某煉化油廠原油加工方案探討

蘇君進

(中海石油寧波大榭石化有限公司大榭生產(chǎn)技術(shù)部，浙江 寧波 315800)

某煉油廠加工的原油品種較多，性質(zhì)雜，但加工方案比較單一，基本以“單煉或混煉”加工方式為主。頻繁切換煉油方式造成原油接卸沉降切水不充裕，加工穩(wěn)定性差，且由于原油性質(zhì)差異較大，影響常減壓及下游裝置的安全穩(wěn)定性，導致效益無法最大化，因此，原油加工方案優(yōu)化，提高企業(yè)在市場中的競爭力，是當前企業(yè)最為迫切的需求之一。

原油加工方案優(yōu)化考慮的因素很多。一方面應根據(jù)原油品種性質(zhì)，改變加工方式，采用“摻煉加工”模式，且在加工期間找出合適的摻煉比例來平衡常減壓裝置中的常壓、減壓塔的負荷，使塔內(nèi)汽液相分離達到最佳。另一方面應考慮統(tǒng)籌兼顧二次加工裝置對原油性質(zhì)的需求。比如，重整聯(lián)合裝置要求芳潛含量高、雜質(zhì)含量(S、N、金屬元素)少的石腦油做原料;加氫裝置需要石蠟油或中間基原油做原料;DCC裝置需要重金屬含量低的石蠟油原油;焦化裝置需要殘?zhí)己突曳值停绎柡蜔N高的渣油做原料等。做到應收盡收、應得盡得，確保裝置在安全平穩(wěn)生產(chǎn)的前提下實現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化。

1 加工方案的制定

1.1 原油性質(zhì)關(guān)聯(lián)情況

原油，從關(guān)鍵餾分來分，有石蠟基、中間基、環(huán)烷基原油。一般來說，石蠟基原油的蠟含量較高;環(huán)烷基原油含有較多環(huán)烷烴和芳烴，烷烴含量較高(>50%);中間基原油的性質(zhì)介于上述兩類原油之間，膠質(zhì)瀝青質(zhì)和硫含量較高。具體劃分見表1。

原油從含硫量來分，則為(質(zhì)量分數(shù))：低硫(<0.5%)，中硫(0.5%～1.3%)，高硫(>1.3%)。某煉油廠原油的常態(tài)性質(zhì)見表2。

從表2看出，某煉油廠原油屬于低硫原油。從密度來分有：輕質(zhì)原油(<0.83 g/cm3)，中質(zhì)原油(0.83～0.93 g/cm3)，重質(zhì)原油(> 0.93 g/cm3)。從表2看出，某煉油廠有中輕質(zhì)原油和重質(zhì)原油。按照關(guān)鍵餾分表1指標分類，主要是石蠟基和中間基原油，小部分是環(huán)烷基原油。

表1 原油關(guān)鍵餾分分類的指標

表2 某煉油廠常態(tài)原油性質(zhì)匯總表

某煉油廠有2套常減壓裝置，原油品種類別主要有2類，分別為常減壓裝置Ⅰ的中輕質(zhì)原油和常減壓裝置Ⅱ的重質(zhì)原油。其中，中輕質(zhì)原油常用品種有7種，重質(zhì)原油品種有6種，各品種原油性質(zhì)差異較大。比如，重質(zhì)原油中原油品種QHD/BN與其它原油單煉收率偏差較大，其石腦油范圍為0.6%～6%，柴油范圍為14%～27%，蠟油范圍為23%～37%;在切換過程中，如工藝參數(shù)調(diào)整不及時，容易產(chǎn)生沖擊擾動，影響輕收總拔，導致企業(yè)效益流失，無法實行效益最大化。如能根據(jù)原油品種性質(zhì)，采用“摻煉加工”模式，則在加工期間找出合適的摻煉比例來平衡常減壓裝置(一次加工裝置)中的常壓、減壓塔的負荷，使塔內(nèi)汽液相分離達到最佳，基本能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，同時能以最經(jīng)濟的方式管理生產(chǎn)運行。

結(jié)合設計負荷以及某煉廠以往加工經(jīng)驗，裝置Ⅰ常輕收達到53.439%，裝置Ⅱ常輕收達到26.69%，總拔達到60.24%。常壓拔出率達到20.89%，減壓塔拔出率(不包括減五線)達到39.35%時，常減壓塔汽、液平衡較好，生產(chǎn)較為穩(wěn)定。

1.2 二次加工裝置關(guān)聯(lián)影響

常減壓蒸餾是該廠加工原有的第一個工序，其生產(chǎn)的中間料要承擔二次加工裝置(重整、加氫、催化裂解等裝置)的原料：產(chǎn)出的直餾石腦油送入預加氫，經(jīng)連續(xù)重整、芳烴抽提后產(chǎn)出液化氣、碳五、苯、甲苯、二甲苯、重芳烴;產(chǎn)出的直餾柴油送入工業(yè)燃料油加氫改質(zhì)，產(chǎn)出石腦油和輕質(zhì)燃料油;產(chǎn)出的直餾蠟油送入原料加氫處理，產(chǎn)出液化氣、碳五、石腦油、航煤、輕質(zhì)燃料油、導熱油、加氫尾油;產(chǎn)出的常渣送入催化裂解、氣分裝置、MTBE裝置，產(chǎn)出干氣、丙烯、丙烷、MTBE;產(chǎn)出的減渣由船運出廠。

因此，常減壓裝置優(yōu)化調(diào)整必須兼顧對二次加工裝置的影響。

1.3 制定加工方案的依據(jù)

通常，有幾類原油會對燃料油型煉廠造成麻煩，一類是原油太重或太輕;二類是雜質(zhì)含量高，如硫、氮、酸值、重金屬，特別是酸值過高;三類是環(huán)烷基油。一個好的加工方案可使麻煩降到最低。

1.3.1 制定加工方案的主要依據(jù)

1)原油評價的各段餾分性質(zhì)。2)在保證質(zhì)量的前提下，提高收率，降低能耗。3)裝置操作階段性對原料性質(zhì)的要求。4)市場對產(chǎn)品的要求狀況及質(zhì)量要求。

2.3.2 制定加工路線的方向

1)根據(jù)輕油收率及性質(zhì)，確定原油單煉還是摻煉。2)石腦油組分考慮原料性質(zhì)情況，是否符合重整裝置質(zhì)量控制要求，芳潛含量高低。3)柴油和蠟油組分在考慮原料性質(zhì)是否符合兩套加氫裝置要求，同時族組成環(huán)烷基原油對其的影響。4)常渣組分考慮原料殘?zhí)贾笜舜_定階段性熱平衡控制，其次考慮金屬指標是否超標對催化劑的損傷，以及硫指標超標對下游產(chǎn)品的影響。5)減壓渣油主要考慮殘?zhí)?、灰分指標對舟山石化石油焦的影響，安排外銷或互供。

2 原油加工方案的選擇

2.1 常減壓加工的原則

1)原油質(zhì)量指標符合常減壓裝置設計要求。2)常減壓裝置操作平穩(wěn)，能耗低、收率高、產(chǎn)品質(zhì)量好。

3)常減壓裝置應根據(jù)二次加工的需求考慮加工方案。

2.2 原油加工方向的篩選

常態(tài)原油品種中JZ25-1、BZ28-2S、PY、XJ、WZ、LF、BN等7種中輕質(zhì)原油是進常裝置Ⅰ進行單煉或摻煉加工，QHD/NB、BZ25-1、CFD、LD10-1、PL19-3、LH等5種原油是進常裝置Ⅱ進行單煉或摻煉加工。

常態(tài)原油品種中PL、LH、LD等三種原油中的酸值都超常裝置Ⅱ酸值設計值(2.75 mg/g)較多。另外，PL、LH原油鹽含量較高，按照電脫脫鹽率90%推演，無法達到≤5mg/g，故PL、LH、LD不適合單煉，否則很難做好安全生產(chǎn)。

與常裝置Ⅰ常壓塔設計對比(表3)，JZ25-1、WZ、LF、BN等四種原油輕收收率在43.1%～46.4%，接近常裝置Ⅰ設計值(53.439%)，較適合單煉; XJ原油可考慮單煉;BZ28-2S、PY則不宜單煉，適合摻煉。

與常裝置Ⅱ常壓塔設計對比(表3)，PL19-3、LD10-1接近設計值，較適合單煉;CFD、BZ25-1可考慮單煉;QHD/NB、LH不宜單煉，適合摻煉。

表3 某煉廠常態(tài)原油收率匯總表

從常減壓裝置加工優(yōu)化初步篩選分析，常裝置Ⅰ原油品種中XJ原油可考慮單煉，BZ28-2S、PY不宜單煉，適合摻煉;常裝置Ⅱ原油品種中CFD、BZ25-1接近設計值，可考慮單煉;QHD/NB、LH、PL19-3、LD10-1不宜單煉，適合摻煉。

3 根據(jù)原油各窄餾分性路線的影響判定

1)直餾石腦油(初餾點-180℃)

直餾石腦油主要作為重整聯(lián)合預加氫的原料，原料指標要求芳潛含量高、雜質(zhì)含量(S、N、金屬元素)少的石腦油做原料。從表4看出，常裝置Ⅰ原油芳潛含量較高，常裝置Ⅱ原油較低，均和后可以達到30%以上范圍，但LH原油石腦油中的硫、氯含量指標和QHD原油石腦油中的氯含量指標都超出了預加氫裝置原料設計指標。其中，LH原油石腦油硫指標達到1220 mg/kg，超出指標220 mg/kg(設計值≤1000 mg/kg);氯指標達到6.9 mg/kg，超出指標2.9 mg/kg(設計值≤4.0 mg/kg);QHD/NB原油石腦油氯達到5.6 mg/kg，超出指標1.6 mg/kg(設計值≤4.0 mg/kg)。上述評估，QHD/NB、LH原油不宜單煉，適宜摻煉。具體數(shù)據(jù)詳見附表4。

表4 某煉廠各原油直餾石腦油質(zhì)量情況匯總表

2)直餾柴油(180-375℃)

直餾柴油主要是作為柴油加氫改質(zhì)的原料，是生產(chǎn)高質(zhì)量石腦油的原料(作為重整原料)，要求硫、氮含量低。由表5看出，QHD/NB柴油氮含量較高，超出指標(≤1000μg/g)，故QHD/NB不宜單煉。

表5 某煉廠各原油直餾柴油質(zhì)量情況匯總表

3)直餾蠟油(375-540℃)

直餾蠟油是作為蠟油加氫裂化裝置的原料，主要生產(chǎn)尾油做催化裂化的原料，其次增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中間餾分油---航煤、柴油;要求金屬含量低，裂解性能高，從而可以提高高附加值產(chǎn)品的產(chǎn)量，增加公司效益。從表2看出，常規(guī)原油生產(chǎn)的直餾蠟油指標基本符合，但QHD、LD原油屬于環(huán)烷基原油，BMCI(芳烴指數(shù))較高，表明裂解性能較差，不適合單煉，建議摻煉。具體數(shù)據(jù)見表6。

表6 某煉廠各原油直餾蠟油質(zhì)量情況匯總表

4)常渣(>380℃)

常裝置Ⅰ的常渣主要作為DCC裝置的主供原料，要求石蠟基易于裂解，以增產(chǎn)乙烯和丙烯產(chǎn)量;其次要求金屬含量低，以規(guī)避對催化劑的損傷。從表2看出，BN、LF、WZ、PY原油屬于石蠟基，裂解性能較好;JZ25-1為中間基，次之。但從表7看出，PY、WZ、JZ25-1原油NI+V含量較高，另外JZ25-1原油的硫含量也較高，故不適宜單煉。

表7 某煉廠各原油常渣質(zhì)量情況匯總表

與二次加工原料性質(zhì)的匹配篩選，常裝置Ⅰ原油中的PY、WZ、JZ25-1不宜單煉，常裝置Ⅱ中的原油QHD/NB、LH、LD不適宜單煉。

4 結(jié)論

某煉油廠常裝置Ⅰ的配套原油品種中的LF、BN原油單煉最佳，XJ原油次之，JZ25-1、WZ、BZ28-2S、PY不宜單煉，適合摻煉。常裝置Ⅱ原油品種中CFD原油單煉最佳，BZ25-1原油次之，LD10-1、QHD/NB、LH、PL19-3不宜單煉，適合摻煉。