減少煉廠柴油產(chǎn)量的總流程優(yōu)化

毛會林,郭宏新,高　翔

(中石化洛陽工程有限公司，河南　洛陽　471003)

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減少煉廠柴油產(chǎn)量的總流程優(yōu)化

毛會林,郭宏新,高翔

(中石化洛陽工程有限公司，河南洛陽471003)

隨著柴油的需求量持續(xù)低迷，柴油產(chǎn)量過大的煉廠經(jīng)濟效益持續(xù)不佳。文章以國內(nèi)某民營企業(yè)煉廠為例，詳細討論了企業(yè)減少柴油產(chǎn)量的若干方法，最終用PIMS軟件對全廠總加工流程進行了優(yōu)化，主要優(yōu)化了常減壓裝置、加氫改質(zhì)裝置以及催化裂解DCC裝置的原料或產(chǎn)品。優(yōu)化后有效減少了柴油的出廠量，解決了困擾企業(yè)已久的柴油過剩問題，顯著提高了企業(yè)的競爭力，本文的優(yōu)化方法對類似的柴油過剩的煉廠提高效益具有一定的參考意義。

煉廠；柴油；流程；優(yōu)化

伴隨著中國經(jīng)濟逐漸步入中速增長的新常態(tài)，中國煉油工業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)型升級和調(diào)整結構加以應對，以消化柴油過剩產(chǎn)能[1]，提高企業(yè)競爭力。

近年來，柴油需求繼續(xù)保持低迷，我國柴油消費不斷降速，同時質(zhì)優(yōu)價廉的生物柴油脫穎而出，開發(fā)熱潮不斷升溫，技術進展屢屢突破[2]，作為常規(guī)柴油的替代品，生物柴油可以直接用作車用柴油使用[3]，受到“生物柴油”、輕質(zhì)燃料油等國內(nèi)外隱性資源的制約，柴油表觀需求接近零增長。因民營企業(yè)缺乏廣泛的柴油市場，柴油供需失衡將使得民營煉廠的經(jīng)營更加困難，經(jīng)濟效益變差。因此，調(diào)整全廠加工流程，優(yōu)化產(chǎn)品結構，降低柴油的出廠量，是取得經(jīng)濟效益的有效途徑。

1　M煉廠的基本情況

M煉廠屬于民營企業(yè)，該廠原油加工量為660萬噸/年，其主要的煉油裝置及規(guī)模見表1。

表1　煉廠主要裝置及規(guī)模表Table 1　Main refinery device and scale

續(xù)表1

裂解石腦油加氫60裂解芳烴抽提40氣體分離100石腦油預處理150連續(xù)重整150芳烴抽提60柴油加氫改質(zhì)200加氫裂化220

表2　煉廠全廠物料平衡表Table 2　Refinery material balance

由表2可以看出，該煉廠產(chǎn)出的國V柴油量達67.71萬噸/年，幾乎占了產(chǎn)品總量的10%。對于M煉油廠來說，由于其沒有廣泛的柴油市場，只能把符合國家標準的國V柴油銷售給中石化、中石油等國有企業(yè)，導致其柴油價格偏低，效益不佳。根據(jù)當前的市場環(huán)境，必須優(yōu)化產(chǎn)品結構，降低柴油產(chǎn)品產(chǎn)量，增加裝置生產(chǎn)操作的靈活性，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2　幾種優(yōu)化方案的討論分析

為達到少產(chǎn)柴油產(chǎn)品，進一步提高煉廠整體經(jīng)濟效益的目的，計劃采取以下三種方案。

(1)直接將進柴油加氫改質(zhì)的直餾柴油，改為進加氫裂解裝置，這樣柴油加氫改質(zhì)裝置的柴油可全部循環(huán)，最終達到該裝置不出柴油的目的。

(2)調(diào)整常減壓裝置的直餾柴油切割餾程：95%點由365 ℃調(diào)整至345 ℃，目的是將部分重柴油壓入直餾蠟油中作為催化裂解裝置的進料，同時相應降低200萬噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置的進料量，進一步提高加氫柴油的回煉比。

(3)考慮將200萬噸/年柴油加氫改質(zhì)裝置的加氫柴油，作為催化裂解裝置的原料進一步裂解，以減少柴油產(chǎn)品出廠量或不出柴油產(chǎn)品。

2.1方案一討論分析

常減壓蒸餾裝置直餾柴油的主要性質(zhì)見表3。

表3　直餾柴油的主要性質(zhì)表Table 3　Main property of straight-run naphtha

續(xù)表3

環(huán)烷烴重量含量/%44.470272.18380.0000芳烴重量含量/%41.06319.853317.5569十六烷指數(shù)41.122663.150760.3692總氮含量140.044414.107347.6780

三個方案中，按照常理，方案一應該是比較經(jīng)濟的一種措施。由表3可以看出，直餾柴油中，環(huán)烷烴、芳烴含量較高，直接催化裂解比較困難，因此方案一不可行。

2.2方案二討論分析

方案二中，經(jīng)過重新切割后常減壓裝置中各產(chǎn)品的收率見表4。

表4　不同切割溫度下各產(chǎn)品收率表Table 4　Yield of each product at different cutting temperatures

原的切割方案中，各產(chǎn)品的切割溫度為：石腦油<170 ℃，直餾柴油170～360 ℃，直餾蠟油360～530 ℃，減壓渣油>530 ℃。其各產(chǎn)品收率見表4。現(xiàn)有的切割方案中，各產(chǎn)品的切割溫度為：石腦油<175 ℃，直餾柴油175～345 ℃，直餾蠟油345～530 ℃，減壓渣油>530 ℃。其各產(chǎn)品收率見表4。由表4可知，直餾柴油的切割溫度變窄后，柴油的收率由原來的34.6%變?yōu)?1.67%，可以達到降低部分直餾柴油的目的。

經(jīng)過重新切割后的直餾柴油重新進200萬噸/年加氫改質(zhì)裝置，經(jīng)工藝核算，重新切割后的柴油餾分進入該裝置后，裝置的產(chǎn)品收率見表5。

表5　加氫裝置產(chǎn)品收率(對原料)表Table 5　Yield of products in hydrogenation unit

2.3方案三討論分析

由于催化裂解裝置已建成，不宜進行大幅改動。根據(jù)加氫柴油的性質(zhì)，初步確定了兩個方案。方案1：加氫柴油進第二反應器C4進料處，原設計的C4回煉停用。由于C4噴嘴設計為氣相進料，加氫柴油進料時需更換為高效霧化噴嘴，霧化蒸汽用量為進料量的2.5%(ω)。方案2：加氫柴油進第二反應器C4進料處，碳四通過新增跨線進第二反應器輕汽油噴嘴以及第一反應器底部預提升處噴嘴。由于回煉的C4為氣相，需要與噴嘴廠商協(xié)商其與輕汽油同時進輕汽油噴嘴的可行性。

原設計、方案1、方案2的產(chǎn)物收率見表6。

表6　各方案的產(chǎn)物收率表Table 6　Yield of products under different plans 　(%)

由表6可以看出，方案1中，由于混合C4不進行回煉，乙烯的收率僅為3.93%，而丙烯的收率僅為16.91%。而方案2中的混合C4進行回煉，乙烯與丙烯的收率分別為4.47%、19.05%，方案1的烯烴收率偏低。由于烯烴附加值高，經(jīng)濟效益良好，多產(chǎn)烯烴對于全廠的經(jīng)濟效益貢獻較大。經(jīng)與噴嘴廠商協(xié)商，回煉的混合C4可與輕汽油同時進輕汽油噴嘴。因此方案2較優(yōu)。優(yōu)化前后，催化裂解裝置的物料平衡表見表7。

表7　催化裂解裝置優(yōu)化前后物料平衡表Table 7　Material balance of DCC under different plans

續(xù)表7

HC尾油87.386.5加氫柴油50.5混合C422.022.0

由表7可以看出，經(jīng)過方案優(yōu)化后，柴油加氫改質(zhì)的加氫柴油50.5萬噸/年進催化裂解裝置，多出的38.5萬噸/年的直餾蠟油進加氫裂化裝置。

3　方案優(yōu)化結果

中國石化集團系統(tǒng)引進的美國艾斯苯公司過程工業(yè)經(jīng)濟規(guī)劃軟件(PIMS)[4]，在煉油廠原油選購、計劃排產(chǎn)、優(yōu)化資源配置，提高經(jīng)濟效益方面發(fā)揮著積極作用[5]。筆者通過運用PIMS軟件，建立PIMS規(guī)劃模型，綜合方案二和方案三，經(jīng)過對全廠方案優(yōu)化后，得到全廠的物料平衡，優(yōu)化后全廠的物料平衡見表2。

由表2可知，經(jīng)過生產(chǎn)方案的優(yōu)化調(diào)整后，國V柴油的產(chǎn)量由原有的67.71萬噸/年減少到17.45萬噸/年，柴油減少量為50.26萬噸/年。后經(jīng)實踐證明，有效解決了困擾企業(yè)已久的因柴油產(chǎn)量過大而導致的經(jīng)濟效益下滑問題。

4　結　語

本文以實際煉廠為例,詳細討論了對于因柴油過剩而導致效益不佳的煉廠，如何對原料的加工方案進行微觀調(diào)整，從而減少柴油產(chǎn)量，進一步提高企業(yè)的整體經(jīng)濟效益。這在當前的市場環(huán)境下，對許多柴油過剩的煉廠都具有一定的參考意義。

[1]李大東.煉油工業(yè):市場的變化與決策[J].石油學報(石油加工),2015,31(2):208-217.

[2]左國強,蘇小莉.生物柴油市場分析[J].廣州化工,2010,38(12):313-315.

[3]湯湘華,張哲,羅艷托,等.國內(nèi)車用替代燃料發(fā)展對汽柴油市場的影響[J].中國石油和化工經(jīng)濟分析,2011,9:46-49.

[4]任家軍.煉油企業(yè)級PIMS模型的開發(fā)與應用[J].石油煉制與化工,2005,36(5):62-65.

[5]趙建煒,郭宏新.PIMS軟件在煉油廠總加工流程優(yōu)化中的應用[J].煉油技術與工程,2009,39(4):50-52.

Optimization of General Process in Reducing Diesel

MAO Hui-lin, GUO Hong-xin, GAO Xiang

(Luoyang Petrochemical Engineering Corporation, Sinopec, Henan Luoyang 471003, China)

The economic benefit of the refineries which produce excess diesel is poor as the demand for diesel has been in decline. Set a non-state-run enterprise as an example, several ways to reduce the output of diesel were discussed and finally PIMS software was used to optimize the general process of the refinery. It mainly optimized the raw materials or products of atmospheric-vacuum distillation unit, hydrogenation unit and DCC unit. It had reduced the output of diesel effectively, solved the problem of producing excess diesel and improved refinery competitiveness significantly. It can also provide reference for the same refinery which also produce surplus diesel.

refinery; diesel; process; optimization

毛會林(1985-)，男，工程師，2007年畢業(yè)于天津大學化工學院，獲工學碩士學位，主要從事石油化工中總工藝流程的優(yōu)化與設計工作。

TE624

B

1001-9677(2016)014-0165-03