, 但铜片腐蚀为3b级, 满足不了产品质量升级的需要, 为此, 工厂及车间将J-2003A脱硫提质改造作为技改公关项目。

一、装置工艺流程简介

碳九原料首先经脱胶塔脱除胶质, 塔顶组分进入一段加氢脱除双烯、苯乙烯及衍生物, 然后进入二段加氢, 脱除硫、氮、氧、饱和单烯, 而后进入脱硫化氢汽提塔、常压分馏塔, 侧线汽提塔分馏出各组分。

二、改造前后情况对比

经过两段加氢后的碳九馏分首先进入脱硫化氢汽提塔脱除硫化氢, 塔顶全回流, 塔底产品进入常压分馏塔进一步分离, 塔顶产品为J-2003A, 塔中部为侧线采出产品J-2003B, 塔底产品为J-2003C。

改造前

J-2003A经过常压分馏塔回流泵抽出, 一部分回流, 另一部分直接送至成品车间, 产品分析指标如下:

由表1可以看出, 经过硫化氢汽提塔后的J-2003A铜片腐蚀不合格。铜片腐蚀是酸性化合物脱除程度的控制指标, 汽油中的酸性化合物基本上有酸性氧化物和活性硫化物两类, 活性硫化物包括元素硫、硫化氢、硫醇和硫酚 (统称为硫醇性硫) 。

1. 元素硫的腐蚀

微量元素硫在油品中具有良好的溶解性, 其对有色金属有很强的反应性, 元素硫具有很强的铜片腐蚀性, 当油品中的元素硫含量为0.34ppm时, 铜片腐蚀级别即可达到1b级。

2. 硫化氢腐蚀

硫化氢为无色、有臭味的酸性气体, 在水中溶解度很小, 但在汽油中的溶解度很大, 而汽油中硫化氢含量较大时, 引起铜片腐蚀的特征为:腐蚀铜片主要呈红色, 随着硫化氢浓度的加大, 腐蚀铜片的颜色由紫红色向洋红色转变。据报导, 硫化氢>1μg/g就能使铜片腐蚀不合格。

3. 硫醇腐蚀

文献报道在一般实验条件下 (低温下油品中含微量硫醇时) 硫醇均不产生铜片腐蚀, 在温度大于100℃时, 硫醇对铜片的腐蚀明显增强, 可表现出活性硫化物的性质。

引起产品J-2003A铜片腐蚀不合格的原因是什么呢?车间与工厂研究后, 首先对脱硫化氢汽提塔的操作进行调整, 提高塔底温度, 加大塔顶回流, 尽量脱除油品中的硫化氢, 铜片腐蚀指标无改善。做油品的硫醇硫分析时, 为防止油品中的硫化氢对分析指标产生影响, 通常用酸性硫酸镉洗去硫化氢后再作硫醇硫的分析, 而在用酸性硫酸镉清洗油品时车间发现油品中含硫化氢, 为了确定影响J-2003A的铜片腐蚀不合格的原因是硫醇还是硫化氢, 车间将脱硫化氢前后的油品进行铜片腐蚀分析, 结果发现脱除硫化氢后的油品铜片腐蚀全部合格, 达到1a级。因此认定, 影响J-2003A铜片腐蚀不合格的原因是油品中含微量硫化氢。

2013年5月份, 车间实施J-2003A脱硫提质改造项目, 将闲置的脱砷罐V-108B流程改造后, 装入脱硫剂5.96吨, 型号为Z969B。该剂广泛应用于制氢、合成氨、合成醇类以及合成有机化工产品等工业原油气 (油) 的净化脱硫工艺过程, 具有高硫容、高活性、高强度的特性, 同时对COS、CS2等简单的有机硫化物也有转化和吸收能力。

改造后

改造项目投用后, J-2003A铜片腐蚀全部合格, 达到1a级, 既提高了产品附加值, 又满足了产品质量升级的需要。

三、综合效益分析

汽油中存在多种硫化物, 而硫化物是影响空气质量的重要指标, 酸雨的形成主要就是因过多的硫化物存在。而PM2.5中, 硫化物也是一个组成部分。含硫汽油燃烧时会产生二氧化硫, 是大气中主要污染物之一, 是衡量大气是否遭到污染的重要标志。二氧化硫不仅对上呼吸道有强烈的刺激作用, 还可能引发支气管或哮喘病发作, 还可被吸收进入血液, 对全身产生毒副作用。所以从环保上讲, 油品脱硫工艺带来的效益是长期的。

另外, J-2003A脱硫提质改造后, 也为车间增加效益约78万元/年。

摘要：本文简要概述了碳九加氢装置工艺流程、生产情况、产品种类及用途;分析引起产品铜片腐蚀不合格的原因;介绍了J-2003A脱硫改造目的、改造过程以及改造后的效益分析。

关键词：脱硫剂,加氢,铜片腐蚀