煉油廠增加航空煤油產(chǎn)量技術(shù)措施分析

卞瑞慶

(中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司，陜西 咸陽(yáng) 712000)

1 增產(chǎn)航煤背景

1.1 煉油產(chǎn)能過剩，成品油消費(fèi)市場(chǎng)飽和

2019年，我國(guó)煉油能力達(dá)到8.6億噸，但煉廠開工率不足76%，過剩煉油能力達(dá)到1億t/a。成品油過剩問題突出，目前，柴油已達(dá)消費(fèi)峰值，預(yù)計(jì)2025年左右汽油消費(fèi)也將達(dá)到峰值。隨著近年來大型煉化項(xiàng)目的逐漸投產(chǎn)，油品產(chǎn)能過剩局面將進(jìn)一步加劇[1]。

1.2 航煤需求量增加

在汽油和柴油消費(fèi)需求疲軟的情況下，隨著航空業(yè)的快速發(fā)展，航煤消費(fèi)量大幅增長(zhǎng)。2017年國(guó)內(nèi)航煤表觀消費(fèi)量為3170萬噸，同比上漲11.1%。2018年國(guó)內(nèi)航煤表觀消費(fèi)量3450萬噸左右，同比增長(zhǎng)8.8%。預(yù)計(jì)未來5年國(guó)內(nèi)航空煤油消費(fèi)仍將快速增長(zhǎng)[1]。以西部某樞紐機(jī)場(chǎng)為例，2016年，該機(jī)場(chǎng)航煤用量為 83.93 萬噸，2017 年航煤用量為88.5 萬噸。隨著“一帶一路”的發(fā)展，預(yù)計(jì)“十四五”期間及遠(yuǎn)期，機(jī)場(chǎng)旅客吞吐量將大幅提升?！笆奈濉逼陂g，該機(jī)場(chǎng)還將建成投用T5航站樓，屆時(shí)航煤年需求量將增加至150萬噸，預(yù)測(cè) 2030 年航煤需求量將達(dá)到200萬噸。

1.3 就地改造發(fā)展的需求

某煉廠是500萬t/a的中小型煉廠，隨著城市化的快速發(fā)展。面臨城圍煉廠的局面，面對(duì)大型煉化一體化的競(jìng)爭(zhēng)，如何就地生存發(fā)展，是一道必須解決的難題。結(jié)合煉化行業(yè)產(chǎn)能布局調(diào)整及國(guó)內(nèi)成品油市場(chǎng)需求變化，該煉廠充分利用毗鄰機(jī)場(chǎng)的有利條件，抓住航煤需求持續(xù)增長(zhǎng)契機(jī)，提出打造成為百萬噸航煤基地的目標(biāo)，增強(qiáng)就地發(fā)展的實(shí)力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2 2019年技改前航煤生產(chǎn)情況

該煉廠從2017年開始積極增產(chǎn)航煤產(chǎn)量，將60萬t/a液相柴油加氫裝置改造為航煤加氫裝置，停運(yùn)15萬t/a航煤精制裝置，加氫航煤產(chǎn)品于2017年11月底順利通過航鑒委評(píng)審驗(yàn)收，滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求，2018年航煤產(chǎn)量首次突破60萬噸，將此階段定為打造百萬噸航煤基地的第一階段。

該煉廠涉及航煤生產(chǎn)的裝置有三套，常減壓裝置常一線抽出約8.37%的航煤組分至航煤加氫裝置進(jìn)行加工，按照500萬t/a加工量計(jì)算，航煤產(chǎn)量為41.85萬t/a。按照實(shí)際加工原油480萬t/a計(jì)算，航煤產(chǎn)量為40.18萬t/a。如表1所示。

表1 技改前常減壓航煤收率

加氫裂化裝置航煤抽出率約34.62%，按照120萬t/a加工量計(jì)算，航煤產(chǎn)量為41.54萬t/a，因原料受限，裝置實(shí)際加工量維持在90萬t/a，航煤產(chǎn)量為31.16萬t/a。因此該煉廠在打造百萬噸航煤基地的第一階段已具備71.34萬t/a航煤生產(chǎn)能力，但距離年產(chǎn)百萬噸航煤還有一定差距，需要對(duì)增產(chǎn)航煤潛力進(jìn)行分析，并通過技術(shù)改造措施實(shí)現(xiàn)航煤產(chǎn)量提升。如表2所示。

表2 技改前加氫裂化航煤收率

3 增產(chǎn)航煤潛力分析

3.1 常減壓增產(chǎn)航煤潛力

對(duì)該煉廠原油進(jìn)行餾程分析，140～240 ℃ 的航煤質(zhì)量收率為13.98%，160～250 ℃ 的航煤質(zhì)量收率為12.45%，170～250 ℃ 的航煤質(zhì)量收率為11.18%，三組餾程的航煤收率均超過11%，比第一階段常減壓的航煤收率提高3%左右。結(jié)合石腦油的拔出率，常減壓的航煤餾程溫度控制在150～240 ℃ 為宜，干點(diǎn)若控制在 250 ℃，易造成閃點(diǎn)偏高[2]。干點(diǎn)控制在 240 ℃，預(yù)計(jì)航煤收率在12%左右，較第一階段航煤收率提高4%左右。按照500萬t/a加工量計(jì)算，常減壓航煤產(chǎn)量為60萬t/a，按照實(shí)際加工量480萬t/a計(jì)算，常減壓航煤產(chǎn)量為57.6萬t/a。

3.2 加氫裂化增產(chǎn)航煤潛力

改造前加氫裂化按照120萬t/a加工量計(jì)算，航煤產(chǎn)量為41.54萬t/a，按照90萬t/a加工量計(jì)算，航煤產(chǎn)量為31.16萬t/a。通過將催化劑裝填為多產(chǎn)航煤的催化劑后，可將航煤收率由34%提高至40.15%，按照加工量120萬t/a和90萬t/a計(jì)算，航煤產(chǎn)量分別提高至48.18萬t/a和36.14萬t/a。

因此，兩套裝置航煤生產(chǎn)潛力按照滿負(fù)荷計(jì)算，產(chǎn)量為108.18萬t/a，按照實(shí)際加工負(fù)荷計(jì)算，產(chǎn)量為93.74萬t/a，滿足打造百萬噸航煤基地的要求。

4 增產(chǎn)航煤技術(shù)改造

按照打造百萬噸航煤基地的總體部署，根據(jù)增產(chǎn)航煤潛力分析，實(shí)施第二階段增產(chǎn)航煤技術(shù)改造。通過實(shí)施500萬t/a常減壓裝置增產(chǎn)航煤改造、60萬t/a航煤加氫分餾系統(tǒng)改造、140萬t/a柴油加氫摻煉催化柴油改造、120萬t/a加氫裂化裝置更換多產(chǎn)航煤催化劑、航煤儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)擴(kuò)建、新鋪設(shè)廠區(qū)至中航油公司航煤管道等工程，實(shí)現(xiàn)百萬噸航煤生產(chǎn)目標(biāo)。

5 技改前后航煤收率對(duì)比

2019年7-8月全廠停工檢修，對(duì)裝置實(shí)施技術(shù)性改造。裝置開工后，各項(xiàng)指標(biāo)運(yùn)行正常，因航煤市場(chǎng)需求及2020年疫情影響，航煤需求量沒有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，2020年全年航煤產(chǎn)量只有67.87萬噸，增產(chǎn)航煤的效果沒有體現(xiàn)。隨著2021年國(guó)內(nèi)航空市場(chǎng)的逐漸恢復(fù)，航煤需求量不斷增加，尤其是2021年7月的航煤銷量達(dá)到7.41萬噸，按此計(jì)算年產(chǎn)量接近90萬噸，和改造后的目標(biāo)值接近。因此以2021年7月的裝置運(yùn)行指標(biāo)和檢修前運(yùn)行指標(biāo)及設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)價(jià)技改效果。

5.1 常減壓航煤收率對(duì)比

對(duì)比檢修前后航煤收率變化，2021年7月航煤收率提高至11.06%，較檢修前提高2.69%，較設(shè)計(jì)收率低0.95%，基本達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)(表3)。表明通過改造后，航煤收率提高明顯。常減壓物料平衡中，輕質(zhì)油收率較檢修前提高1.48%。

表3 常減壓改造前后主要產(chǎn)品分布對(duì)比

5.2 加氫裂化航煤收率對(duì)比

對(duì)比檢修前后航煤收率的變化，2021年7月航煤收率提高至39.91%，較檢修前提高5.29%，較設(shè)計(jì)收率低0.24%，基本達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)(表4)，表明通過改造后，航煤收率提高明顯。

表4 加氫裂化改造前后主要產(chǎn)品分布對(duì)比

5.3 摻煉催化柴油比例變化

對(duì)比檢修前后摻煉催化柴油比例，140萬t/a柴油加氫裝置由檢修前的17.44%提高至2021年7月的21.79%，提高4.35%。加氫裂化裝置由檢修前的5.26%降低至2021年7月的2.27%，降低2.99%，降低摻煉催柴比例，對(duì)提高航煤產(chǎn)率有利。見表5。

表5 摻煉催化柴油比例變化

6 航煤產(chǎn)品質(zhì)量分析

航空煤油是石油產(chǎn)品中指標(biāo)項(xiàng)目最多，指標(biāo)要求最嚴(yán)的產(chǎn)品之一[2]。技術(shù)改造后，在增加航煤產(chǎn)量的同時(shí)，航煤產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求。見表6。

表6 航煤儲(chǔ)罐產(chǎn)品質(zhì)量

7 結(jié)論

1)通過實(shí)施增產(chǎn)航煤技改后，常減壓航煤收率由8%提高至12%，加氫裂化航煤收率由34%提高至40%，改造后航煤產(chǎn)量接近100萬t/a，并通過擴(kuò)建航煤儲(chǔ)罐，鋪設(shè)第二條航煤管道至機(jī)場(chǎng)等措施，該煉廠成功打造成為百萬噸航煤基地。2)對(duì)2021年7月的運(yùn)行數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，常減壓裝置和加氫裂化裝置航煤收率均滿足設(shè)計(jì)要求。3)增產(chǎn)航煤技改后，航煤產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求。