蓬萊原油加工的研究

王偉(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

某常減壓裝置設(shè)計(jì)加工綏中原油和旅大原油。原油經(jīng)常減壓裝置加工后被分為石腦油、柴油、減壓蠟油、減壓渣油等滿足后續(xù)加工裝置要求的中間產(chǎn)品，其中綏中原油的減壓蠟油是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)環(huán)烷基潤滑油的原料。由于綏中原油逐年減產(chǎn)，優(yōu)質(zhì)的環(huán)烷基原料產(chǎn)量變少，為進(jìn)一步擴(kuò)大環(huán)烷基潤滑油原料，在2021年5月期間對蓬萊原油進(jìn)行了加工試驗(yàn)。

1 蓬萊原油性質(zhì)

蓬萊原油產(chǎn)自渤海灣，密度936.5 kg/m3，凝點(diǎn)-22 ℃，硫含量(質(zhì)量百分比)0.31%，酸值4.9 mgKOH/g，API度為19.0，屬于低硫高酸環(huán)烷-中間基重質(zhì)原油。其主要性質(zhì)詳如表1所示。

表1 蓬萊原油主要性質(zhì)

蓬萊原油側(cè)線蠟油低溫性能良好，環(huán)烷烴含量+芳烴含量近60%，是生產(chǎn)環(huán)烷基特色潤滑油產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料，但蓬萊原油本身也存在加工劣勢，蓬萊原油性質(zhì)極不穩(wěn)定，鈣含量顯著高于同類海洋原油，其中鈣含量高達(dá)270 mg/L以上，鈣、鎂、鐵等的總金屬含量達(dá)到400 mg/L以上，因此脫金屬劑的加注量不能僅以劑鈣比為參考標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)充分考慮總金屬含量，以劑與金屬含量比為參考標(biāo)準(zhǔn)；酸值4.90 mgKOH/g(約為平時(shí)加工原油的3倍)，硫含量為0.31%，屬于高酸低硫重質(zhì)原油，酸值為海洋原油中最高水平，給生產(chǎn)加工帶來了一定的困難。

2 加工情況

自5月6日開始摻煉，截至5月21日17時(shí)，裝置加工了蓬萊原油與秦皇島、旅大、綏中原油按不同比例進(jìn)行摻煉的原油，總體加工情況比較穩(wěn)定，各項(xiàng)分析指標(biāo)基本與依據(jù)評價(jià)數(shù)據(jù)的預(yù)測一致，各階段摻煉情況統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 蓬萊原油摻煉加工階段及比例

蓬萊原油酸值較高，側(cè)線原油中最高酸值達(dá)到8.69 mgKOH/g(370～395 ℃餾分)側(cè)線原油的最高值是原油酸值的兩倍，加工過程中對減壓側(cè)線的高溫環(huán)烷酸腐蝕工作是加工中的重點(diǎn)，因此本次摻煉總體控制摻煉后原油總酸值不超過3 mgKOH/g，側(cè)線油酸值不超過6 mgKOH/g。原油金屬中鈣是影響后續(xù)渣油中灰分的主要影響因素，也是影響后續(xù)焦化裝置石油焦中灰分和鈣指標(biāo)的主要影響因素，因此總量控制摻煉比例對減輕后續(xù)裝置的影響也將起到源頭的把控作用。

3 對裝置的運(yùn)行影響情況

電脫鹽單元自摻煉后電流明顯上升，一級電流從55 A上漲到100 A，二級電流上漲到130 A，三級電流上漲到150 A，期間三級電流最大達(dá)到185 A；經(jīng)過降低電壓、調(diào)整一級注水量及混合壓差后，電流穩(wěn)定。

期間試用某牌號脫鈣劑，加注量300 mg/L，原料油鈣含量偶爾大于200，基本在110波動(dòng)。電脫鹽切水COD較未摻煉期間略有上升，平均在1 800～2 000 mg/L之間，電脫鹽電流升高，乳化層增厚，界位不清晰，含鹽污水發(fā)黃發(fā)黑，脫鹽水可見明油。

4 物料平衡

加工期間物料平衡如下：

(1)旅大原油摻煉蓬萊原油，摻煉比例6.4%，如表3所示。

表3 旅大原油摻煉物料平衡對比

(2)秦皇島原油摻煉蓬萊原油，如表4所示。

表4 秦皇島原油摻煉物料平衡對比

(3)綏中原油摻煉蓬萊原油，如表5所示。

表5 旅大原油摻煉物料平衡對比

從物料平衡來看，蓬萊原油與秦皇島原油摻煉，減壓渣油收率更低，符合公司總體優(yōu)化方向，綏中原油摻煉期間，生產(chǎn)90號瀝青，瀝青收率與未摻煉情況略有提升。

5 對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

后續(xù)潤滑油加氫裝置加工少量蓬萊原油與綏中原油混合后生產(chǎn)的減壓蠟油組分，產(chǎn)品性質(zhì)、反應(yīng)條件以及基礎(chǔ)油收率均沒有明顯變化，摻煉對增加環(huán)烷基潤滑油原油總的原料量有利。

減壓渣油供焦化裝置一直保持30%～60%的摻煉比例進(jìn)行加工，焦化裝置各側(cè)線產(chǎn)品及石油焦產(chǎn)品指標(biāo)正常，石油焦灰分較未摻煉蓬萊原油期略有上漲，接近0.35%。石油焦灰分中主要元素為鐵、硅、鈣、鋁、鈉和鎂，還有少量的釩、鈦和鉻等，主要以它們的氧化物形式存在。影響石油焦灰分大小的因素首先是原油的含鹽量和脫鹽程度。原油中的鹽分經(jīng)過蒸餾或裂解加工后大部分富集在渣油中，而渣油中的鹽分大部分殘留在焦炭中[1]，要保證石油焦的灰分合格，就要控制好蓬萊油的比例。

6 對裝置的腐蝕影響

高酸原油造成腐蝕的主要是碳數(shù)較小的石油酸，特別是碳數(shù)小于20的石油酸[2]，其主要集中在減壓餾分中間。常減壓裝置摻煉加工蓬萊原油期間，減壓側(cè)線油以減二線酸值為最高，相應(yīng)的側(cè)線油中鐵離子含量也偏高，經(jīng)相應(yīng)的調(diào)整減一中高溫緩蝕劑注入量后，滿足工藝防腐及后續(xù)環(huán)烷基潤滑油裝置進(jìn)料要求，如表6所示。

表6 加工期間酸值最高值統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)在線腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，摻煉造成減頂腐蝕加劇。調(diào)整減頂中和緩蝕劑注入量后有所緩解。

7 加工期間存在的問題

(1) 蓬萊原油摻煉期間，能耗上升明顯，摻煉比例越大，能耗越高，主要是燃料氣消耗量增加較多。

(2) 蓬萊原油摻煉期間，由于高溫環(huán)烷酸腐蝕加劇，需要提高高溫緩蝕劑加注量，以確保裝置腐蝕速率可控，同時(shí)確保中間產(chǎn)品滿足后續(xù)裝置加工原料指標(biāo)要求。

(3) 蓬萊原油鹽含量較高，由于原油密度較大，從而影響脫后含水超標(biāo)。在摻煉蓬萊原油過程中出現(xiàn)脫后含鹽合格而含水不合格現(xiàn)象。

(4) 蓬萊原油的含鈣量比較高，生產(chǎn)期間試用幾種脫鈣劑，但是試用效果很不好。后經(jīng)分析脫鈣劑基本酸性比較強(qiáng)，而電脫鹽注水采用的是酸性水汽提裝置的凈化水，水質(zhì)呈堿性，影響了脫鈣劑的性能[3-4]。

8 結(jié)語

文章對蓬萊原油加工試驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，并探討了相關(guān)工藝問題。經(jīng)研討，得出以下結(jié)論：

(1) 蓬萊原油屬于中國海油渤海灣油田產(chǎn)區(qū)的劣質(zhì)原油，由于其高酸、高鈣的屬性不適于單獨(dú)加工，但在裝置加工量不足的情況下，為了達(dá)到裝置高負(fù)荷生產(chǎn)，蓬萊原油可作為摻煉油種在常減壓裝置作為增量的環(huán)烷基原油進(jìn)行加工。

(2) 蓬萊原油通過摻煉帶來的影響，目前通過控制摻煉比例基本可以消除；同時(shí)對環(huán)烷基潤滑油的生產(chǎn)有更多的原料；在提高全廠負(fù)荷的同時(shí)，會減少渣油的產(chǎn)量。

(3) 蓬萊原油摻煉期間中間產(chǎn)品質(zhì)量能滿足本裝置及下游裝置要求。由于蓬萊原油具有較好的低溫性能，在小比例摻煉綏中36-1原油的情況下(不大于10%)，其減壓蠟油是很好的環(huán)烷基潤滑油基礎(chǔ)油裝置的原料[5-8]。

(4) 針對蓬萊原油的脫鹽脫水問題，可能會引起常減壓裝置電脫鹽系統(tǒng)紊亂，我們曾考慮在原油卸船時(shí)加注低溫破乳劑，在罐區(qū)進(jìn)行低溫破乳，以提高脫鹽效率，而且在其中的一船原油卸船時(shí)進(jìn)行了加注，加注后罐區(qū)脫水效果明顯變好，而且脫出的水比較清澈，基本不含油，從而進(jìn)一步保證后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量及裝置長周期運(yùn)行[9]。

(5) 加工蓬萊原油，摻煉比例不易超過40%；即使摻煉30%的錦州秦皇島原油情況下，其性質(zhì)也表現(xiàn)突出；在煉制期間，脫鈣劑、中和劑及低溫緩蝕劑都需大劑量注入，不利于裝置降本增效；煉制期間摻煉比例不均勻，需頻繁調(diào)整脫鈣劑注入量，不利于平穩(wěn)操作。而且大量加注脫鈣劑等助劑的情況下，含鹽污水的處理比較困難，對污水處理廠沖擊比較大。

(6)腐蝕方面，蓬萊原油酸值較高，且需要大劑量加注脫鈣劑。為避免塔頂系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕問題，兩套重交瀝青裝置每2 h檢測一次塔頂切水pH值，最終，中和劑翻三倍加注情況下，塔頂切水pH值可保持在7左右，低溫緩蝕劑翻兩倍加注，塔頂切水鐵離子可控。摻煉蓬萊油期間裝置正在進(jìn)行高溫緩蝕劑標(biāo)定，期間出現(xiàn)一次高溫側(cè)線超標(biāo)數(shù)據(jù)，高溫緩蝕劑由45 mg/L調(diào)整至60 mg/L，隨后加樣高溫側(cè)線鐵離子數(shù)據(jù)合格，趨于穩(wěn)定[10-11]。