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摘要:通過加氫裂化裝置摻煉、回煉柴油、加氫裂化裝置分餾系統優化等多項措施,大幅降低柴汽比,增產重石腦油、航空煤油等高附加值產品,大幅提高經濟效益。
關鍵詞:加氫;柴油;產品;優化;分餾
中海油惠州石化有限公司(簡稱惠州石化)共有2套加氫裂化裝置,4.0Mt/a蠟油加氫裂化裝置、3.6Mt/a煤柴油加氫裂化裝置,主要以減壓蠟油和焦化蠟油、直餾煤柴油為原料生產石腦油、航煤、柴油等產品。由于近年來柴油消費增速明顯放緩,柴油市場飽和,經濟效益較差[1-2],裝置積極優化產品結構,通過各加氫裝置摻煉或回煉產品柴油、優化分餾操作等多項措施最大化降低柴汽比,最大量地生產高品質的重石腦油、航空煤油等高附加值產品,以適應市場需求變化、創造更高的經濟效益[3-4]。
1加氫裂化裝置摻煉或回煉產品柴油
利用加氫裂化裝置空余負荷加工產品柴油,將產品柴油轉化為航煤、重石等高附加值產品,降低柴油收率,優化產品結構,同時拓寬了加氫裂化裝置原料油范圍,增加加氫裂化裝置生產方案的靈活性,充分發揮裝置加工能力,提高裝置經濟效益。由于產品柴油已經過加氫處理硫、氮含量較低,性質比加氫裂化原料好,因此原料混合后提高了加氫裂化進料的性質,不會影響催化劑的長周期運行。
1.1蠟油加氫裂化裝置摻煉精制柴油
蠟油加氫裂化裝置通過實施技改增加管線回煉焦化汽柴油加氫的產品柴油,目前蠟油加氫裂化裝置摻煉精制產品柴油20~40t/h,此部分柴油轉化率為90%~100%,絕大部分轉化為重石與航煤,如表1所示裝置重石總收率增加約2.0%,航煤總收率增加約2.5%。如表2所示,按惠州石化各產品及公用工程價格,標定核算蠟油加氫裂化裝置每日摻煉480t(20t/h)加氫精制柴油可獲得9.06萬元效益,即每摻煉1t精制柴油可收益約180元。
1.2煤柴油加氫裂化裝置回煉自身產品柴油
煤柴油加氫裝置通過長循環線回煉自身產品柴油,回煉量為10~20t/h,此部分柴油轉化率為65%~70%,如表3所示重石和航煤收率各增加約2.0%。如表4所示,按惠州石化各產品及公用工程價格,煤柴油加氫裂化裝置每日回煉自身產品柴油423.4t可獲得3.44萬元效益,即每回煉1t自身柴油產品可收益約80元。
2分餾系統操作優化調整
利用流程模擬軟件建立加氫裂化裝置分餾塔流程模型,對分餾系統進行分析與診斷,優化操作條件,提高分餾塔分離精度及調整產品切割點,實現多產石腦油和航煤、少產柴油的目的,提高加氫裂化裝置經濟效益。
2.1蠟油加氫裂化裝置分餾優化操作
應用流程模擬軟件建立蠟油加氫裂化裝置分餾系統全流程模型,對分餾系統展開綜合性、系統性分析與診斷,找出可優化的操作條件。(1)降低主分餾塔塔頂壓力可以有效地提高塔板的泛點率和氣化率,從而提高塔板的分離效果,有助于輕組分拔出。(2)設計的尾油循環至分餾爐流量為125t/h,經過模擬發現其量偏大,提出將流量降低甚至停掉循環,以提高加熱爐出口溫度。(3)提高加熱爐出口溫度可以提高主分餾塔進料的氣化率,增加精餾段的氣相,將有效地降低柴油中的重石、航煤組分。(4)提高主分餾塔的汽提蒸汽用量,可以進一步降低汽提段的油氣分壓,使更多的輕組分氣化。(5)降低過氣化油循環的取熱量,減少過氣化油對輕組分進入產品側線的阻擋。(6)通過對分餾及吸收穩定系統的換熱負荷分配進行優化,增加分餾加熱爐前換熱器的熱負荷,以增加加熱爐出口溫度或降低爐子燃料氣消耗。找出以上優化條件后,蠟油加氫裂化裝置將分餾塔塔壓由0.15MPa降至0.13MPa,將汽提蒸汽由2.1t/h左右提高至3.2t/h,尾油循環量由125t/h降低至45t/h,過氣化油循環流量由350t/h左右降低至330t/h,加熱爐出口溫度由348℃提高至349.3℃,通過分餾系統能量的優化調整,進爐物料換熱后溫度由245℃提高至250℃,從而提高分餾爐出口溫度,解決了主分餾塔組分切割清晰度不足的問題。如表5所示,經過優化調整后,裝置重石腦油的收率由20%提高至23%,航煤收率由25%提高至30%,遠高于設計收率25.23%,柴油收率由28%降至20%,遠低于設計收率29.18%。按裝置處理量420t/h計算,每天增產重石302.4t,增產航煤504t,減產柴油806.4t,按當時航煤和柴油價格計算,每天可增加效益近35.3萬元。
2.2煤柴油加氫裂化裝置分餾優化操作
利用流程模擬軟件對分餾系統進行建模,綜合分析主分餾塔與石腦油分餾塔之間多產航煤與重石腦油產品初餾點之間的相互限制因素,找出優化條件,如表6所示。(1)降低石腦油分餾塔塔頂壓力可以有效地提高塔板的氣化率,提高塔板的分離效果,有助于輕石腦油組分拔出。(2)降低石腦油分餾塔塔底再沸器負荷,可提高主分餾塔中段回流溫度,提高航煤抽出溫度。找出以上優化條件后,煤柴油加氫裂化裝置優化石腦油分餾塔塔壓,降低塔底再沸器熱負荷,提高中段回流溫度,在不影響輕石腦油初餾點情況下,提高航煤終餾點,使航煤收率由30.95%提高至34.52%。按裝置處理量420t/h計算,每天增產航煤360t,按當時航煤和柴油價格計算每天可增加收益約17.9萬元。
3結論
在日趨嚴格的環保要求下,成品油質量升級逐步加快,加氫裂化裝置在煉廠中的比重越來越大,如何根據市場需求優化加氫裝置的產品結構,成為煉廠的重要研究課題。惠州石化根據市場需求情況,通過加氫裂化裝置摻煉或回煉產品柴油、優化分餾操作等多項措施,優化加氫裂化裝置產品結構,大幅度降低了全廠柴油收率,將柴油轉化為重石、航煤等高附加值產品,降低全廠柴汽比。(1)蠟油加氫裝置摻煉加氫精制產品柴油,將精制柴油轉化為高附加值的重石腦油和航煤,使裝置重石收率增加2.0%,航煤收率增加2.5%。(2)煤柴油加氫裝置回煉自身產品柴油,將產品柴油轉化為高附加值的重石腦油和航煤,使裝置柴油收率降低4.0%,重石收率增加2.0%,航煤收率增加2.0%。(3)蠟油加氫裝置通過分餾系統操作優化,使裝置柴油收率降低8.0%,重石收率增加3.0%,航煤收率增加5.0%。(4)煤柴油加氫裝置通過分餾系統操作優化,提高航煤干點,使裝置柴油收率降低3.6%,航煤收率增加3.6%。
參考文獻
[1]張羅庚,胡云濤,簡建超.加氫裝置降低柴汽比的優化措施[J].石油煉制與化工,2017,48(7):60-63.
[2]吳子明,彭沖,曹正凱,等.調整煉廠產品結構的加氫技術的開發與應用[J].煉油技術與工程,2017,47(1):10-16.
[3]于慧鵬,劉沅林.優化蠟油加氫裝置進料組分降低煉廠柴汽比[J].當代化工,2016,45(10):2367-2369.
[4]張成,鐘湘生.降低柴汽比潛力分析與措施[J].煉油技術與工程,2013,43(6):22-25.
作者:鄭港西 方友 曾文欽 單位:中海油惠州石化有限公司