摘要：催化裂化是在熱裂化工藝上發展起來的，是提高原油加工深度，生產優質汽油、柴油最重要的工藝操作。原料主要是原油蒸餾或其他煉油裝置的350~540℃餾分的重質油。文章發表在《環境科學導刊》上，是自然科學職稱論文發表范文，供同行參考。
關鍵詞：石化煉油,煉油優化
2012年我國生產原油20748萬噸，同比增長1.9%;進口原油27109萬噸，同比增長7.3%;出口244萬噸，同比減少3.5%;原油表觀消費量47613萬噸，同比增長4.9%，對外依存度56.4%。
混合原油A進1#常減壓加工,分離出輕石腦油后作為乙烯裝置的原料,重石腦油經過石腦油預加氫裝置處理后作為重整原料,直餾煤油經加氫后出3#航空煤油,柴油經加氫后出0#柴油,蠟油去加氫裂化和渣油加氫裝置。150kt/a渣油去焦化裝置,多余579kt/a作為渣油加氫裝置的原料。
混合原油B混合原油B的渣油去渣油加氫脫硫(RDS),故渣油的重金屬和殘炭含量較低,原油中含Fe1.5μg/g、Ni10.68μg/g、V34.83μg/g,殘炭的質量分數為5.86%。混合原油B分兩路,分別進2#常減壓2500kt/a老線和3500kt/a新線。2500kt/a老線的輕石腦油作為乙烯原料,重石腦油作為重整原料,航煤餾分經加氫出3#航煤,柴油餾分加氫后出0#柴油,常渣去減壓塔拔出蠟油后作為加氫裂化的原料,渣油作為RDS原料。3500kt/a新線分出輕重石腦油作為乙烯原料,煤油經加氫后做3#航空燃料,柴油餾分加氫后出0#柴油,常渣直接作為RDS原料。
(3)重油加工1#常減壓減渣共計2729kt/a,其中2150kt/a去焦化裝置,其余579kt/a與2#常減壓裝置的常渣和減渣(共計3095.6kt)作為RDS的原料;1#和2#常減壓的輕蠟油(共計1727kt/a)作為加氫裂化裝置原料;1#和2#常減壓的重蠟油共計1562kt/a,其中1253kt/a去加氫裂化裝置,其余重蠟油(309kt/a)、焦化蠟油(354.8kt/a)以及減四線(106kt/a)一同作為RDS的原料。RDS進料總計3865kt/a,產出加氫尾油達3340kt/a,作為流化催化裂化(FCC)裝置的原料。柴油和煤油加氫能力基本平衡,本次改造沒有新建裝置,只是將2#柴油加氫由石腦油預加氫,經改造后重新恢復為1200kt/a柴油加氫裝置,1#柴油加氫裝置恢復為550kt/a柴油加氫功能。
但是由于原油油種變化較大,導致各餾分的收率與原設計相比有一定差距,同時由于原油價格、成品油和化工產品市場變化,煉油項目改造完成后沒有完全達到可行性研究報告的效益水平,促使我們要根據市場情況,重新考慮優化完善上海石化的煉油加工總流程,使原油加工和煉油、乙烯、芳烴3條線的資源配置更加合理,綜合效益達到最大化。
優化后的煉油加工總流程優化后的煉油加工總流程見。原油優化基于乙烯原料從常減壓裝置直餾提取的部分比例大幅減小,優化后的方案只是將常減壓的LPG和C5~85℃的輕餾分作為乙烯原料,原設計的912kt/a石腦油優化為C5~85℃的輕餾分油,并降至約850kt/a作為乙烯原料,占原油加工比例的5.3%。世界上絕大部分原油中的這部分組成均是裂解性能很好的乙烯原料,故在原油選擇、采購時不考慮乙烯料的因素。
優化后的方案可以把高油價的石蠟基原油排除在外,集中選擇適應做RDS和FCC加工流程的原油以及為生產芳烴而選擇芳烴潛含量較高的中間基原油,這樣可以有效地降低原油采購成本。原油采購和分儲分煉的原則是:為1#常減壓裝置選擇芳烴潛含量高且適合出瀝青的原油,為2#常減壓裝置選擇催化裂化性能較好并兼顧芳烴潛含量高的原油。
在加工過程中盡量減少1#和2#渣油混合使用的比例,真正起到分儲分煉的效果。按照以上原油混配,蠟油產出9000×27.46%=2471.4kt/a;渣油產出9000×24.06%=2165.4kt/a(抽出100kt/a減四線后約為2060kt/a);石腦油產出9000×16.72%=1504.8kt/a。優化以后,1#常減壓裝置的劣質渣油由原設計的2729kt/a降至2060kt/a,減少了669kt/a,2060kt/a的渣油中500kt/a去溶劑脫瀝青裝置,350kt/a去RDS裝置,視渣油質量情況有100kt/a左右去調和瀝青,還有1110kt/a去焦化裝置,比原設計減少1040kt/a的焦化處理量。
如果能滿足瀝青標準,應可增加瀝青產量,最大幅度減少焦化加工量而提高效益。渣油、蠟油優化在原設計的基礎上通過系統優化,可以將500kt/a溶劑脫瀝青裝置開啟,在處理500kt/a1#減渣的同時,可產出250kt/a脫瀝青油作為RDS的原料,既可降低焦化負荷,又改善了RDS原料品質。
在保證RDS進料重金屬、殘炭和膠質不超標的前提下提高摻渣比約8.68%,達65%左右,這樣也可多消化1#常減壓渣油350kt/a左右。另外可視1#減渣情況,適時調和瀝青100kt/a,使原設計2150kt/a焦化進料降至1110kt/a,使低價值的石油焦產量從720kt/a降至371.9kt/a,相應也減少了其他焦化產品,焦化蠟油的產量也由355kt/a降至183kt/a(見表10~11)。經過優化以后可以將1#焦化停役,目前初步設想是改造用催化油漿作為原料生產高附加值產品針狀焦(此技術正在研發中)。從年前的考核運行中發現高壓加氫裂化還有較大的運行余量,目前按照1700kt/a運行沒有瓶頸,這樣就需要增加200kt/a的蠟油。
研究發現催化柴油的芳烴潛含量較高,是比較好的加氫裂化原料,這既解決加氫裂化原料的缺口問題,又減少劣質柴油的調和組分。在蠟油存在缺口的情況下,用催化柴油摻入加氫裂化的原料中(試運行結果可以達到10%摻煉量)是一種很經濟的方法。從蠟油和渣油的優化方案中可以得出:(1)原油分儲分煉比原設計優化;(2)開溶劑脫瀝青裝置解決渣油出路,同時產出溶劑脫瀝青油,頂出蠟油滿足加氫裂化加工量;(3)RDS處理量比原設計提高4.3%,且原料質量也優,可以延長RDS運行周期。
直餾石腦油的優化原設計中1#常減壓直餾石腦油分離出C5~65℃餾分作為乙烯原料,65~175℃預加氫后作為重整預加氫的原料,2#常減壓老線的直餾石腦油與1#同樣方法做,但新線的石腦油C5~175℃全部作為乙烯原料,這樣不是很合理。優化的方法是利用原1#FCC輕重汽油分離塔將2#常減壓新線的石腦油進行分離,并將全部輕石腦油的干點向上移至85℃,鏈烷烴摩爾分數可以大于85%,是非常優質的乙烯裂解原料。根據原油性質可以得到2650kt/a的石腦油,其中C5~85℃的約850kt/a可以作為乙烯原料,85~175℃的約1800kt/a去石腦油預加氫后作為催化重整原料,真正做到“宜烯則烯、宜芳則芳”。
高壓加氫裂化裝置優化高壓加氫裂化原設計900kt/a,全循環出重石腦油,經過幾次改造后,現已達到1500kt/a,并一次通過流程,加氫尾油收率20%,重石腦油收率由45%下降至35%,同時也可生產航煤和柴油。經過2012年高負荷試驗,優化后的煉油總流程中該裝置處理能力提高至1700kt/a,不僅有利于蠟油加工能力的提升,同時又可多產優質的重整原料(重石腦油)和乙烯原料(加氫尾油)。航煤系統的優化原總流程中航煤加氫利用原裝置800kt/a能力,沒有改造,根據高負荷標定結果,該裝置可以達到924kt/a。
因為原油加工量提高了4000kt/a,直餾航煤組分(包括航煤餾分的干點提高20K)增加了近500kt/a,優化的方法是將原汽油加氫裝置改造為350kt/a的直餾航煤加氫裝置,這樣直餾航煤加氫能力從924kt/a提高至1280kt/a左右,加上高壓加氫裂化裝置可以出280kt/a航煤,每年航煤產量可超過1560kt/a,比原設計多產383.4kt/a航煤的同時也減少383.4kt/a柴油產量。
化學核心期刊論文發表：《環境科學導刊》是云南省環保廳主管，云南省環境科學研究院主辦，全國公開發行的學術類環境科技期刊，國內統一刊號：CN53-1205/X;國際標準刊號：ISSN1673-9655。
