煉油工藝優(yōu)化分析

馬 程

（銀川寶塔精細化工有限公司，銀川 寧夏 750021）

近年來，隨著國民經(jīng)濟的增長，人們的生活水平不斷提升，最直接的表現(xiàn)為家用汽車的數(shù)量和購買能力明顯提升。家用汽車保有數(shù)量的顯著提升對于汽油的需求量明顯增加，同時在環(huán)境保護的大力號召下對汽車尾氣的控制也越發(fā)嚴格。此種背景下，不僅對汽車本身的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)升級，而且對燃油的質(zhì)量和產(chǎn)量提出了更高的要求[1]。對于煉油企業(yè)而言，盡可能地提升原油的利用率，減少原油的浪費，提升成品汽油或柴油的質(zhì)量等為其近年來研究的重點。本文重點對煉油企業(yè)涉及到的工藝進行優(yōu)化，并對其效果進行評估。

1 煉油工藝概述

汽油為當(dāng)前應(yīng)用較高的能源之一，為保證其應(yīng)用的安全性，要求煉油企業(yè)所產(chǎn)出的成品油在抗爆性、安定性、腐蝕性以及蒸發(fā)性等方面滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。與此同時，在全球大力號召保護環(huán)境的背景下，保證汽油調(diào)合的質(zhì)量對于減少其中有害物質(zhì)的含量尤為重要，主要是對汽油中辛烷值、芳烴、苯、硫、氧化物和烯烴含量進行控制。

1.1 提高汽油中的辛烷值

主要通過向汽油中加入一定量的含鉛、錳的有機物提高汽油的辛烷值。

1.2 控制汽油中的烯烴含量

鑒于烯烴的熱穩(wěn)定性很差，容易燃燒后形成膠質(zhì)沉淀物對發(fā)動機造成嚴重的磨損，影響汽車的性能；同時，烯烴含量還會加劇尾氣的排放，從而加大對環(huán)境的污染，所以要嚴格控制烯烴含量。

1.3 控制汽油中的芳烴含量

雖然汽油中的芳烴量會提升辛烷值；但是，一味地增加芳烴量會加劇對環(huán)境的污染并產(chǎn)生致癌物質(zhì)。因此，一般將汽油中的芳烴質(zhì)量分數(shù)控制在40%。

1.4 控制汽油中苯、硫以及氧化物的含量

苯極易揮發(fā)且容易致癌，因此汽油中苯質(zhì)量分數(shù)不得大于2.5%；汽油中含硫?qū)е挛矚庵泻写罅康牧蚧飳Νh(huán)境造成嚴重污染，同時還會對發(fā)動機等部件造成腐蝕，因此汽油中硫的質(zhì)量分數(shù)不得大于0.05%[2]。

2 現(xiàn)狀分析

原油是包含有烴類和非烴類的復(fù)雜化合物，其利用價值非常低，要想充分利用必須采用合適的工藝對其進行加工、煉制最終得到滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的汽油或者柴油[3]。本文重點對煉油工藝中的第一道原油蒸餾的工藝進行優(yōu)化，該項工藝的效果對于保證后期成品的質(zhì)量尤為重要。目前，采用的原油蒸餾工為雙塔流程或三塔流程。本文對三塔蒸餾流程進行研究，其對應(yīng)的工藝流程如第105 頁圖1 所示。

如圖1 所示，三塔蒸餾工藝流程包括有原油初餾、常壓蒸餾和減壓蒸餾3 個環(huán)節(jié)。在上述三塔蒸餾工藝中，以注氨和注緩蝕劑2 套工序最為關(guān)鍵。但是，目前針對注氨和注緩蝕劑的工序絕大多數(shù)仍采用人工手段操作，調(diào)整周期的長短均會影響最終成品油的質(zhì)量[4]。因此，本文將重點對蒸餾工藝中注劑系統(tǒng)的工藝參數(shù)進行優(yōu)化，使其工藝參數(shù)達到最佳值，進而保證最終成品油的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。

圖1 三塔蒸餾工藝流程

3 煉油工藝的優(yōu)化

3.1 具體問題分析

注劑系統(tǒng)的工藝參數(shù)與原有的指標(biāo)相關(guān)。我國原油主要以低酸、低硫為主，其對煉油設(shè)備的幅值較小，因此其對應(yīng)的工藝要求也較低。通過實踐生產(chǎn)表明，氨量和緩蝕劑與原有的酸值和硫值息息相關(guān)，具體表現(xiàn)如下：

1）隨著原油酸值、硫含量的增加對應(yīng)的注氨量也增加，而且氨的最大注射量（質(zhì)量分數(shù)）可達180×10-6；而且，氨的注射量調(diào)整幅度較大，最大可達最大注射量的20%。

2）同樣，隨著原油酸值、硫含量的增加對應(yīng)的緩蝕劑的注射量增加；不同的是，緩蝕劑的調(diào)整比例較小。

綜上所述，注劑工藝參數(shù)應(yīng)重點關(guān)注對氨量的優(yōu)化控制；而緩蝕劑的主要作用是在管路或者設(shè)備表面形成保護膜，減緩原有對設(shè)備的腐蝕。

目前，在實際生產(chǎn)中主要通過人工手動完成注劑的注射。但是，在注劑過程中隨著注劑濃度的增加，對應(yīng)的溶液的pH 值會發(fā)生變化，在此種情況下仍然按照常規(guī)思路進行注射的話勢必導(dǎo)致注劑濃度與理想濃度出現(xiàn)較大的偏差[5]。

3.2 注劑工藝參數(shù)的優(yōu)化

本文將通過數(shù)值計算的手段對氨和緩蝕劑的注射量進行優(yōu)化。根據(jù)上述研究可知，影響氨及緩蝕劑注射量的主要參數(shù)包括有原油中的含硫值和含酸值、pH 值、△pH 值和二價鐵與三價鐵的濃度，根據(jù)上述變量得出滿意度（即氨和緩蝕劑的最佳注入量）。經(jīng)過計算得出如表1 所示的不同條件下的最佳工藝參數(shù)。

表1 不同條件下對應(yīng)注劑的最優(yōu)解

4 結(jié)語

柴油、汽油目前主要應(yīng)用對象為汽車，其質(zhì)量和性能不僅影響汽車的動力，而且還會對汽車零部件造成不同程度的影響；與此同時，也會對全球環(huán)境造成不同程度的影響。因此，根據(jù)不同原油煉制高質(zhì)量、高性能的汽油或柴油尤為重要。本文針對煉油工藝中的蒸餾工藝中的注劑工藝參數(shù)進行優(yōu)化，旨在綜合原油含硫值、含酸值、pH 值的變化等參數(shù)得出最佳的注氨量和緩蝕劑的量，為保證成品油的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本奠定基礎(chǔ)。