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1、RFCC汽油纤维膜脱硫 新技术及其应用,发表人：张永前,摘要：介绍了引进美国Merichem公司的专利 纤维膜脱硫技术，用于改造联合重油催化裂化装置汽油脱臭单元装置改造后经8个月运转结果表明，产品质量稳定，单位加工费用降低，具有技术上的先进性和较好的经济效益。但该专利技术对各种介质的纯净度要求很高，每种介质都设置了精密的过滤设施，这些过滤设施日常维护有一定难度。关键词 ：纤维膜，接触器，汽油，脱臭,永坪炼油厂120万吨年催化汽油精制装置2004年建成投产，该装置由洛阳设计院设计，处理量为47.3104 ta，采用传统的Merox液一液抽提固定床空气氧化脱臭工艺。近年来，随着催化裂化原料的复杂、
2、多变、质劣以及含硫量增加的变化趋势，原有的汽油脱硫装置产品质量已不能稳定达标，生产中还存在耗碱量大、产品质量不稳定、运行成本高、操作复杂等缺点。为此，2006年7月购买了美国Merichem公司拥有的纤维膜脱硫技术，即MERICA M专利技术及专利产品 纤维膜接触器(FIBERFIL )，并于2007年11月在催化汽油脱硫装置应用。该技术使碱相和烃相接触无需进行扩散性混合，因而极大地降低了碱液的夹带量，从根本上避免了乳化和夹带现象的出现。该技术最高可处理硫醇达150wppm，硫化氢达20wppm,处理能力为80 th的催化汽油。,1 纤维膜脱硫技术Merichem公司提供的MERICATSM
3、专利技术以纤维膜接触器为主体，还包括空气分布器、催化剂加料管、聚结器、篮式过滤器等专利设备。纤维膜接触器外表为圆筒形结构，筒体内装有数量极多的长而不间断的超细金属纤维丝，这些纤维丝提供了大的有效接触面积。进入接触器的碱液先湿润金属纤维，然后随着碱液流过接触器管路进入分离器容器，在每根纤维全长上形成一层薄膜，碱液附着在纤维上。汽油进入接触器，然后流经碱液包裹着的纤维之间的狭窄管路。两相界面之间的黏性拖力辅助重力使得碱膜沿纤维而下。由于接触器中含有大量细小的纤维，所以生成了一个巨大的界面。由于纤维及其上的碱膜与其他纤维及其碱膜非常接近，所以距离非常小，汽油内的杂质必须扩散以到达接触面。而且，由于碱
4、膜沿着纤维的移动，界面处于不断的变化之中。这些因素共同作用产生很高的质量转移率，因而处理效率也高。反应结束后，碱液沿着纤维进入容器底部，精制过的汽油在离开筒体后进入容器上部，并与碱液彻底分离。V1沉降罐内设置了一个聚结器，可以进一步促进油碱分离，使得能够允许更高的浓度驱动力，又不至于产生夹带。,2 纤维膜接触器的优点纤维膜接触器与传统的传质设备相比具有以下优点：(1)产生较大的按单位体积计的传质界面面积。(2)通过缩短传质距离、延长相间的密切接触，以及更新接触界面，使得界面变得高度有效。(3)实现了无需相分散过程的界面接触，从而避免了夹带问题。(4)大幅度地缩短了相分离时的停留时间，从而减小了
5、设备尺寸。(5)与常规的混合沉降系统相比，减少了能量消耗。(6)容许采用较广的相比范围，来达到最高的传质效率。(7)由于较小的设备需要量、最低限度的维修工作量和能耗，可以节约投资和操作费用。（8）容易与现有设备相匹配，能以最低限度的改造投资，来改善操作和增加处理量。（9）由于允许在较高的浓度和较高的消耗水平下操作，通常，新鲜碱液和废碱液的体积均较小。（10）能达到高达100的在线开工利用率。由系统可提供全年100开工率，不需停工检修。MERICATSE工艺改造原装置时，利用了原Merox液一液法工艺的V3101和部分管线，节省了改造费用。,3 MERICATSM_T_艺、设备的操作MERICA
6、TSM工艺对进料(汽油、碱、空气)的纯净度要求很高，要求严防杂质进入接触器。表1为MERICATSM工艺的设计和实际数据的对比。表1 设计和实际操作数据的对比, 按催化裂化装置规模120万吨 a设计。,由表1可见，实际处理量高于设计值。这是由于将原80万吨年催化裂化装置汽油于08年1月分改至纤维膜精制装置处理，加上120万吨年催化裂化汽油，两套装置的汽油一起进入纤维膜精制装置，汽油来量明显增大，全厂高硫原油加工量较少，故FCC汽油硫醇硫含量远低于设计值。需要说明的是，由于未能对RFCC汽油中H2S含量作出准确分析，故无法定量评价H2S含量对碱液消耗程度的影响。31 循环碱流率和循环碱量循环碱流
7、率和碱量可根据操作情况和产品质量进行优化调整，控制合适的碱量和流率很有必要，这不仅可保证脱臭反应的效率，还会减少碱液夹带的可能。若汽油中H2S含量过于偏离设计值，如加工高硫原油，会因H2S与NaOH生成Na2S203而消耗大量碱液，缩短碱液的使用周期。,32 操作压力和温度MERICASM系统的最低操作压力是140kPa，以确保脱臭过程所要求的空气在汽油中的适当溶解度。随着压力升高，空气较易溶于烃中，因此，在允许的情况下， 应适当提高操作压力。MERICASM工艺正常的操作温度为40 ，更高的温度虽然促进脱硫过程，但却降低碱液的抽提效率，还降低空气的溶解度，促进碱液相与烃相之间乳化层的形成。较
8、低的温度虽然促进抽提过程，但却降低脱硫效果。为了避免发生碳酸钠之类盐的沉淀，应将碱液温度保持在15 以上，碱液浓度保持在15以下。在实际生产中，系统的操作压力为060.75 MPa，FCC汽油进料温度仅为35 ，无法达到40 的正常操作温度。,33 注风考虑H2S耗氧(02含量由空气补给)的因素，一般空气的量是化学计算量的15倍左右，可以根据实际情况进行调整。但若注风量过大，接触器中会形成气穴，对精制效果造成不良影响。34 催化剂ARI一100EXL是Merichem公司用MERICASM工艺生产的催化剂，固体剂的含量最低为200 ugg。35 V-1操作方式V-1为满罐操作，尾气在V1内逸出
9、放空。36 介质的纯净度MERICASM工艺对各介质的纯净度要求很高，为每一种介质都设置了精密的过滤设施。由于种种原因， 目前各介质的纯净度尚不能达到MERICASM工艺的技术要求。尽管在开车前进行了反复吹扫、冲洗，但仍有大量杂质将风、碱和汽油过滤器堵塞。这种现象，不仅在开车初期明显，而且在以后的装置运行中仍有发生，因此必须及时清除，08年5月份大修中我们又新增加了一组碱液粗过滤器，有效地缓减了碱液过滤器的堵塞现象。,4 结果与讨论41 产品的质量分析表2为实际运转中汽油质量数据与设计值的对比。由表2可见，在前述操作条件下，精制汽油的硫醇硫含量和博士试验能够达到质量指标的要求, 且运行平稳。图
10、1为产品质量合格率柱状图。由图中可以看出装置运行平稳、产品质量稳定。 表2 汽油质量,图1 汽油产品质量合格率,42 操作Merox液一液法脱臭工艺通常需要3道工序，即预碱洗、抽提和混合氧化，操作相对复杂，而且占地面积大。MERICATSM 工艺只需一道工序，操作简单，劳动强度小，碱液夹带量小，质量控制更加稳定，可操作性优于Merox液一液法脱臭工艺。它只需将纤维膜接触器安装在V1，并对工艺流程作适当修改，改造工程量小，不会增大占地面积。但在加工高含硫油的过程中要掌握好H2S对碱液消耗和碱液稀释的程度，尽量延长每批碱液的使用寿命。不足之处是它对介质纯净度要求较高，要求工艺介质有一定的沉降时间，
11、否则会堵塞过滤器。,43 经济性分析MERICATSM工艺和原Merox液一液法脱臭工艺经济效益分析对比。由表3可见，MERICA 工艺碱液少于Merox液一液法脱臭工艺，且由于80万吨催化汽油改至II精制纤维膜精制装置处理，原配套的原Merox液一液法脱硫装置现已停运，节约了能耗。加工成本大幅下降。表3 MERICATSM V艺和Merox脱臭工艺的对比,表4 MERICATSM 工艺和Merox脱臭工艺碱液耗量的对比,由表4看出两套催化汽油Merox脱臭工艺装置，全年消耗15%碱液360吨，而MERICATSM工艺装置则年消耗250吨，比投用MERICATSM 工艺前少消耗15%碱液160
12、吨，节约了加工成本。同时相当于减少了约160吨的碱渣排放，减轻了我厂目前紧张的环保压力。,5 结 论MERICATSM维膜接触器在永坪炼油厂催化裂化汽油精制装置的应用成功，经过8个月运行表明，产品基本达到了质量要求。该工艺技术具有较好的经济效益。该工艺不足之处：该技术对各介质的纯净度要求太高，专利技术为每一种介质设置了精密的过滤设施，设备维修比较复杂。参考文献：1. 永坪炼油厂产品精制装置操作规程 作者：吴红梅2.中京工程设计软件技术有限公司120万吨年催化装置汽油、液化气精制改造说明书编制：王旭东 档案号 ZA06263、4IN1A13. MERICATSM工艺技术80公吨小时RFCC汽油精制系统操作和维护手册作者：Merichem Chemicals & Refinery Services LLC Process Technology Division,谢谢大家请指正,
