某煉廠柴油調合工藝設計

孫仁龍，劉亞琪

（中國石油工程項目管理公司天津設計院，天津 300450）

根據(jù)國務院頒布的《大氣污染防治行動計劃》和國家發(fā)改委印發(fā)的《加快成品油質量升級工作方案》總體部署[1]，要求煉廠對柴油質量進行升級改造，滿足國Ⅵ標準[2]。某煉廠在對柴油加氫裝置進行改造的基礎上，設計生產(chǎn)過程中，仍存在柴油十六烷值卡邊的情況，需進一步調合以保證產(chǎn)品質量要求。

煉廠目前柴油調合方式為人工調合，即輕質油車間根據(jù)生產(chǎn)指令，從裝置餾出口將需要調合的各組分油輸送到組分罐，由柴油調合泵抽出升壓輸送至靜態(tài)混合器混合均勻后，送入成品罐內(nèi)，經(jīng)化驗分析合格后出廠。如果化驗分析不合格，則根據(jù)化驗分析的結果，計算需要補入的組分量或添加劑量，經(jīng)上述流程重新調合并化驗分析。此調合方式存在調合時間長、能耗高、勞動效率低、產(chǎn)品質量過剩等問題，工藝升級改造迫在眉睫。

1 柴油調合技術的選擇

目前常用的柴油調合方式為儲罐調合和管道調合[3]。這兩種調合工藝具有各自的特點和適用場合。管道調合工藝流程簡單，占地投資較小，應用更加廣泛[4]，管道調合工藝方案主要有以下3種。

1.1 管道調合方案一

所有調合組分均設立半成品罐，從半成品罐經(jīng)泵導出送入調合頭，調成成品后送入成品罐，如圖1所示。

圖1 方案一流程簡圖

方案一的優(yōu)勢在于從組分罐進入調合頭使得調合具有較大的裕度，同時調合進料平穩(wěn)，有利于調合優(yōu)化，但該方案需要儲罐罐容較大，機泵數(shù)量較多，投資高。大約有10%的煉油廠使用該模式。

1.2 管道調合方案二

主要調合組分直接進入調合總管，其他組分通過半成品罐緩沖進入調合總管，如圖2所示。

圖2 方案二流程簡圖

方案二與方案一類似，其優(yōu)勢在于從組分罐進入調合頭使得調合具有較大的裕度，同時調合進料平穩(wěn)，有利于調合優(yōu)化，同時主要組分直接進入調合總管，也節(jié)省了儲罐資源，在調合效率與儲罐資源之間尋求一種折中。但該方案對于主要組分的進料量無法控制。

1.3 管道調合方案三

所有調合組分均不設半成品罐，從裝置流出后直接進入調合頭，調成成品后送入成品罐，再從成品罐裝車或者管輸出廠。增設過剩組分罐，用于儲存所有過剩的調合組分，再將之作為一個組分加入調合系統(tǒng)中（圖3）。

圖3 方案三流程簡圖

方案三采用過剩組分罐的設計思想，既可以保證調合的裕度，又可以解決半成品罐不足的問題，同時過剩組分罐的油品作為一個新的調合組分加入到調合系統(tǒng)中，保證組分油的充分利用。

針對煉廠柴油調合現(xiàn)狀，在盡量利用現(xiàn)場條件，利舊已建調合設施，節(jié)約投資的情況下，柴油調合流程選用方案三。

2 柴油調合方案設計

2.1 原料性質和產(chǎn)品指標

原料性質及車用柴油要求見表1～表2。

表1 原料的主要性質

表2 車用柴油（Ⅵ）技術要求[5]

續(xù)表

2.2 改造方案及工藝流程

根據(jù)柴油產(chǎn)品性質及柴油產(chǎn)品季節(jié)性生產(chǎn)特點（表3），柴油調合的產(chǎn)品主要產(chǎn)品為0#柴油，約占總量的60%，同時調一定量的-35#、-20#及-10#柴油，占總量的40%。本項目設置2 個調合頭，1#調合頭主要用于生產(chǎn)-35#、-20#及-10#柴油，2#調合頭主要用于生產(chǎn)0#柴油。

表3 柴油產(chǎn)品生產(chǎn)時間和產(chǎn)量表

根據(jù)調合柴油品種及調合量的需要，確定各組分油進調合頭的比例和流量，并將信號傳送給控制系統(tǒng)，控制進不同調合頭的組分油流量。生產(chǎn)不同柴油產(chǎn)品柴油組分比例見表4。

表4 柴油產(chǎn)品調合組分比例表

在調合過程中為了使成品油的指標合格，需按比例向調合頭中加入添加劑，添加劑包括十六烷值改進劑、抗磨劑及降凝劑。添加劑及其比例見表5。

表5 添加劑及其比例表

工藝流程簡介：需要調合的柴油組分出裝置后經(jīng)流量計后分為三路，分別經(jīng)調合1線、流量計和控制閥進入調合頭1#；經(jīng)調合2線、流量計和控制閥進入調合頭2#；經(jīng)剩余組分線和壓控閥進入剩余組分罐。柴油組分線與過剩組分罐相連的管線上設有壓力控制閥，當管道壓力升高到設定值時，多余組分油經(jīng)過壓力控制閥組進入過剩組分罐，剩余組分罐待累積到一定液位后，啟動剩余組分泵，按系統(tǒng)指令打入調合頭參與調合。此流程可以滿足同時調合兩種柴油品種的要求，且A、B調合頭可互為備用。調合工藝流程見圖4。

圖4 工藝流程圖

2.3 物料平衡

本項目的物料平衡表見表6。

表6 物料平衡表

2.4 工藝設備技術方案

根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》SH/T 3007—2014[6]，罐容計算如表7表示。

表7 柴油儲罐罐容計算表

根據(jù)調合頭1#最大生產(chǎn)能力為120m3/h，2#最大生產(chǎn)能力為160m3/h，靜態(tài)混合器參數(shù)見表8。

表8 靜態(tài)混合器參數(shù)表

本項目涉及柴油調合泵參數(shù)詳見表9。

表9 柴油調合泵參數(shù)表

3 結論

通過柴油管道調合工藝設計改造，緩解了煉廠柴油儲罐罐容緊張的情況，提高了生產(chǎn)自動化程度，減輕了工人勞動強度，降低了能耗，滿足了柴油國6質量要求，具有明顯的環(huán)保、社會和經(jīng)濟效益。