原料對溶劑脫瀝青裝置加工能力的影響

鄭 巖

(中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司，寧波 315207)

原料對溶劑脫瀝青裝置加工能力的影響

鄭 巖

(中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司，寧波 315207)

研究了以混合C4為溶劑加工不同性質的混合原料對溶劑脫瀝青裝置加工能力及產品的影響。研究結果表明原料性質的變化是制約裝置加工量、操作條件苛刻和影響脫瀝青油收率的主要因素，加工性質較差的原料，不但裝置處理量有較大下降，而且能耗也相對有一定增加，嚴重影響裝置的經濟效益。

溶劑脫瀝青 渣油 加工量 收率

隨著常規原油的可利用量減少，原油重質化、劣質化趨勢凸顯以及市場對輕質油品需求結構的改變，使得重質原油及渣油的輕質化技術得到廣泛重視，重油深度加工已成為當前煉油工業的重要組成。作為重油輕質化主要加工技術之一的溶劑脫瀝青技術具有獨特的作用［1－2］。

溶劑脫瀝青工藝是實現重質原油輕、重組分分離的一種物理加工過程。該工藝選擇性的脫除渣油中的重金屬、膠質及瀝青質等重組分，并將其濃縮于脫油瀝青(以下簡稱為DOA)中，所得低金屬、低殘炭的脫瀝青油(以下簡稱DAO)是催化裂化、加氫裂化等工藝較好的生產原料，同時生產的脫油瀝青是道路瀝青生產所期望的組分［3－4］。

中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司(以下簡稱鎮海煉化)溶劑脫瀝青裝置(以下簡稱溶脫裝置)設計以V(渣油)∶V(洗滌油)∶V(催化油漿)=2∶1∶1的減壓渣油為主的加工原料，設計加工量為0.60 Mt/a，以混合C4組分作為抽提溶劑，采用一段抽提超臨界回收溶劑工藝，該裝置的主要工藝特點為:

①原料通過靜態混合器與溶劑進行多級混合后進入抽提器上部沉降分離，在抽提器下部引入少量溶劑進行補充抽提;

②高壓溶劑采取閉路循環;

③采用一段抽提技術，取消膠質沉降系統，將原料分為脫瀝青油和脫油瀝青;

④溶劑采用超臨界回收。

為考察溶劑脫瀝青裝置處理劣質原料的能力，分析原料性質對產品性質的影響，本文以混合C4為抽提溶劑加工原料A:V(渣油)∶V(洗滌油)∶V(重蠟油)=2∶1∶1和原料 B:V(渣油)∶V(洗滌油)∶V(重蠟油)=2.5∶10∶2，這 2 種不同配比混合原料為對比研究對象，分析所得加工產物的DAO和DOA組分，并討論加工不同性質的原料對裝置能耗的影響。

1 試驗部分

1.1 原料性質

原料性質的變化對溶劑脫瀝青裝置的操作條件以及產品質量影響較大，兩種渣油性質見表1。

表1 原料的物理性質

從表中數據明顯看出兩種物料密度相差較小，原料B的黏度、殘炭、硫質量分數略大于原料A，但通過四組分分析可知:① 原料B飽和烴、芳香烴質量分數明顯低于原料A，降低溶脫裝置DAO的拔出率;②原料B的膠質、瀝青質質量分數高于原料A，經溶脫裝置加工可以提高DOA的產率，增加瀝青原料，同時增加了抽提器的分離難度，勢必提高裝置能耗。

1.2 溶劑組成

混合C4組分作為抽提劑，主要組分為異丁烷和正丁烷。異丁烷的優點在于其物性介于正丁烷和丙烷之間，對于減壓渣油的脫瀝青效果相當于50%正丁烷和50%丙烷的混合物。經過混合C4溶解分離出的產品DAO十分適合于催化裂化或催化加氫原料。本試驗所用溶劑性質見表2。

表2 溶劑組成

1.3 操作條件

隨著原料性質的改變，為確保裝置產品DAO、DOA質量合格，適當調整溶脫裝置主要生產運行操作參數，選擇適宜的運行條件(見表3)。

表3 溶脫裝置主要操作條件

由于原料B的性質比原料A的物理性質差，溶脫裝置處理量降低了7 t/h，為保證裝置平穩正常生產出合格產品，提高DAO質量，保證溶劑與DOA、DAO之間的分離效果，對操作條件作出以下調整:①抽提溫度由134℃逐漸增至140℃;②抽提器界位保持60%以上運行，渣油處理量從72 t/h下降至65 t/h;③ 劑油比從4.1上升至4. 4;④在保證汽提塔中油與溶劑之間的分離效果的情況下，降低溶劑系統壓力，1#和2#汽提塔塔頂壓力分別降低0.04 MPa和0.02 MPa。

2 結果分析

2.1 產品質量

兩種原料條件下的產品性質見表4。

表4 產品性質對比

分析表4數據可知:

(1)由于宏觀性質軟化點受四組分配比的影響，飽和烴、芳香烴這些輕組分在DOA中的質量分數增多，而瀝青質的質量分數則減少，降低了DOA的軟化點及運動黏度;

(2)由于抽提深度會影響輕重組分在DAO和DOA中的比例，加工原料B時，為促進DOA與DAO的分離，適當提高抽提器進料溫度以及溶劑比，致使DAO中芳香結構增多以及芳香環系稠合程度的提高，導致殘炭值升高;

(3)在保證產品質量合格的前提下，加工性質較差的原料B得到的DAO產品在500℃時的餾出量相對降低82.04%，說明經過深度抽提后得到的DAO餾分很窄。

2.2 金屬脫除率

原油中的重金屬主要集中在渣油中，但是并不是均勻分布，而且這種分布還受原料性質的影響，原料B中的鈉、鐵、鎳和釩的質量分數高于原料A(見表5)。由于采用超臨界萃取分離技術，溶劑脫瀝青脫除了含有大量重金屬的膠質等重組分，金屬脫除能力比較好，脫除率最高可達在90%以上。

表5 金屬脫除率%

2.3 原料殘炭的影響

原料性質變化對產品質量影響很大。在操作條件不變(即壓力、溫度、劑油比不變)的情況下，溶劑溶解能力基本不變。原料性質變差，重組分增加，輕組分減少，部分重組分則被溶劑抽提到DAO中，導致DAO中殘炭超標。當原料中殘炭質量分數從17.22%增加到17.63%時，DAO中殘炭質量分數也隨之增加，分別為5.31%和5.78%。

原料性質變化后，產品質量調整時間很長。主要原因是由于目前產品質量與操作條件之間無法建立計算模型分析，操作只能依據化驗數據來調整，而化驗分析數據所需時間也要在6 h左右;其次是根據化驗數據調整操作，抽提器建立新的氣—液相萃取平衡至少在3 h以上。

2.4 能耗分析

在綜合能耗評價對比方面，加工處理原料B時裝置的綜合能耗比加工原料A時略高(見表6)。

表6 裝置能耗(以標準油計)對比 kg/t

從表6數據可以看出:加工處理原料B時，裝置的綜合能耗(以標油計)比加工原料A時提高了2.88 kg/t，主要原因是燃料氣消耗和蒸汽消耗量增加較大，具體分析如下。

(1)燃料氣。加工原料B時燃料氣消耗(以標油計)為18.97 kg/t，相對加工原料A時消耗(以標油計)15.56 kg/t，燃料氣消耗增加 3.41 kg/t，主要原因是:① 加工原料性質相對較差的渣油B，為提高產品質量保證抽提效果，相應提高劑油比;②爐－1出口溫度增加5～7 K，爐－2出口溫度提高了3～6 K，導致燃料消耗大幅增加;③ 原料B性質較差，處理量降低，導致裝置規模效應降低，能耗增加。

(2)蒸汽。原料B中膠質、瀝青質等重組分的含量明顯高于原料A，增加了溶劑與DOA、溶劑與DAO之間的分離難度，1#汽提塔和2#汽提塔汽提蒸汽分別增加了約66 kg/h與92 kg/h的用量，導致加工原料B所用蒸汽耗量(以標油計)為3.19 kg/t，比加工原料A增加了0.72 kg/t。

3 結論

(1)加工物性較差混合渣油時，受其膠質、瀝青質質量分數偏高影響，加工量降低了9.72%，而且溶劑與DOA、溶劑與DAO分離困難，部分沒有分離的輕組分殘留在DOA中，導致DOA軟化點偏低;深度抽提后得到的DAO餾分很窄;殘炭值也相應提高，影響產品質量。

(2)溶劑脫瀝青裝置對渣油中的金屬有很好的脫除效果，但是為了給催化裂化提供了更好的原料，溶劑脫瀝青裝置盡可能加工原料性質好一些的混合原料，可降低洗滌油的比例。

(3)原料性質對產品質量、操作條件以及裝置能耗的影響較大，盡量保持溶劑脫瀝青裝置所加工原料性質穩定，增加在線密度監測，有利于降低裝置操作苛刻度，提高裝置經濟效益。

［1］ 杜平安，任滿年，應衛勇．DOA及DAO糠醛抽出油用于調和重交道路瀝青配伍性研究［J］．煉油技術與工程，2011，41(6):8－12．

［2］ 李曉文．溶劑脫瀝青的技術進展與工藝優化［J］．中外能源，2007，12(2):68 －75．

［3］ 曲濤，郭皎河，高鮮會．進口油溶劑脫瀝青技術優化研究［J］．石油瀝青，2011，25(2):65 －68．

［4］ 范思遠，程國香，高鮮會，等．減壓渣油性質對丙烷脫瀝青過程的影響［J］．當代化工，2011，40(4):354 －356．

Effects of Material on Processing Capacity of Solvent Deasphalt Plant

Zheng Yan
(SINOEPC Zhenhai Refining and Chemical Company，Ningbo 315207)

The effects of mixed material processed with blended C4 as solvent with different properties on processing capacity and products of solvent deasphalt plant were studied．Result showed that changing of material properties was the main factor restricting processing capacity，altering operation conditions and affecting deasphalted oil yield．Processing material with inferior performance not only reduced the capacity of plant but also increased energy consumption，which seriously affected economic profit of the plant．

solvent deasphalt，residual oil，processing capacity，yield

1674－1099 (2012)05－0038－04

TE621

A

2012-07-11。

鄭巖，1976年出生，2000年畢業于吉林省吉林市化工學院，工程師，主要從事渣油加工工藝管理和研究。