流花20-2原油首次加工技術分析

陳 錚 徐 鵬

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

為了進一步拓寬煉廠的原油選擇范圍、充實適煉原油庫、降低原油采購成本，中海油惠州石化有限公司(以下簡稱惠州石化)于2021年1月首次采購并加工了一船流花20-2原油。根據(jù)流花20-2原油低硫、低酸、高輕油收率的特點，惠州石化針對性地制定了該原油的加工方案，通過30 d的生產加工，實現(xiàn)了加工比例由3%至10%的嘗試，為今后加工同類型原油積累了寶貴的經驗。

1 流花20-2原油的一般性質

原油評價數(shù)據(jù)(見表1)顯示：流花20-2原油密度為0.757 6 g/cm3(20 ℃)，API為54.1，酸值0.078 mg/g(以NaOH計，下同)，硫質量分數(shù)0.017 5%，石腦油收率52.66%。實際進廠的原油為流花20-2和流花16-2的混合原油，一般性質參數(shù)與原油評價數(shù)據(jù)略有不同，密度為0.769 3 g/cm3，酸值0.127 mg/g，硫質量分數(shù)0.028 3%，石腦油(<165 ℃)收率44.54%。

表1 流花20-2原油的主要性質

續(xù)表1

2 原油加工方案評估

根據(jù)國內煉廠加工凝析油的經驗，一般加工凝析油數(shù)量比較有限，僅占煉廠原油加工能力的2%～5%[1]。為摸索流花20-2原油在惠州石化的最大加工比例，綜合考慮兩套常減壓裝置的設計原油硫質量分數(shù)、酸值、常頂石腦油產量等因素(見表2)，制定了滿足裝置實際情況的加工方案。

表2 惠州石化兩套常減壓裝置設計參數(shù)對比

流花20-2原油為低硫、低酸原油，從硫質量分數(shù)和酸值角度評估，常減壓(Ⅰ/Ⅱ)裝置均具備加工條件。從2021年1月整體原油資源及裝置負荷角度出發(fā)，常減壓(Ⅰ)裝置主要加工蓬萊、巴斯洛、索特納、ESPO等原油，常頂石腦油平均收率9.32%，平均產量133.28 t/h；常減壓(Ⅱ)裝置主要加工沙輕、科威特、卡塔爾海上、埃爾沙辛等原油，常頂石腦油平均收率17.49%，平均產量185.39 t/h。若常減壓(Ⅰ)裝置按照5%的比例摻煉流花20-2原油，石腦油收率預計升高至10.70%，平均產量增至153.01 t/h，超出其石腦油產量上限要求；而常減壓(Ⅱ)裝置摻煉比例最大預計可提至10%，石腦油收率預計可達18.61%，平均產量增至197.27 t/h，在裝置石腦油產量上限要求范圍內。

綜合評估后，安排流花20-2原油在常減壓(Ⅱ)裝置加工。

3 加工流花20-2原油造成的影響

根據(jù)全廠生產計劃安排，常減壓(Ⅱ)裝置于2021年1月11日至2月9日對流花20-2原油進行了首次摻煉，摻煉比例由3%開始逐步提高，最高至10%。

3.1 對常減壓側線收率的影響

加工流花20-2原油后，隨著摻煉比例的逐步提高，常頂石腦油+常一線油收率同步提高，由10.85%上漲至11.97%；減渣收率則同步下降，由33.32%降至30.14%；煤油、柴油、蠟油的收率沒有明顯變化。常頂石腦油+常一線油和減渣收率的變化趨勢均與流花20-2原油側線收率特點吻合。

3.2 對一、二次裝置原料性質的影響

加工流花20-2原油后，混合原油及主要二次加工裝置原料性質均未發(fā)生明顯變化，符合裝置原料質量要求。

3.2.1 原料(油)硫質量分數(shù)變化

加工流花20-2原油后，原料(油)硫質量分數(shù)變化情況見表3所示。由表3可知：混合蠟油與渣油的硫質量分數(shù)明顯下降，但混合原油、常頂石腦油、常一線及混合柴油的硫質量分數(shù)均有小幅上漲，該變化趨勢與原油加工比例變化及流花20-2原油性質無法吻合。綜合分析此期間加工原油比例，判斷為埃爾沙辛原油干擾所致(埃爾沙辛原油主要替換科威特原油，其常頂石腦油、常一線及混合柴油硫質量分數(shù)均顯著高于科威特原油)。

表3 原料(油)硫質量分數(shù)變化情況 %

3.2.2 對重整原料的影響

加工流花20-2后，常頂石腦油組成見表4所示。由表4可知：常頂石腦油正構烷烴、芳烴體積分數(shù)下降，環(huán)烷烴體積分數(shù)上升，該變化與該原油石腦油餾分組成中環(huán)烷烴體積分數(shù)高于沙中、科威特等中東原油的情況吻合，說明流花20-2原油的石腦油組分可作為較好的重整原料。

表4 常頂石腦油體積分數(shù)組成對比 %

3.2.3 對渣油加氫原料的影響

加工流花20-2原油后，渣油加氫濾后混合原料性質見表5所示。由表5可知：渣油加氫裝置濾后原料的運動黏度、硫質量分數(shù)、氮質量分數(shù)、殘?zhí)康戎笜司胁煌潭认陆担瑫r金屬含量，特別是鐵、鎳和釩的質量分數(shù)均大幅升高，這與流花20-2原油評價數(shù)據(jù)不符，判斷與科威特原油切換為埃爾沙辛原油有關。

表5 渣油加氫濾后混合原料性質對比

3.3 對裝置操作的影響

3.3.1 常減壓(Ⅱ)裝置常壓塔塔頂溫度變化趨勢

隨著流花原油加工比例升高，常壓塔塔頂溫度逐漸升高，當摻煉量接近140 t/h時，常頂溫度提至歷史高位的141 ℃(正常操作溫度在135 ℃左右)。出現(xiàn)這種情況的主要原因在于流花20-2輕油組分較多，加工時需要更多的熱量將輕組分拔出，才能保證常壓塔各側線產品質量合格。

3.3.2 常減壓(Ⅱ)裝置腐蝕情況

根據(jù)國內同類裝置加工凝析油的經驗，由于凝析油的輕組分較多，加工過程中經常出現(xiàn)隨著塔頂負荷升高、流速加快導致的塔頂沖刷腐蝕加劇的情況[2]。

在本次加工流花20-2原油的過程中，也發(fā)生了同樣情況。流花20-2原油加工前常頂油氣E-301A入口分管探針腐蝕速率為0.021 2 mm/a，而加工期間常頂油氣E-301A入口分管探針腐蝕速率為0.037 3 mm/a，較之前明顯上升，但裝置其他部位的探針腐蝕速率均正常。在進行提高原油加工比例的操作時，常頂油氣E-301A入口分管探針腐蝕速率顯著加快，短期甚至超過了腐蝕速率上限0.2 mm/a，在增大緩蝕劑和中和劑注入量后腐蝕速率才下降，逐漸恢復正常。發(fā)生這種情況可能有兩方面原因：一是原油罐付裝置沒有流量控制閥，僅通過手動調整電動閥開度進行流量調節(jié)，準確度、靈敏度較差，可能導致短時間流量過大；二是流花20-2原油常頂石腦油收率高于同期加工的其他原油，即使是加工比例的小幅調整，還是會對常頂油氣產量造成較大影響，一旦助劑的調整未能及時跟上常頂油氣產量的變化，將會導致腐蝕速率出現(xiàn)短時間超高的情況。

3.3.3 對航煤加氫裝置的影響

加工流花20-2原油后，常一線初餾點明顯降低，在常頂終餾點由170 ℃提至173 ℃后，常一線初餾點依然由加工前的平均132 ℃最低降至123.2 ℃。原料初餾點降低導致輕烴產量持續(xù)居高不下，由于輕烴外送管線管徑偏小，輕烴外送量受到限制，一直維持最大量(約5.6 t/h)。當流花20-2比例提至10%后，輕烴產量進一步增加，裝置只能再次將富余輕烴通過地下輕污油罐外排。

3.4 對全廠效益的影響

按2021年1月的價格體系，對惠州石化加工流花20-2原油的效益情況進行了測算對比，結果見表6。其中工況一為當月實際加工約26.1 kt流花20-2原油，工況二為用等量常減壓(Ⅱ)常規(guī)原油替換流花20-2原油。

從表6中可以看到：加工流花20-2原油后當月效益減少1 375.54萬元。主要原因在于：(1)流花20-2原油密度低，采用同樣原油標桿價格并轉換為質量單價后，原油采購價格升高；(2)因加工流花20-2原油后石腦油產量有所增加，其他產品產量沒有明顯變化，而當月石腦油價格較低，導致當月加工效益相對較差。

表6 是否加工流花20-2原油效益對比

4 結論及建議

流花20-2原油自2021年1月11日開始加工，至2021年2月9日加工完畢，累計加工30 d。加工期間，相關裝置生產運行平穩(wěn)，未發(fā)生安全、環(huán)保、質量事故。

(1)受制于常減壓裝置常壓塔塔頂負荷過高，流花20-2加工比例最高只能達到10%，建議今后的加工過程中應搭配常頂收率較低的原油。摻煉比例達到10%后，常頂實際收率(常頂+常一線)最高達到19%～20%，塔頂溫度和壓力較高，操作條件接近極限。冬季氣溫較低時尚有較小彈性，夏季氣溫升高后維持難度較大，需要循環(huán)水場配合，上水溫度不宜過高。

(2)因原罐底油與流花20-2原油性質差別較大，在帶煉初期罐底油與新原油界面波動較大，油性不穩(wěn)，對常減壓裝置造成一定沖擊，主要表現(xiàn)在常頂石腦油量、常頂溫度、常頂壓力波動。建議在帶煉初期將摻煉比例控制在3%～5%，適當拉長交界區(qū)層的原油摻煉時間(建議一周左右)，減少對裝置的擾動。

(3)流花20-2原油屬于低硫低酸原油，但加工期間常頂腐蝕速率有所增加，特別是局部或短時間沖擊較大，通過調整加大防腐助劑量，可使探針腐蝕速率趨于平穩(wěn)；但是由于塔頂負荷偏大，且注水量受原設計限制，導致注水量不足，局部腐蝕仍存在較大風險，應密切注意各相關腐蝕部位，加強防腐檢測和監(jiān)控。

(4)加工流花20-2原油后，航煤加氫裝置輕烴產量增加，由于裝置輕烴外送管線偏小，裝置需將富余輕烴通過輕污油系統(tǒng)外送，增加裝置損失和操作風險。