摘要：文章在借鉴国内企业运行经验的基础上，以重整装置的工艺技术为例，对硫含量对重整装置运行效率的影响情况进行了分析，同时对于重整进料含硫量的来源、作用、危害及其他影响进行了分析与判断，提出了重整装置进料硫含量的控制策略，以期能够保证重整装置运行周期，促进行业的可持续发展。
关键词：连续重整装置；进料硫含量；控制
引言
作为石油炼制的重要环节之一，连续催化重整将C6~C11石脑油馏分作为原料，在标准的温度在催化剂作用下实现烃类分子结构的重新排列，进而使得烷烃等物质转化为芳烃与异构烷烃，同时得到氢气、液化气等副产品。随着技术的应用与发展，目前国内重整装置大多采用了移动床双功能催化剂循环处理的连续重整技术，该技术可以保持装置长周期运行的平稳性，为技术的应用推广奠定了基础。
一、重整进料中含硫量概述
含硫化合物对重整催化剂有一定副作用，在一定条件下它可以使重整催化剂失活。在重整反应条件下，多数含硫化合物都很容易生成H2S，可以很容易被吸附于催化剂金属表面上从而使催化剂活性降低。现就重整进料中硫的来源、作用与危害分析如下。
1.重整进料中硫的主要来源
目前国内炼化企业的连续重整装置采用的大多为直馏石脑油、加氢裂化石脑油及催化裂化石脑油为进料。而在这几种进料中，含硫化合物的成分一般为硫醇以及二硫化物，直馏石脑油和加氢裂化石脑油的硫含量较低，而催化裂化石脑油硫含量很高，甚至可达2400μg/g。
为了确保重整装置进料硫含量符合设计要求，就必须通过预加氢工艺来完成。石脑油加氢工艺从本质上来看属于石脑油精制的工艺类型，其特点是在高纯度氢气的环境下实现原料油中硫、氮和金属化合物的分解，其产物包括有有机硫化物以及氮化物等物质，除去对铂重整催化剂有危害的毒物后，实现对重整催化剂的保护效果，之后通过分馏操作提供满足重整进料馏程的原料，这也是实现重整装置基本功能，选择合适进料的依据之一。
2.重整进料中硫的作用
重整进料中的硫并不仅仅具有危害性，国内外重整装置的多年运行经验也证明重整进料必需含有一定的硫，因硫对催化剂金属表面有钝化作用，可防止加热炉炉管、反应器内壁和内构件等高温部位结焦。并且进料中适当的硫含量还可以改善催化剂的稳定性，提升反应效果。
3.重整进料中硫的危害
作为一种可以影响重整催化剂的毒物，含硫化合物具有可降低催化剂活性。在含硫量达到一定值并持续上升时，其会在很大程度上抑制芳烃的产率。另外，根据相关实验结果证实，硫含量较高时还会使重整催化剂的脱氢能力下降，而对于裂解反应有一定的促进作用。
二、硫含量对重整装置的影响分析
1.重整装置硫含量超标事故
根据某化工厂事故实例，其重整装置中出现了各个反应器温降和总温降大幅度下降的情况，其中根据温度降低的顺序来看，一反二反的温降下降速度最快，而三、四反温降具有先升高、后降低的特点。结合该特征判断为重整催化剂硫中毒。经过事故分析，该装置的进料缓冲罐进行切罐时出现了误操作，将含硫量很高的混有蜡油的重原油罐当做进料罐，导致了重整进料硫含量严重超标的结果。结合分析的实际情况来看，经过预加氢单元处理后的精制石脑油的硫含量都已经增加到10倍左右。由于此时进料硫含量严重超标，导致催化剂中毒，并且催化剂出现结焦失活，严重影响后期的生产。
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2.重整催化剂中毒
在常规条件下，连续重整工艺对于进料时的硫含量要求为不大于0.5μg/mg，如果经预处理后的精制油仍不能满足重整进料的要求，那么就会导致一些潜在的安全隐患与生产危害。在重整反应器内，硫化物会转变为H2S以及烃类化合物，此时H2S会被催化剂吸附并与其发生化学反应，出现金属中心活性减弱的问题，此时催化剂酸性功能增强裂化反应加剧，出现反应放热量和氢耗增加的情况，C4-组分也会持续增加。硫含量高还会降低催化剂机械强度和比表面积，催化寿命也会减少。
3.其他连锁危害
催化剂中毒时首先会出现氢产量降低的情况，循环氢的纯度也会有所下降；其次，由于裂化反应增强，C4-轻组分产量有所增加而C5+液收率降低；反应器总温降下降，提高反应温度对重整反应效果的提升不明显，催化剂结焦速度加快。
三、重整装置进料硫含量控制策略
1.加强进料管理
进料硫含量的控制环节中，重整进料管理可以说是最为有效的环节之一，在原料进入装置重整反应器之前，必须进行杂质含量的分析工作，确定其满足装置工艺的基本要求后才能够予以进入重整部分。
2.控制预加氢部分的工艺参指标及相关设备的管理
在重整装置进料管理时，预加氢反应的深度将直接影响脱除有害杂质的效率，通过严格控制预加氢部分的操作参数指标。从预加氢系统的换热流程来看，预加氢进料/反应器出料换热器和产物分离罐油/分馏塔塔底油（即重整进料）换热器发生内漏时，会引起硫含量超标。由于预加氢部分含硫化氢含量高，因此对设备的腐蚀也会很严重，预处理部分需要保证缓蚀剂的注入量，同时还要加强对换热器等设备的维护管理。
3.其他注意事项
罐区的精制油可能会含有溶解氧，而预加氢反应生成油中的H2S与罐区的精制油中的溶解氧会发生化学反应，生成靠汽提作用不能去除的单质元素硫（2H2S+O2→2H2O+2S），从而引起重整进料硫超标，因此，精制石脑油储罐要注意氮封，防止其含有过多溶解氧。另外，要注意重整注硫量，防止硫化剂的过量注入。一旦出现含硫量超标的情况，就要第一时间采取处理措施。在催化剂中毒的情况发生时，需要及时降低各个反应器的温度，将其控制在480℃以内，同时增加注氯来维持催化剂水氯平衡。在出现较为严重的催化剂中毒问题时，则需要对反应部分进行热氢循环脱硫。值得注意的是，在重整进料的硫含量控制时，也不要让其低于0.2μg/mg，否则就会导致加热炉的内部高温焦结，影响正常生产。
总结
综上所述，与普通重整装置相比，连续重整装置对于含硫量的要求更高，一旦出现催化剂的硫中毒就会影响整个生产过程。在生产中，需要加强进料硫含量的控制工作，做好分析，一旦出现异常问题需要及时进行调控，确保整体硫含量在预期的范围内，以此来提升反应稳定性，降低重整部分运行风险。
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论文作者:关华清
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/17
标签：进料论文; 催化剂论文; 含量论文; 装置论文; 反应器论文; 含硫论文; 石脑油论文; 《电力设备》2018年第19期论文;