摘 要：氣分裝置是石油煉化企業(yè)生產化工原料的關鍵裝置，主要作用是將液化氣中各組分的沸點不同，進一步分離出乙烷、丙烷、丙烯、正丁烷、異丁烷、丁烯等產品，為下游裝置提供原料和燃料氣，是煉油與化工的橋梁，起著承上啟下的作用。

關鍵詞：氣分;異丁烷;硫含量;液化氣

0 引言

石油屬于不可再生資源，隨著煉油企業(yè)的發(fā)展，煉油企業(yè)所加工的的原料油越來越劣質化（重質化、高硫化等），而客戶對產品的質量要求越來越高，由于原料劣質化及多樣化，各企業(yè)氣分裝置的產品結構也會各有不同，脫硫的工藝也存在一定的差異性，現(xiàn)對某企業(yè)氣分裝置異丁烷硫含量出現(xiàn)異常情況進行分析與研究。

1 液化氣脫硫工藝

由于氣分裝置的原料來源于液化氣，氣分產品硫含量高低取決于液化氣脫硫后的硫含量大小，該工序是保證氣分產品硫含量合格的關鍵因素，因此我們首先要了解一下液化氣中的含硫化合物及脫硫工藝。液化氣中含硫的化合物主要有硫化氫、硫醇、羥基硫、硫醚和二硫化物等有害成分，脫硫工藝根據(jù)液化氣中的硫含量及凈化要求而分類。目前在工業(yè)上應用的液化氣脫硫的方法主要有濕法和干法兩類。濕法脫硫主要用于硫含量較高或處理量較大的液化氣;干法脫硫主要用于硫含量較低或處理量較少的液化氣。該企業(yè)采用濕法中的胺洗和堿洗工藝，對液化氣進行脫硫、脫硫醇。

2 異丁烷硫含量七個不合格的可能因素

2.1 物料互竄

某企業(yè)有三套生產液化氣的裝置和二套氣分裝置。渣油輕質化裝置（渣油輕質化液化氣）、加氫改質裝置（加裂液化氣）;重整裝置（重整液化氣）。其中渣油輕質化液化氣和加裂液化氣的脫硫裝置存在流程互通，重整液化氣與加裂液化氣匯合在一起進氣分裝置，某企業(yè)生產異丁烷的原料為加裂液化氣。加裂液化氣脫硫的跨線與渣油輕質化液化氣脫硫流程已加盲板，不存在互竄的可能性，故排此線互竄。加裂液化氣自（至）罐區(qū)即水洗后液化氣至罐區(qū)，此線流程一直在連續(xù)使用，脫丙烷塔頂丙烷通過界區(qū)跨線至此線到罐區(qū)，脫丙烷塔進料罐部分液化氣通過脫丙烷塔進料打至此線到罐區(qū)，故排除此線互竄。加氫液化氣壓力大于渣油輕質化液化氣系統(tǒng)壓力（壓差0.22MPa以上），存在竄的可能性極小，但也進行了采樣分析，組成分析數(shù)據(jù)正常，故排除此線互竄。重整液化氣與加裂液化氣界區(qū)雙閥關閉，重整液化氣總硫較穩(wěn)定基本都是小于0.5mg/m3，采樣分析，組成分析數(shù)據(jù)正常，故排除此線互竄。

2.2 采樣污染

異丁烷采樣瓶為專用鋼瓶，并且采樣口至采樣瓶之間可進行循環(huán)，所采樣品具有代表性，且多次多人采樣均有硫含量異常的情況，故排除采樣污染。

2.3 工藝操作參數(shù)調整

對比本次異丁烷硫含量異常前后半個月的數(shù)據(jù)，工藝操作參數(shù)基本一致，排除因工藝參數(shù)造成異丁烷硫含量異常。

2.4 胺液再生系統(tǒng)來的貧胺液質量差，溶劑中攜帶二甲二硫

加氫改質液化氣脫硫后的富胺液和渣油輕質液化氣脫硫后的富胺液匯合至同一溶劑再生系統(tǒng)。對比本次停工前后半個月，再生后胺液質量數(shù)據(jù)，貧胺液質量正常。渣油輕質化總硫異常與異丁烷關系，渣油輕質化總硫異常與上次總硫異常及異丁烷總硫對比數(shù)據(jù)，通過對在水洗后渣油輕質化液化氣總硫異常（有二甲二硫）工況下，異丁烷中硫與渣油輕質化總硫異常是沒有直接關聯(lián)。

幾種物料的理化性質和關系如下：①二甲二硫：淡黃色透明液體，熔點-85C，沸點109.7C，分解溫度200℃，比重：1.065（20℃），折射率1.5250，有惡臭。不溶于水，可與乙醇、乙醚、醋酸混溶。遇明火、高溫、氧化劑易燃，遇酸或高熱分解有毒氧化硫氣體;②MDEA：無色至淺黃色透明液體，沸點248℃，pH：8～9，比重：1.04（20℃），折射率1.4642溶于水、醇（有機化合物），微溶于醚，水溶液呈弱堿性，分子式為：C5H11N（OH）2，分子量119.16化學性質穩(wěn)定，不隨水蒸氣揮發(fā)，能選擇性吸收硫化氫，不易分解，分解產物二氧化碳、水和氮氧化物;③二甲二硫與MDEA關系：再生溶劑供應商提供的資料證明，兩者不溶。目前某企業(yè)硫磺再生溶劑也在使用，稱兩者不溶;④從渣油輕質液化氣硫含量較高的樣品分析硫形態(tài)的結果看，存在的硫基本為二甲二硫，說明MDEA無法脫除二甲二硫，故判定溶劑中基本不存在二甲二硫。

2.5 堿液濃度改變

統(tǒng)計了本次異丁烷硫含量異常前后半月的堿液濃度數(shù)據(jù)變化、外購原堿液的濃度數(shù)據(jù)及換堿液記錄，堿液濃度數(shù)據(jù)正常。

2.6 上游裝置原料性質改變

上游裝置原料性質從三個方面對比分析，具體情況如下：①本次開工液化氣中硫含量與停工前的對比，經(jīng)過對比本次開工水洗后加氫液化氣平均總硫（其中H2S<1mg/m3）高于停工前，且本次開工水洗后液化氣總硫極不穩(wěn)定，故判斷是造成異丁烷硫異常的主要因素;②本次開工堿洗前總硫和停工前堿洗前硫含量對比，經(jīng)過對比本次開工堿洗前加氫液化氣平均總硫（其中H2S<1mg/m3）高于停工前，且本次開工堿洗前液化氣總硫極不穩(wěn)定，故判斷：造成本次開工水洗后液化氣總硫不穩(wěn)定的主（下轉第190頁）（上接第188頁）要因素;脫硫塔后液化氣總硫不穩(wěn)定;③液化氣堿洗前硫形態(tài)，本次開工堿洗前液化氣中的硫以硫化氫、甲硫醇（正常工況下--般不含硫醇）、二氧化硫及三種未知硫形式存在。

2.7 實驗室分析數(shù)據(jù)有誤

對氣分裝置的原料加裂液化氣、產品異丁烷及異丁烷儲罐內的產品，用紫外熒光法、庫倫法均進行了分析，雖然兩種方法存在一定的差異，但不同的方法之間仍符合偏差要求，且用同一組樣品委托第三方進行分析，結果與化驗室一致，排除了實驗室分析數(shù)據(jù)有誤問題。

3 液化氣中烴組分與硫化物在不同分壓下的沸點

異丁烷與甲硫醇在0.5MPa分壓下的沸點分別為37.96℃、55.48℃，兩者的溫度比較接近，再加上脫異丁烷塔頂操作溫度51±0.5℃，操作壓力0.6MPa，因此甲硫醇很有可能與烷塔頂產出的異丁烷產品共存。

4 加裂液化氣硫形態(tài)、液化氣液化氣脫硫、脫硫醇設計數(shù)據(jù)

對加裂液化氣、異丁烷、正丁烷硫形態(tài)進行分析，加氫液化氣主要甲硫醇與二甲二硫，異丁烷中的硫為甲硫醇、正丁烷中的硫為二甲二硫。查閱某企業(yè)的設計參數(shù)，加氫液化氣脫硫塔脫硫后硫化氫≤10ppm;脫硫醇設計脫前100ppm，脫后8.5ppm，脫除率為91.5%;氣分裝置設計進料≤20ppm。氣分裝置的特點是根據(jù)各組分的沸點不同進行物理切割，沒有脫硫作用，只要氣分進料帶硫，勢必會切割到相應的產品中。

5 異丁烷硫含量異常的初步結論

通過上述“物料互竄、采樣原因、工藝操作參數(shù)、渣油輕質化總硫與異丁烷總硫關聯(lián)、堿液溶劑質量、理化性質及設計數(shù)據(jù)、硫形態(tài)及設計參數(shù)”數(shù)據(jù)分析如下：①排除中所有脫硫后H2S正常，在硫形態(tài)中也未測出H2S，可判斷脫硫系統(tǒng)運行正常，脫硫效果良好;②通過分析與研究，不存在共用溶劑造成甲硫醇、二甲二硫互竄的可能;③通過現(xiàn)場流程檢查，液化氣、異丁烷中的組分含量，排除因液化氣流程互竄;④液化氣、異丁烷都為專用瓶采樣，排除采樣污染;⑤堿洗堿液濃度高，無鹽類析出，甲硫醇含量低，排除因堿液質量引起硫含量異常;⑥操作參數(shù)平穩(wěn)，無突變波動，操作上無流程變化，負荷相對穩(wěn)定，排除因工藝參數(shù)調整變化，造成硫含量異常;⑦加裂液化氣中的硫形態(tài)分析為甲硫醇與二甲二硫，異丁烷中的硫為甲硫醇、正丁烷中的硫為二甲二硫，二甲二硫裝置無法脫除，甲硫醇雖然本裝置設有加氫液化氣脫硫醇系統(tǒng)，但對甲硫醇脫除率并非百分之百，所以當脫硫后含有硫醇時極易造成氣分進料帶有微量硫，故此異丁烷中硫含量異常主要堿洗前硫不穩(wěn)定造成，為了更準確的判斷，后續(xù)收集更多的數(shù)據(jù)加以論證。

綜上所述，隨著日益嚴格的質量要求，我們要不斷攻克質量難關，提高產品質量，以滿足客戶需求。為了順應時代發(fā)展需求，我們要不斷優(yōu)化老工藝、研發(fā)新工藝，為企業(yè)降本增效添磚加瓦，為實現(xiàn)綠色石化作出應有的貢獻。

作者簡介：

唐建文（1983- ），男，湖南永州人，大專，應用化學專業(yè)，曾從事質量檢驗、質量調度、生產調度及相關生產協(xié)調工作，現(xiàn)就職于寧波中金石化有限公司總調度室，負責質量管理工作。