改煉西哈混合原油對PK煉油廠的影響

柏鎖柱

（中國石油國際勘探開發(fā)有限公司，北京100011）

哈薩克斯坦PKOP奇姆肯特?zé)捰蛷S（簡稱PK煉油廠），始建于1985年，2018年9月完成現(xiàn)代化改造。該廠為燃料型煉油廠，設(shè)計(jì)加工能力為600×104t/a，主要裝置有常壓蒸餾、減壓蒸餾、催化裂化、汽油加氫、催化重整、柴油加氫、煤油加氫、氣體分餾、異構(gòu)化、硫磺回收等裝置，目前主要加工庫姆科爾原油和阿克糾賓原油［1，2］。改造后，設(shè)計(jì)原油為西伯利亞原油、阿克糾賓原油和庫姆科爾原油的混合原油。主要產(chǎn)品是92#/95#號汽油、柴油、航空煤油、重油、液化氣。汽、柴油產(chǎn)品質(zhì)量可滿足歐V質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，目前按歐IV標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。

隨著哈國庫姆科爾原油的減產(chǎn)，從2020年底起，PK煉油廠將切換至加工西哈混合原油。由于混合原油偏重，改煉對該廠的各裝置負(fù)荷、產(chǎn)品分布及各大平衡將產(chǎn)生較大影響，需采取相應(yīng)對策。

1 西哈原油特性分析

1.1 混合原油組成

西哈混合原油仍以Kumkol（庫姆科爾）和Actobe（阿克糾賓）原油為主，以及哈薩克斯坦國的5種其它原油，其組成比例見表1。

表1 西哈混合原油的構(gòu)成

但是輕質(zhì)Kumko原油的比例明顯降低，Actobe和Buzachi等重質(zhì)原油的比例增加。Actobe原油屬于含硫中間基原油，原油鈉含硫?yàn)?9μg/g。新增Buzachi原油來自北布扎奇油田，該油田埋藏淺，原油黏度高、含酸且金屬含量高，開發(fā)難度較大。

1.2 各餾分主要特性

西哈混合原油與煉油廠目前加工的庫姆科爾和阿克糾賓混合油及其原設(shè)計(jì)原油性質(zhì)對比分析見表2。

表2 各原油主要餾分性質(zhì)分析

由表2可知，西哈混合原油的API度低，石腦油和煤油餾分少，而蠟油和渣油餾分多，另外，西哈混合原油其酸值和金屬含量高，屬于含酸原油。

PK煉油廠2次加工裝置以200×104t/a的重油催化裂化裝置為主，因此常壓渣油的性質(zhì)能否作為催化裂化原料是重要的分析因素。當(dāng)前由于油品較好，100%的常壓渣油直接作催化裝置原料。

煉油廠現(xiàn)有減壓蒸餾裝置和減粘裂化裝置不再運(yùn)行，節(jié)省了煉油廠加工成本。西哈混合原油的常渣與當(dāng)前常渣相比，其殘?zhí)坎顒e不大，硫含量增加，氮含量降低，金屬含量翻倍。金屬含量的超標(biāo)將嚴(yán)重影響催化裂化裝置的催化劑壽命。因此，對于西哈混合原油，其常渣組分不再適宜單獨(dú)作為催化裂化的原料，需摻煉部分蠟油餾分以改善原料的性質(zhì)。常壓渣油性質(zhì)的對比見表3。摻煉減壓蠟油餾分后，催化原料的性質(zhì)得到明顯改善，與當(dāng)前催化原料性質(zhì)相當(dāng)。見表4。

表3 常壓渣油（360℃+）的性質(zhì)對比分析

表4 摻煉部分減壓蠟油的催化原料

2 新原油對全廠的影響

2.1 各裝置加工負(fù)荷情況

針對西哈混合原油，石腦油的切割點(diǎn)從100℃調(diào)整到90℃，以增產(chǎn)重整和航煤產(chǎn)品的數(shù)量；石腦油和煤油的切割點(diǎn)為140℃（煤油工況）/180℃（柴油工況）；煤油和輕柴油的切割點(diǎn)為240℃；輕重柴油的切割點(diǎn)為300℃，重柴油和常渣的切割點(diǎn)為348℃；減壓蠟油和渣油的切割點(diǎn)為520℃。

針對西哈混合原油，需要運(yùn)行減壓蒸餾裝置，以生產(chǎn)部分減壓蠟油作為催化裝置的混合原料，考慮到催化劑因素，催化原料的金屬含量限制為25×10-6。西哈混合原油石腦油餾分少，因此催化重整和異構(gòu)化裝置的運(yùn)行負(fù)荷降低。加工西哈混合原油后，各裝置的加工負(fù)荷情況見表5。

表5 各主要裝置設(shè)計(jì)規(guī)模及運(yùn)行負(fù)荷情況

2.2 產(chǎn)品調(diào)和影響

當(dāng)前根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，加工規(guī)模為550×104t/a。原油變更后，加工量按照600×104t/a分析其適應(yīng)性，以確定瓶頸因素。全廠物料平衡情況見表6。

表6 變更前后全廠物料平衡（冬季）情況

（1）汽油產(chǎn)品PK煉油廠的汽油調(diào)和組分分別是加氫催化汽油、重整汽油、異構(gòu)化油以及MTBE產(chǎn)品。原油變更后，由于重整加工量減少，汽油產(chǎn)品數(shù)量由221.3×104t/a降至209.4×104t/a。為保證半再生重整裝置的長周期運(yùn)行，重整汽油產(chǎn)品的辛烷值限定在RON96，因而全廠汽油調(diào)和所需的外購MTBE數(shù)量較原來有所增多［3］。

（2）柴油產(chǎn)品PK煉油廠的柴油主要來自柴油加氫裝置，部分煤油餾分經(jīng)過加氫后也作為柴油組分。為實(shí)現(xiàn)全部催化LCO的加工，柴油加氫裝置處理能力需達(dá)到200×104t/a。原油變更后，柴油產(chǎn)量由161.7×104t/a增至187.9×104t/a。柴油加氫改造之前，部分催化LCO加工無法通過柴油加氫成為合格的柴油產(chǎn)品［4，5］。

（3）煤油產(chǎn)品 原油變更后，煉油廠的煤油產(chǎn)品數(shù)量由36.3×104t/a減少到30.8×104t/a。為實(shí)現(xiàn)較好的效益，需將石腦油和煤油的切割點(diǎn)提高到180℃，以增加重整裝置的原料。盡管煉油廠也希望能夠多產(chǎn)煤油產(chǎn)品，但是石腦油的最低負(fù)荷將影響到重整裝置的運(yùn)行。

（4）燃料油產(chǎn)品 目前，PK煉油廠的燃料油調(diào)和組分是常壓渣油、催化油漿。原油變更后，燃料油產(chǎn)品數(shù)量由59.9×104t/a增至103.3×104t/a。燃料油增加的主要原因是全廠加工量提升，且西哈混合原油的渣油餾分更多，催化裂化裝置無法全部加工處理，減壓渣油只能作為燃料油的組分。

2.3 各大平衡的影響

原油變更后，全廠的汽油和煤油產(chǎn)品數(shù)量減少，柴油和燃料油產(chǎn)品數(shù)量增加，原油變更后，全廠的硫平衡沒有明顯的變化。

因石腦油餾分少，重整裝置操作負(fù)荷已降低為71%，重整氫作為全廠最主要的氫源，導(dǎo)致全廠氫氣不足。PK煉油廠的氫源主要是催化重整產(chǎn)氫，催化干氣PSA提氫作為補(bǔ)充氫源。煉油廠的氫氣用戶主要是石腦油、汽油、煤油和柴油的加氫，其中柴油加氫為全廠最主要的氫氣消耗單元。

3 應(yīng)對新原油采取的措施

（1）為實(shí)現(xiàn)冬季工況滿負(fù)荷生產(chǎn)，減壓蒸餾裝置需要進(jìn)行改造以提高其處理量，從140×104t/a到160×104t/a，另外1個(gè)改造原因是以需要提高減壓真空度，以適應(yīng)夏季操作工況。

（2）由于西哈混合原油酸含量增大，需要開展腐蝕檢測工作，并在減壓塔頂采用注入中和劑、緩蝕劑和水等進(jìn)行防腐。

4 結(jié)束語

加工西哈混合原油后，煉油廠的最大加工規(guī)模仍能到600×104t/a，由于新的原油更重且金屬含量更高，煉油廠需重新啟動減壓蒸餾裝置以得到部分減壓蠟油餾分以改善催化裝置的進(jìn)料。

原油變更后，全廠的汽油和煤油產(chǎn)品數(shù)量減少，柴油和燃料油產(chǎn)品數(shù)量增加。因石腦油餾分少，重整裝置操作負(fù)荷降已低為71%，重整氫作為全廠的最主要的氫源，導(dǎo)致煉油廠全廠氫氣不足，全廠的硫平衡沒有明顯的變化。

為適應(yīng)新原油工況，減壓蒸餾裝置需進(jìn)行擴(kuò)能改造，并增加減壓真空度。柴油加氫裝置也需進(jìn)行適應(yīng)性改造，以全部加工催化LCO產(chǎn)品。