100萬t/a委內(nèi)瑞拉超重油減粘裂化裝置改造設(shè)計(jì)

謝國宏, 賈建平, 韓 冰, 劉曉燕

（1. 中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司，山東 青島 266071； 2. 青島華油工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 青島 266071）

100萬t/a委內(nèi)瑞拉超重油減粘裂化裝置改造設(shè)計(jì)

謝國宏1, 賈建平2, 韓 冰1, 劉曉燕1

（1. 中國石油工程建設(shè)公司華東設(shè)計(jì)分公司，山東 青島 266071； 2. 青島華油工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 青島 266071）

遼河石化分公司減粘裂化裝置原加工原料為遼河管輸超稠油，本次改造采用了供氫熱裂化技術(shù)，改造后適應(yīng)加工委內(nèi)瑞拉原油，裝置投產(chǎn)成功，提高了遼河石化分公司減粘裝置加工原料的適應(yīng)性、加工能力和產(chǎn)品質(zhì)量，并為委內(nèi)瑞拉重油減粘工業(yè)試驗(yàn)打下良好基礎(chǔ)。

減粘裂化； 超重油； 上流式； 供氫劑

隨著常規(guī)石油資源日益減少和重油開采技術(shù)日臻成熟，重油資源成為我國進(jìn)口石油的重要選擇。隨著委內(nèi)瑞拉超重油開發(fā)產(chǎn)量日益提高，通過低成本的減粘技術(shù)，將是規(guī)避輕質(zhì)原油來源風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)委內(nèi)瑞拉超重油原地改質(zhì)，最大限度將委內(nèi)瑞拉超重油運(yùn)回國內(nèi)的有效途徑。委內(nèi)瑞拉超重油具有密度高，硫含量高，酸值（3.0 mg KOH/g）高的特點(diǎn)。此次減粘裂化裝置加工委內(nèi)瑞拉超重油適應(yīng)性改造，是為了在減粘裂化裝置上完成委內(nèi)瑞拉原油減粘工業(yè)試驗(yàn)而進(jìn)行的。

遼河減粘裂化裝置原設(shè)計(jì)加工遼河超稠油［1］，此次減粘裂化裝置加工委內(nèi)瑞拉超重油適應(yīng)性改造采用了添加供氫劑［2-6］及供氫改進(jìn)劑的供氫熱裂化技術(shù)，是為了在減粘裂化裝置上完成委內(nèi)瑞拉原油減粘工業(yè)試驗(yàn)而進(jìn)行的。本次改造于2009年11月完成設(shè)計(jì)，裝置于2010年6月開車一次成功，生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、數(shù)量均滿足要求。該裝置通過本次改造，裝置的處理能力實(shí)現(xiàn)100萬t/a，年開工8 000 h，原加工原料為遼河管輸超稠油，本次改造為適應(yīng)加工委內(nèi)瑞拉原油進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)的要求，以加工委內(nèi)瑞拉原油為設(shè)計(jì)工況，加工遼河超稠油為核算工況。

1 裝置工藝流程

1.1 原油換熱閃蒸部分

原料油經(jīng)原料油泵升壓后換熱至 187 ℃至閃蒸塔。閃蒸塔頂油氣經(jīng)過閃頂油氣空冷器冷凝、閃頂油氣后冷器冷卻到 40 ℃后進(jìn)入閃頂油水分離罐進(jìn)行氣液分離，不凝氣進(jìn)入原有燃料氣分液罐分液后引至減粘加熱爐。閃頂油進(jìn)入閃頂油泵，升壓后一路作為閃蒸塔頂回流返回到閃蒸塔頂部，另一路作為汽油餾分合并至減粘分餾塔頂汽油管線。

1.2 減粘反應(yīng)部分

閃底油自經(jīng)閃底油泵來，經(jīng)換熱后進(jìn)入減粘加熱爐加熱。閃底油被加熱后，送至減粘反應(yīng)塔進(jìn)行減粘裂化反應(yīng)，再經(jīng)反應(yīng)塔反應(yīng)后反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)分餾塔進(jìn)行分餾。

1.3 減粘分餾部分

減粘分餾塔頂分出的裂化氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓后送至氣體脫硫單元脫硫處理。減粘分餾塔頂分出的汽油組分與閃蒸塔頂分出的汽油組分合并后送出裝置。減粘柴油自分餾塔第8層塔盤抽出，經(jīng)柴油汽提塔汽提后，由泵升壓經(jīng)原油-減粘柴油換熱器、柴油冷卻器冷卻后送出裝置。原有中段回流系統(tǒng)取消。

減粘分餾塔底油自減粘分餾塔底部分為二路，一路經(jīng)急冷油泵升壓后經(jīng)閃底油－急冷油換熱流程，換熱后返回塔底部，另一路經(jīng)減粘渣油泵升壓后，送至加熱爐加熱。當(dāng)生產(chǎn)瀝青方案時(shí)，經(jīng)過減壓系統(tǒng)出裝置。當(dāng)生產(chǎn)燃料油方案時(shí)，經(jīng)減壓渣油換熱流程，換至95 ℃，作為燃料油送出裝置。

1.4 減壓部分

減壓塔為全填料干式減壓塔，考慮微濕式操作。減頂油氣從減壓塔頂出來后，經(jīng)過減頂一級抽空器后進(jìn)入減頂一級冷凝器冷凝冷卻，凝縮油經(jīng)大氣腿流入減頂分水罐，未凝氣體經(jīng)減頂二級抽空器后,再經(jīng)減頂二級冷凝器冷凝冷卻，液相經(jīng)大氣腿流入減頂分水罐。減頂分水罐內(nèi)的減頂油經(jīng)升壓后合并到減一線油出裝置,氣相引至減粘加熱爐燒掉。

減一線油由減一及減一中油泵自減壓塔第I段填料下集油箱抽出升壓，經(jīng)換熱和冷卻后分為兩路：一路作為回流打回塔頂部，一路作為重柴油出裝置。

減二線油由減二及減二中油泵自塔第 III段填料下集油箱抽出升壓，經(jīng)換熱溫度降為188 ℃后分為二路，一路作為中段回流，另一路冷卻后出裝置。

減壓渣油經(jīng)減壓渣油泵升壓后經(jīng)換熱至 154℃，作為瀝青送出裝置；如果不生產(chǎn)瀝青，則再經(jīng)過換熱至95 ℃作為燃料油出裝置。

1.5 二注部分

新增中和緩蝕劑配制儲(chǔ)罐2臺(tái)，新增注中和緩蝕劑泵2臺(tái)，保留原有至閃蒸塔頂油氣線和分餾塔頂油氣線的注中和劑和注水系統(tǒng)。新增自注中和緩蝕劑泵后引出分支至減頂油氣線注中和緩蝕劑。

新增塔頂注水罐1臺(tái)，新增塔頂注水泵2臺(tái)，泵出口保留原有至閃頂、分餾塔頂?shù)淖⑺鞒蹋略鲎⑺种е翜p頂油氣線、至西蒸餾等。

1.6 試驗(yàn)注劑部分

新增供氫劑注入管線，引自西蒸餾的減壓餾分油經(jīng)過流控調(diào)節(jié)閥后注入閃蒸塔底餾出線。新增穩(wěn)定劑注入裝置1套，用于將減粘工業(yè)試驗(yàn)用穩(wěn)定劑-1注入減粘柴油出裝置線。新增供氫改進(jìn)劑注入裝置1套，分別用于將減粘工業(yè)試驗(yàn)用供氫改進(jìn)劑注入閃蒸塔底餾出線；將試驗(yàn)用穩(wěn)定劑-2注入分餾塔底餾出線。

工藝流程圖見圖1。

圖1 減粘裂化裝置工藝流程圖Fig.1 Visbreaking unit process flow chart

2 技術(shù)特點(diǎn)

本裝置的加工原料為高密度、高粘度、高殘?zhí)?、高瀝青質(zhì)、高金屬、高硫的委內(nèi)瑞拉超重油原油，通過本次改造，使裝置在適應(yīng)性和可操作性、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗指標(biāo)、自動(dòng)控制水平、設(shè)備防腐抗腐性能和長周期運(yùn)轉(zhuǎn)等均達(dá)到較高水平。并為實(shí)現(xiàn)委內(nèi)瑞拉超重油原地改質(zhì)，最大限度運(yùn)回國內(nèi)加工奠定基礎(chǔ)。結(jié)合裝置現(xiàn)狀，充分依托裝置的現(xiàn)有設(shè)施，消除“瓶頸”，使改造后裝置的總體水平提高。裝置對原油硫含量、酸含量及原油性質(zhì)等的變化具有較高的適應(yīng)能力。本次改造將綜合采用下列技術(shù)：

（1）采用兩段上流式減粘裂化反應(yīng)器，操作靈活。

（2）采用全填料減壓塔技術(shù)（包括高效填料及高效低壓降、氣液分配器、液體收集器等內(nèi)件）。

（3）采用減壓塔進(jìn)料分配器，降低霧沫夾帶技術(shù)。

（4）采用控制減壓渣油高溫?zé)崃呀饧夹g(shù)。

（5）采用“微濕式”減壓蒸餾深拔技術(shù)。

（6）采用低速轉(zhuǎn)油線、減壓爐管逐級擴(kuò)徑、爐管吸收轉(zhuǎn)油線熱脹量技術(shù)。

（7）采用高效抽真空技術(shù)。

（8）采用“窄點(diǎn)”法優(yōu)化換熱流程技術(shù)。

（9）采用集中回收煙氣余熱技術(shù)。

（10）采用防止煙氣露點(diǎn)腐蝕技術(shù)。

（11）采用低溫?zé)峄厥占夹g(shù)。

（12）采用工藝防腐和設(shè)備抗腐相結(jié)合的防腐技術(shù)。

3 原料性質(zhì)

裝置原加工原料為遼河管輸超稠油。本次改造為適應(yīng)加工委內(nèi)瑞拉原油進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)的要求，以加工委內(nèi)瑞拉原油為計(jì)算工況，以加工遼河超稠油為核算工況。

表1 原油性質(zhì)Table 1 Properties of crude oil

4 產(chǎn)品方案

減粘裝置加工超稠油產(chǎn)品要求見表2。

表2 產(chǎn)品要求Table 2 Product requirements table

5 裝置物料平衡

裝置物料平衡見表3。

表3 物料平衡Table 3 Material balance table

6 主要操作條件

主要操作條件見表4。

表 4 主要操作條件Table 4 Main operating conditions

7 問題探討

（1）裝置開工初期，閃底油泵出現(xiàn)短暫汽蝕現(xiàn)象，分析原因?yàn)樵腿腴W蒸塔溫度偏低，不符合原油脫水需要，經(jīng)調(diào)整操作將原油入閃蒸塔溫度適當(dāng)提高，閃底油泵汽蝕現(xiàn)象得以解決。

（2）遼河石化公司減粘裝置加工原油密度大、粘度高、酸值高、重金屬含量高、腐蝕嚴(yán)重。雖然此次改造進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，但仍存在安全隱患，為適應(yīng)原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化的趨勢，部分未改造的管線、設(shè)備等需將材質(zhì)升級。

8 結(jié) 論

本裝置的加工原料為高密度、高粘度、高殘?zhí)俊⒏邽r青質(zhì)、高金屬、高硫的委內(nèi)瑞拉超重油原油，通過本次改造，使裝置在適應(yīng)性和可操作性、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗指標(biāo)、自動(dòng)控制水平、設(shè)備防腐抗腐性能和長周期運(yùn)轉(zhuǎn)等均達(dá)到較高水平。并結(jié)合裝置現(xiàn)狀，充分依托裝置的現(xiàn)有設(shè)施，消除瓶頸，使改造后裝置的總體水平提高。裝置對原油硫含量、酸含量及原油性質(zhì)等的變化具有較高的適應(yīng)能力。

裝置采用的添加改進(jìn)劑的供氫熱裂化技術(shù)，經(jīng)改造后滿足加工委內(nèi)瑞拉原油進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)的要求，該裝置的投產(chǎn)成功提高了遼河石化分公司的減粘裝置的加工能力和產(chǎn)品質(zhì)量，并為委內(nèi)瑞拉重油減粘工業(yè)試驗(yàn)打下良好基礎(chǔ)。

［1］尚海波. 遼河減粘裂化改造技術(shù)總結(jié)［J］. 化工設(shè)計(jì)，2004，14（6）：48-50.

［2］鄧文安,等. 加供氫劑的減壓渣油減粘裂化工藝的開發(fā)［J］. 煉油技術(shù)與工程，2006，36（12）：7-10.

［3］劉東,等.遼河減壓渣油供氫減粘裂化反應(yīng)性能研究［J］. 石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，26（2）：86-87.

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［5］孫柏軍, 等. 孤島減壓 供氫劑臨氫減粘裂化的研究（一）［J］. 石油煉制，1991，22（2）：54-59.

［6］孫柏軍, 等. 孤島減壓供氫劑臨氫減粘裂化的研究（二）［J］. 石油煉制，1991，22（4）：62-65.

Reconstruction Design of 1Mt/a Visbreaking Unit for Extra Heavy Oil From Venezuela

XIE Guo-hong1, JIA Jian-ping2, HAN Bing1，LIU Xiao-yan1
（1. CPECC East China Design Branch, Shandong Qingdao 266071，China；2. Qingdao Huayou Engineering Construction Project Management Co.,Ltd., Shandong Qingdao 266071，China)

Original raw material in the visbreaking unit of Liaohe petrochemical company was super heavy crude.The visbreaking unit was reconstructed with hydrogen thermal cracking technology; after the transformation, the unit can process crude oil from Venezuelan, and the unit has put into operation successfully. Raw material adaptability, process capability and product quality of the reconstructed visbreaking unit in Liaohe petrochemical company were improved,which can lay a good foundation for viscosity reduction industrial tests of heavy oil from Venezuela.

Visbreaking; Extra heavy oil; Upflow; Hydrogen donor

TE 624

A

1671-0460（2012）06-0636-04

2012-02-08

謝國宏（1975-），女，遼寧朝陽人，高級工程師，1998年畢業(yè)于西安石油學(xué)院化工專業(yè)，研究方向：煉油設(shè)計(jì)工作。E-mail：xieguohong@cnpccei.cn。