常減壓裝置常頂循油部分抽出外甩增產(chǎn)石腦油方案探討

吳利軍

（中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司，浙江寧波 315207）

1 前言

“十三五”期間，中國煉油能力從2016年7.8億t/a提高到2020年8.8億t/a；“十四五”期間，隨著新一輪大型煉化項(xiàng)目陸續(xù)建成投產(chǎn)和成品油需求放緩，煉油一次加工能力將超過10億噸，煉油產(chǎn)能過剩狀況將更為突出，因此油轉(zhuǎn)化、油轉(zhuǎn)特將是煉廠轉(zhuǎn)型趨勢[1]。受新冠肺炎疫情影響航煤消費(fèi)量迅速萎縮，航煤產(chǎn)品進(jìn)一步過剩。國內(nèi)某特大型煉廠航煤出廠量由2019年高峰期約24萬t/m逐步下降至2020年約15萬t/m、2021年約18萬t/m。常減壓裝置航煤料干點(diǎn)由最高260℃下降至235℃，約20%的航煤組分被切割至柴油組分[2]，進(jìn)一步增加了柴油出廠難度，降低了經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)隨著公司乙烯裝置規(guī)模擴(kuò)大，乙烯原料石腦油面臨不足。根據(jù)常一線餾程及常頂循餾程（常頂循組分HK約85℃、KK約210℃），為充分發(fā)揮公司航煤產(chǎn)能并力求減少柴油產(chǎn)量，考慮通過常頂循油部分抽出外甩方案增產(chǎn)乙烯石腦油[3]。

2 常頂循油部分抽出外甩增產(chǎn)乙烯石腦油方案測算

以企業(yè)某套8.0 Mt/a常減壓裝置（閃蒸塔＋常壓塔＋減壓塔工藝流程）實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)及RSIM模擬軟件對(duì)不同工況進(jìn)行測算[4-5]，乙烯石腦油原料質(zhì)量按KK≤226℃考慮。常一線閃點(diǎn)指標(biāo)按38-50℃（或初餾點(diǎn)HK142-157℃）考慮，冰點(diǎn)指標(biāo)按≤-50℃（或干點(diǎn)KK≤260℃）考慮。

裝置油性及加工負(fù)荷為科威特（300 t/h）、卡斯蒂利亞（250 t/h）、沙中（300 t/h）、沙特超輕（45 t/h），總加工負(fù)荷21 500 t/d。當(dāng)前裝置常頂一級(jí)油及常一線實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)：常一線生產(chǎn)重整料，常頂一級(jí)油KK指標(biāo)為170-180℃；常一線生產(chǎn)航煤料，常一線KK指標(biāo)為235-255℃。方案示意如圖1所示。

2.1 常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料（常頂一級(jí)油KK指標(biāo)為170℃-180℃）時(shí)測算情況

2.1.1 初始工況1，常頂一級(jí)油KK為177.4℃，常一線HK為147.4℃，KK為247.3℃

從表1模擬數(shù)據(jù)[6]可以看出，方案一：常頂一級(jí)油、常一線KK不變（常一線吹汽不變），常頂循最大抽出外甩量約39 t/h（常一線閃點(diǎn)為47.6℃，已接近上限），常頂循KK為208.0℃，滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求（KK≤226℃）。與初始工況1相比，石腦油總量（常頂一級(jí)油＋常頂二級(jí)油＋常頂循油）增加20.3 t/h，常一線流量減少23 t/h，常底油增加3.5 t/h（相當(dāng)于柴油產(chǎn)量增加3.5 t/h）。

表1 模擬數(shù)據(jù)1

方案二：常頂一級(jí)油KK、常一線流量不變時(shí)（常一線吹汽不變），常頂循最大抽出外甩量約36 t/h（常一線KK為259.5℃，已接近上限），此時(shí)常頂循KK為208.3℃，滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求。與初始工況1相比，石腦油總量增加16.3 t/h，常一線KK由247.3℃提高至259.5℃，流量不變，常底油減少15.5 t/h（相當(dāng)于柴油產(chǎn)量減少15.5 t/h）。

2.1.2 初始工況2，常頂一級(jí)油KK為177.4℃，常一線HK為155.3℃，KK為247.6℃

初始工況2與初始工況1相比，保持常一線KK不變，調(diào)整常一線汽提蒸汽量[7]（由1.2 t/h提高至2.2 t/h）。提高常一線HK至155.3℃，與當(dāng)前裝置實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)相近，閃點(diǎn)約47.7℃（指標(biāo)38-50℃），冰點(diǎn)約-52℃（指標(biāo)≤-50℃），石腦油量增加2.1 t/h。

從表2模擬數(shù)據(jù)可以看出，方案一：常頂一級(jí)油KK、常一線HK（接近指標(biāo)上限）及KK不變，常頂循最大抽出外甩量約47.0 t/h，常頂循KK 209.7℃，滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求。與初始工況2相比，石腦油總量增加22.6 t/h，常一線流量減少26 t/h，常底油增加4.5 t/h（相當(dāng)于柴油產(chǎn)量增加4.5 t/h）。

表2 模擬數(shù)據(jù)2

方案二：常頂一級(jí)油KK、常一線流量及HK（接近指標(biāo)上限）不變，常頂循最大抽出外甩量 35 t/h，常頂循KK 208.2℃，滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求。與初始工況2相比，石腦油總量增加14.3 t/h，常一線KK由248.6℃提高至259.6℃（接近指標(biāo)上限），流量不變，常底油減少13.4 t/h（相當(dāng)于柴油產(chǎn)量減少13.4 t/h）。

2.1.3 常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料模擬分析

當(dāng)常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料時(shí)（常頂一級(jí)油KK為170-180℃），常一線閃點(diǎn)（初餾點(diǎn)HK）或冰點(diǎn)（干點(diǎn)KK）有富余時(shí)，通過常頂循油抽出部分外甩可以增產(chǎn)石腦油，且常頂循油質(zhì)量滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求。從增產(chǎn)石腦油的方案一、方案二中可以看出：方案一（常頂一級(jí)油、常一線KK不變）在增產(chǎn)石腦油的同時(shí)，減少了航煤產(chǎn)量，但也增產(chǎn)了少量柴油（約4 t/h）；方案二（常頂一級(jí)油KK、常一線流量不變）在增產(chǎn)石腦油的同時(shí)，提高了航煤干點(diǎn)，較大幅度減少了柴油產(chǎn)量（約15.5 t/h）。

2.2 常頂一級(jí)油生產(chǎn)乙烯石腦油（常頂一級(jí)油KK指標(biāo)為180-200℃）時(shí)測算情況

2.2.1 初始工況3時(shí)，常頂一級(jí)油KK為189.7℃，常一線HK為155.0℃，KK為247.3℃

從表3模擬數(shù)據(jù)可以看出，方案一：常頂一級(jí)油KK不變、常一線HK（接近指標(biāo)上限）及外放量不變，常頂循最大外甩量45 t/h，常頂循KK為225.2℃，滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求。與初始工況3相比，石腦油總量增加17.9 t/h，常一線KK由247.3℃提高至259.9℃（接近指標(biāo)上限），流量不變。常底油減少17.5 t/h（相當(dāng)于柴油產(chǎn)量減少17.5 t/h）。但航煤產(chǎn)量65 t/h較常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料初始工況時(shí)的90 t/h降低25 t/h。

表3 模擬數(shù)據(jù)3

2.2.2 初始工況4時(shí)，常頂一級(jí)KK為189.9℃，常一線為HK 154.8℃，KK為260.0℃

初始工況4與初始工況3相比，保持常一線HK不變，調(diào)整常一線外放量和吹汽，提高常一線KK至260.0℃（接近指標(biāo)上限），此時(shí)常一線流量為 90 t/h，與產(chǎn)重整料初始工況時(shí)航煤料產(chǎn)量90 t/h相同，保證了同種油性條件下，航煤產(chǎn)量不變[8]。

從表4模擬數(shù)據(jù)[6]可以看出，方案一：常頂一級(jí)油KK、常一線流量及KK不變，常頂循最大抽出外甩量約6.0 t/h（常一線閃點(diǎn)已接近指標(biāo)下限），常頂循KK為216.9℃，滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求。與初始工況4相比，石腦油總量減少0.2 t/h，不能增產(chǎn)石腦油。

表4 模擬數(shù)據(jù)4

方案二：常頂一級(jí)油KK、常一線HK及KK不變時(shí)，常頂循最大抽出外甩量約43 t/h，常頂循KK為225.7℃（達(dá)到質(zhì)量上限226℃指標(biāo)），滿足乙烯石腦油質(zhì)量要求。與初始工況4相比，石腦油總量增加21.2 t/h，常一線流量減少25 t/h，常底油增加4.1 t/h（相當(dāng)于柴油產(chǎn)量增加4.1 t/h）。

2.2.3 常頂一級(jí)油生產(chǎn)乙烯料模擬分析

當(dāng)常頂一級(jí)油生產(chǎn)乙烯料時(shí)（常頂一級(jí)油KK指標(biāo)為180-200℃），常一線冰點(diǎn)（或干點(diǎn)KK）有富余時(shí)，通過常頂循油抽出部分外甩可以增產(chǎn)石腦油，且常頂循油質(zhì)量滿足乙烯石腦油要求，但此時(shí)航煤產(chǎn)量較常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料時(shí)降低較多 （25 t/h），對(duì)公司航煤產(chǎn)量有較大影響。為了保證同種油性條件下航煤產(chǎn)量與常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料工況時(shí)盡可能接近不影響公司航煤產(chǎn)量，常一線質(zhì)量需卡邊控制。當(dāng)常一線閃點(diǎn)（初餾點(diǎn)HK）或冰點(diǎn)（干點(diǎn)KK）均無富余時(shí)（質(zhì)量卡邊），只能通過減產(chǎn)航煤來增產(chǎn)石腦油，同時(shí)柴油產(chǎn)量會(huì)稍有增加（約4.1 t/h）。

3 效益測算及工業(yè)實(shí)踐

1）某大型煉化企業(yè)Ⅰ套常減壓（閃蒸塔＋常壓塔＋減壓塔工藝流程，設(shè)置常頂循系統(tǒng)）、Ⅲ套常減壓（初餾塔提壓＋閃蒸塔＋常壓塔＋減壓塔工藝流程，設(shè)置常頂循系統(tǒng)）已按照此方案進(jìn)行技改立項(xiàng)，計(jì)劃2022年上半年完成實(shí)施。

2）根據(jù)方案二測算結(jié)果，預(yù)計(jì)企業(yè)年增產(chǎn)乙烯石腦油約21萬噸（Ⅰ常、Ⅲ常分別增產(chǎn)乙烯石腦油14 t/h、10 t/h，按8 400 h計(jì)算），創(chuàng)效約6 000萬（注：乙烯石腦油按4 700元/t（不含稅），柴油加氫料按4 400元/t（不含稅）），對(duì)企業(yè)創(chuàng)效增效、壓產(chǎn)柴油及節(jié)能減排具有現(xiàn)實(shí)而重要實(shí)踐意義。

4 結(jié)論

1）常頂石腦油（一級(jí)油）生產(chǎn)重整料或乙烯石腦油時(shí)，當(dāng)常一線閃點(diǎn)（初餾點(diǎn)）或冰點(diǎn)（干點(diǎn)）有富余時(shí)（常減壓裝置運(yùn)行末期，常壓塔上部塔盤分離精度下降時(shí)常一線初餾點(diǎn)HK有富余；當(dāng)航煤產(chǎn)量因銷量受限時(shí)常一線干點(diǎn)KK有富余），通過常頂循油部分抽出外甩可以增產(chǎn)石腦油，當(dāng)前公司8.0 Mt/a及 9.0 Mt/a常減壓裝置常一線干點(diǎn)KK均有富余。

2）在公司8.0 Mt/a常減壓裝置（閃蒸塔＋常壓塔＋減壓塔工藝流程）當(dāng)前工況：常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料，指標(biāo)為170-180℃，KK為177.4℃；常一線生產(chǎn)航煤料，指標(biāo)為235-255℃，KK為247.6℃，HK為155.3℃，相當(dāng)于初始工況2。方案一（常頂一級(jí)油KK、常一線航煤料HK及KK不變）可以增產(chǎn)石腦油約22.6 t/h，但航煤產(chǎn)量減少約26 t/h，同時(shí)柴油產(chǎn)量增加約4.5 t/h。方案二（常頂一級(jí)油KK不變、常一線外放量及HK不變）可以增產(chǎn)石腦油約14.3 t/h，同時(shí)柴油產(chǎn)量減少約13.4 t/h。

3）當(dāng)公司8.0 Mt/a常減壓裝置工況為常頂一級(jí)油生產(chǎn)乙烯料（指標(biāo)為180-200℃）、常一線生產(chǎn)航煤料（指標(biāo)為235-255℃）時(shí)，航煤產(chǎn)量由重整料初始工況的90 t/h下降至65 t/h，如需保證航煤產(chǎn)量基本不變，需提高常一線干點(diǎn)KK至指標(biāo)上限，即裝置工況由初始工況3變?yōu)槌跏脊r4。

4）常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料或乙烯石腦油時(shí)，當(dāng)常一線閃點(diǎn)（初餾點(diǎn)）或冰點(diǎn)（干點(diǎn)）無富余時(shí)（此種生產(chǎn)格局是需增產(chǎn)航煤），不能通過常頂循油部分抽出外甩來增產(chǎn)石腦油，否則需降低航煤產(chǎn)量來增產(chǎn)石腦油，但同時(shí)也增產(chǎn)少量柴油。

5）在航煤產(chǎn)能富余的生產(chǎn)格局下，通過常頂循油部分抽出外甩可以增產(chǎn)石腦油。為保證航煤產(chǎn)品產(chǎn)量維持90 t/h基本不變，在常頂一級(jí)油生產(chǎn)重整料時(shí)抽出部分常頂循油外甩增產(chǎn)石腦油更有 意義。

6）根據(jù)方案二測算結(jié)果，預(yù)計(jì)企業(yè)年增產(chǎn)乙烯石腦油約21萬噸，創(chuàng)效約6 000萬，對(duì)企業(yè)創(chuàng)效增效、壓產(chǎn)柴油及節(jié)能減排具有現(xiàn)實(shí)而重要實(shí)踐意義。