煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策

化工活動家

2021年6月2日 13:08

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煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖1

編輯 | 化工活動家

作者 | 楊孟虎等

來源 | 煉油技術與工程

關鍵詞 | 原油 順序加工

共 2869 字 | 建議閱讀時間 12 分鐘

導讀

中國石油化工股份有限公司洛陽分公司(洛陽石化)擁有一套8.0Mt/a常減壓裝置，主要加工進口低硫原油，包含WTI原油、南巴原油、盧拉原油、埃斯坡原油、桑格斯原油等，進口高硫原油包含沙特中質原油、沙特重質原油等，以及中原原油、長慶原油、塔河原油等。原油加工采用“分儲分煉、順序加工”模式，即進口低硫原油和中原原油混合的管輸原油，長慶原油及其性質類似的低硫輕質原油，進口高硫原油，塔河原油等4類原油分開進行存儲；在低硫原油加工時常減壓裝置加工低硫輕質原油和管輸原油，其減壓渣油單獨存儲供催化裂化裝置摻煉；在高硫原油加工時常減壓裝置加工高硫原油、塔河原油和管輸原油，其減壓渣油單獨存儲供焦化裝置和溶劑脫瀝青裝置；根據減壓渣油平衡情況，高硫原油和低硫原油依次進行切換加工，原油順序加工簡易流程如下圖所示。

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖2

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖3

原油順序加工在新形勢下的變化

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖4

2019年4月洛陽石化開始進行全廠裝置停工大檢修，常減壓裝置進行了材質升級、減壓塔內構件更新以及抽真空系統設備更新等改造，1號催化裂化裝置、2號催化裂化裝置、噴氣燃料加氫裝置、SZorb裝置等進行了擴能改造。其中常減壓裝置硫設防值將由檢修前的1.5%提高至檢修后的2.5%，原油加工繼續采用“分儲分煉、順序加工”模式，新形勢下主要有以下三個變化。

1
原油加工量提高

大檢修前原油加工量在16.8kt/d左右，大檢修后根據實際情況，原油加工量提高至19kt/d，原油加工量較檢修前提高13%，2019年大檢修前后原油加工量變化見下表。

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖5

2
高硫原油與低硫原油硫差擴大

大檢修前后，在低硫原油加工期間進常壓裝置的混合原油硫質量分數在0.35%~0.50%，基本不變；在高硫原油加工期間進常壓裝置的混合原油硫質量分數由1.35%~1.45%提高至1.90%~2.10%；順序加工期間高、低硫原油硫差由檢修前的1.0%提高至檢修后的1.5%，擴大50%。

3
原油順序加工輪次時間縮短

大檢修前兩套催化裂化裝置設計規模均為1.4Mt/a，摻煉低硫減壓渣油平均26t/h；高硫、低硫原油加工時間基本是“7天高硫+2天低硫”或“8天高硫+3天低硫”模式。大檢修后1號催化裂化裝置規模擴大至1.8Mt/a，2號催化裂化裝置規模擴大至1.6Mt/a(主反應器)，兩套催化裂化裝置再生器的取熱能力增大，摻渣能力大幅提高，摻煉低硫減壓渣油平均60t/h以上；高硫、低硫原油加工時間基本是“4天高硫+4天低硫”或“5天高硫+4天低硫”模式。

原油順序加工期間存在的問題及對策

高硫原油加工時硫含量受限

①原因分析

洛陽石化氫氣來源主要為重整裝置、富氫氣體回收PSA(變壓吸附裝置)、芳烴PSA，以及外購氫氣；主要用于各臨氫裝置使用，其中蠟油加氫裝置、柴油加氫裝置(直餾柴油)、催化裂化柴油加氫裝置(催化柴油)耗氫量較大；檢修前后高硫原油加工期間全廠氫氣平衡見下表。

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖6

可以看出，重整裝置、富氫氣體回收PSA和芳烴PSA裝置產氫較為恒定，主要變化在外購氫氣量。高硫原油加工期間，經常出現外購氫氣供給不足，最低時1.4t/h，約15700m3/h；由于氫氣不足，造成柴油加氫裝置降低催化柴油摻煉量，精制柴油十六烷值富裕度較大，罐區催化柴油漲庫；蠟油加氫裝置要低負荷運行，大量減壓高硫蠟油要外甩罐區，在高硫蠟油罐容受限后，要下調東部進口高硫原油加工量，混合原油硫含量受限。

②采取對策

(1)停運催化柴油加氫裝置。目前催化柴油加氫裝置主要用來平衡氫氣，由于在高硫加工期間，催化柴油加氫裝置切斷新鮮進料，全部循環仍然耗氫2000~3000m3/h。催化柴油加氫裝置停運后，柴油加氫裝置可以多消耗催化柴油，降低精制柴油十六烷值富裕度。2019年8月1日催化柴油加氫裝置停運后，高硫原油加工期間氫氣平衡見下表。

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖7

（2) 調整富氫氣體回收

PSA，增產氫氣。富氫氣體回收PSA裝置加工脫硫后的柴油加氫和蠟油加氫富氫氣體，生產高純度氫氣，氫氣純度99.9%以上；PSA解吸氣中氫氣體積分數在35%左右，產氫量較低。通過調整吸附時間，控制產品氫氣純度不低于95%(其中CO+CO2質量分數控制在10~20μg/g，并且CO質量分數不大于10μg/g)，制氫PSA解吸氣中氫氣體積分數降至20%以下，產品氫氣增加約1000m3/h。

(3)調整精制蠟油硫含量，減少耗氫。由于兩套催化裂化裝置進料硫含量、穩定汽油硫含量、SZorb裝置進料硫含量都有較大富裕度。在高硫加工期間，蠟油加工負荷和進料性質不變情況下，精制蠟油硫質量分數上限由0.30%調整為0.45%，并按上限控制，減少氫氣耗量約1000m3/h。

(4)1號催化干氣改至芳烴PSA裝置作為進料。大檢修前2號催化脫后干氣作為芳烴PSA裝置原料，由于大檢修之后1號催化裝置采用MIP新工藝，1號催化干氣中氫氣含量較2號催化高，9月10日將2號催化干氣改進高壓瓦斯管網，將1號催化干氣改至芳烴PSA裝置，提高進料中氫氣含量，增加芳烴PSA產氫量500m3/h。

(5)協調增大外購氫氣量。計算好高硫、低硫原油切換時間，并及時與煉化公司(外購氫公司)做好溝通，提前做好準備，增大高硫原油加工期間的氫氣供量，平均供給2.2t/h，約合24000m3/h。

氫氣平衡困難

①原因分析

高硫、低硫原油硫差由檢修前的1.0%提高至檢修后的1.5%，增大原油順序加工期間氫氣消耗的不平衡度；加之外購氫氣一般維持在恒定的供給量，調整幅度非常有限，因此高硫、低硫原油切換造成氫氣平衡非常困難。

②采取對策

(1)調整蠟油加氫進料性質。蠟油加氫裝置進料包括減壓蠟油(VGO)、焦化蠟油(CGO)、脫瀝青油(DAO)。由于焦化裝置和溶劑脫瀝青裝置負荷以及進料性質基本不變，所以CGO和DAO量及性質較為穩定，主要在VGO的變化。高硫原油加工期間，減壓蠟油硫質量分數2.1%，低硫原油加工期間減壓蠟油硫質量分數0.6%。采取高硫原油加工期間，降低蠟油加氫裝置負荷至250t/h，部分高硫VGO送至罐區存儲，減少氫氣耗量；低硫原油加工期間，部分低硫VGO送至罐區直接作為催化裝置原料，蠟油加氫裝置大量加工罐區存儲的高硫VGO，滿負荷(280t/h)運行，增加氫氣耗量；維持原油順序加工期間的氫氣平衡。目前低硫原油期間加工高硫VGO在45t/h。

(2)調整柴油加氫進料組成比例。柴油加氫裝置進料包括直餾柴油、焦化汽油、焦化柴油、催化柴油及蠟油加氫柴油。在低硫原油加工期間，常壓裝置直餾柴油收率較高達到20%，將密度較小的常二線改進柴油加氫裝置，裝置高負荷運行(270t/h)，提高催化柴油加工量至65t/h；高硫原油加工期間，常二線改出柴油加氫裝置，柴油加氫裝置低負荷運行，降低催化柴油加工量至35t/h，既確保了餾出口柴油產品質量達到車用柴油(國Ⅵ)標準，同時又做到氫氣平衡；調整后的低硫原油加工期間氫氣平衡見下表。

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖8

切換期間操作波動較大

①原因分析

高硫原油和低硫原油切換過程，由于原油硫含量、殘炭、重金屬含量及各組分的收率會發生變化，常減壓裝置的直餾柴油、減壓蠟油、減壓渣油等性質同時發生變化，導致進入二次加工裝置的原料性質發生變化。大檢修之后，提高原油加工量，提高了高硫原油加工期間混合原油硫含量，擴大了高硫、低硫原油硫差，高硫、低硫原油各組分收率變化更大。通過檢修之前中間罐區微量調整的方法難以穩定進料負荷及性質，需要常減壓裝置、柴油加氫裝置、蠟油加氫裝置、硫磺回收裝置調整較大，操作經驗不足以及調整不及時將會造成裝置波動。

②采取對策

(1)從原油罐區切換原油開始，對常減壓、蠟油加氫、柴油加氫、硫磺回收等裝置的物料在裝置內存留時間和送下游裝置在途時間進行核算。高硫、低硫原油切換期間物料反應時間如下圖所示。

煉化一體化形勢下原油順序加工的生產運行對策的圖9