流花20-2原油首次加工技術(shù)分析

陳 錚 徐 鵬

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

為了進(jìn)一步拓寬煉廠的原油選擇范圍、充實(shí)適煉原油庫(kù)、降低原油采購(gòu)成本，中海油惠州石化有限公司(以下簡(jiǎn)稱惠州石化)于2021年1月首次采購(gòu)并加工了一船流花20-2原油。根據(jù)流花20-2原油低硫、低酸、高輕油收率的特點(diǎn)，惠州石化針對(duì)性地制定了該原油的加工方案，通過(guò)30 d的生產(chǎn)加工，實(shí)現(xiàn)了加工比例由3%至10%的嘗試，為今后加工同類(lèi)型原油積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

1 流花20-2原油的一般性質(zhì)

原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)顯示：流花20-2原油密度為0.757 6 g/cm3(20 ℃)，API為54.1，酸值0.078 mg/g(以NaOH計(jì)，下同)，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.017 5%，石腦油收率52.66%。實(shí)際進(jìn)廠的原油為流花20-2和流花16-2的混合原油，一般性質(zhì)參數(shù)與原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)略有不同，密度為0.769 3 g/cm3，酸值0.127 mg/g，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.028 3%，石腦油(<165 ℃)收率44.54%。

表1 流花20-2原油的主要性質(zhì)

續(xù)表1

2 原油加工方案評(píng)估

根據(jù)國(guó)內(nèi)煉廠加工凝析油的經(jīng)驗(yàn)，一般加工凝析油數(shù)量比較有限，僅占煉廠原油加工能力的2%～5%[1]。為摸索流花20-2原油在惠州石化的最大加工比例，綜合考慮兩套常減壓裝置的設(shè)計(jì)原油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)、酸值、常頂石腦油產(chǎn)量等因素(見(jiàn)表2)，制定了滿足裝置實(shí)際情況的加工方案。

表2 惠州石化兩套常減壓裝置設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)比

流花20-2原油為低硫、低酸原油，從硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)和酸值角度評(píng)估，常減壓(Ⅰ/Ⅱ)裝置均具備加工條件。從2021年1月整體原油資源及裝置負(fù)荷角度出發(fā)，常減壓(Ⅰ)裝置主要加工蓬萊、巴斯洛、索特納、ESPO等原油，常頂石腦油平均收率9.32%，平均產(chǎn)量133.28 t/h；常減壓(Ⅱ)裝置主要加工沙輕、科威特、卡塔爾海上、埃爾沙辛等原油，常頂石腦油平均收率17.49%，平均產(chǎn)量185.39 t/h。若常減壓(Ⅰ)裝置按照5%的比例摻煉流花20-2原油，石腦油收率預(yù)計(jì)升高至10.70%，平均產(chǎn)量增至153.01 t/h，超出其石腦油產(chǎn)量上限要求；而常減壓(Ⅱ)裝置摻煉比例最大預(yù)計(jì)可提至10%，石腦油收率預(yù)計(jì)可達(dá)18.61%，平均產(chǎn)量增至197.27 t/h，在裝置石腦油產(chǎn)量上限要求范圍內(nèi)。

綜合評(píng)估后，安排流花20-2原油在常減壓(Ⅱ)裝置加工。

3 加工流花20-2原油造成的影響

根據(jù)全廠生產(chǎn)計(jì)劃安排，常減壓(Ⅱ)裝置于2021年1月11日至2月9日對(duì)流花20-2原油進(jìn)行了首次摻煉，摻煉比例由3%開(kāi)始逐步提高，最高至10%。

3.1 對(duì)常減壓側(cè)線收率的影響

加工流花20-2原油后，隨著摻煉比例的逐步提高，常頂石腦油+常一線油收率同步提高，由10.85%上漲至11.97%；減渣收率則同步下降，由33.32%降至30.14%；煤油、柴油、蠟油的收率沒(méi)有明顯變化。常頂石腦油+常一線油和減渣收率的變化趨勢(shì)均與流花20-2原油側(cè)線收率特點(diǎn)吻合。

3.2 對(duì)一、二次裝置原料性質(zhì)的影響

加工流花20-2原油后，混合原油及主要二次加工裝置原料性質(zhì)均未發(fā)生明顯變化，符合裝置原料質(zhì)量要求。

3.2.1 原料(油)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

加工流花20-2原油后，原料(油)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化情況見(jiàn)表3所示。由表3可知：混合蠟油與渣油的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯下降，但混合原油、常頂石腦油、常一線及混合柴油的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有小幅上漲，該變化趨勢(shì)與原油加工比例變化及流花20-2原油性質(zhì)無(wú)法吻合。綜合分析此期間加工原油比例，判斷為埃爾沙辛原油干擾所致(埃爾沙辛原油主要替換科威特原油，其常頂石腦油、常一線及混合柴油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著高于科威特原油)。

表3 原料(油)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化情況 %

3.2.2 對(duì)重整原料的影響

加工流花20-2后，常頂石腦油組成見(jiàn)表4所示。由表4可知：常頂石腦油正構(gòu)烷烴、芳烴體積分?jǐn)?shù)下降，環(huán)烷烴體積分?jǐn)?shù)上升，該變化與該原油石腦油餾分組成中環(huán)烷烴體積分?jǐn)?shù)高于沙中、科威特等中東原油的情況吻合，說(shuō)明流花20-2原油的石腦油組分可作為較好的重整原料。

表4 常頂石腦油體積分?jǐn)?shù)組成對(duì)比 %

3.2.3 對(duì)渣油加氫原料的影響

加工流花20-2原油后，渣油加氫濾后混合原料性質(zhì)見(jiàn)表5所示。由表5可知：渣油加氫裝置濾后原料的運(yùn)動(dòng)黏度、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、殘?zhí)康戎笜?biāo)均有不同程度下降，但同時(shí)金屬含量，特別是鐵、鎳和釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大幅升高，這與流花20-2原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)不符，判斷與科威特原油切換為埃爾沙辛原油有關(guān)。

表5 渣油加氫濾后混合原料性質(zhì)對(duì)比

3.3 對(duì)裝置操作的影響

3.3.1 常減壓(Ⅱ)裝置常壓塔塔頂溫度變化趨勢(shì)

隨著流花原油加工比例升高，常壓塔塔頂溫度逐漸升高，當(dāng)摻煉量接近140 t/h時(shí)，常頂溫度提至歷史高位的141 ℃(正常操作溫度在135 ℃左右)。出現(xiàn)這種情況的主要原因在于流花20-2輕油組分較多，加工時(shí)需要更多的熱量將輕組分拔出，才能保證常壓塔各側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量合格。

3.3.2 常減壓(Ⅱ)裝置腐蝕情況

根據(jù)國(guó)內(nèi)同類(lèi)裝置加工凝析油的經(jīng)驗(yàn)，由于凝析油的輕組分較多，加工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)隨著塔頂負(fù)荷升高、流速加快導(dǎo)致的塔頂沖刷腐蝕加劇的情況[2]。

在本次加工流花20-2原油的過(guò)程中，也發(fā)生了同樣情況。流花20-2原油加工前常頂油氣E-301A入口分管探針腐蝕速率為0.021 2 mm/a，而加工期間常頂油氣E-301A入口分管探針腐蝕速率為0.037 3 mm/a，較之前明顯上升，但裝置其他部位的探針腐蝕速率均正常。在進(jìn)行提高原油加工比例的操作時(shí)，常頂油氣E-301A入口分管探針腐蝕速率顯著加快，短期甚至超過(guò)了腐蝕速率上限0.2 mm/a，在增大緩蝕劑和中和劑注入量后腐蝕速率才下降，逐漸恢復(fù)正常。發(fā)生這種情況可能有兩方面原因：一是原油罐付裝置沒(méi)有流量控制閥，僅通過(guò)手動(dòng)調(diào)整電動(dòng)閥開(kāi)度進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，準(zhǔn)確度、靈敏度較差，可能導(dǎo)致短時(shí)間流量過(guò)大；二是流花20-2原油常頂石腦油收率高于同期加工的其他原油，即使是加工比例的小幅調(diào)整，還是會(huì)對(duì)常頂油氣產(chǎn)量造成較大影響，一旦助劑的調(diào)整未能及時(shí)跟上常頂油氣產(chǎn)量的變化，將會(huì)導(dǎo)致腐蝕速率出現(xiàn)短時(shí)間超高的情況。

3.3.3 對(duì)航煤加氫裝置的影響

加工流花20-2原油后，常一線初餾點(diǎn)明顯降低，在常頂終餾點(diǎn)由170 ℃提至173 ℃后，常一線初餾點(diǎn)依然由加工前的平均132 ℃最低降至123.2 ℃。原料初餾點(diǎn)降低導(dǎo)致輕烴產(chǎn)量持續(xù)居高不下，由于輕烴外送管線管徑偏小，輕烴外送量受到限制，一直維持最大量(約5.6 t/h)。當(dāng)流花20-2比例提至10%后，輕烴產(chǎn)量進(jìn)一步增加，裝置只能再次將富余輕烴通過(guò)地下輕污油罐外排。

3.4 對(duì)全廠效益的影響

按2021年1月的價(jià)格體系，對(duì)惠州石化加工流花20-2原油的效益情況進(jìn)行了測(cè)算對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表6。其中工況一為當(dāng)月實(shí)際加工約26.1 kt流花20-2原油，工況二為用等量常減壓(Ⅱ)常規(guī)原油替換流花20-2原油。

從表6中可以看到：加工流花20-2原油后當(dāng)月效益減少1 375.54萬(wàn)元。主要原因在于：(1)流花20-2原油密度低，采用同樣原油標(biāo)桿價(jià)格并轉(zhuǎn)換為質(zhì)量單價(jià)后，原油采購(gòu)價(jià)格升高；(2)因加工流花20-2原油后石腦油產(chǎn)量有所增加，其他產(chǎn)品產(chǎn)量沒(méi)有明顯變化，而當(dāng)月石腦油價(jià)格較低，導(dǎo)致當(dāng)月加工效益相對(duì)較差。

表6 是否加工流花20-2原油效益對(duì)比

4 結(jié)論及建議

流花20-2原油自2021年1月11日開(kāi)始加工，至2021年2月9日加工完畢，累計(jì)加工30 d。加工期間，相關(guān)裝置生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)，未發(fā)生安全、環(huán)保、質(zhì)量事故。

(1)受制于常減壓裝置常壓塔塔頂負(fù)荷過(guò)高，流花20-2加工比例最高只能達(dá)到10%，建議今后的加工過(guò)程中應(yīng)搭配常頂收率較低的原油。摻煉比例達(dá)到10%后，常頂實(shí)際收率(常頂+常一線)最高達(dá)到19%～20%，塔頂溫度和壓力較高，操作條件接近極限。冬季氣溫較低時(shí)尚有較小彈性，夏季氣溫升高后維持難度較大，需要循環(huán)水場(chǎng)配合，上水溫度不宜過(guò)高。

(2)因原罐底油與流花20-2原油性質(zhì)差別較大，在帶煉初期罐底油與新原油界面波動(dòng)較大，油性不穩(wěn)，對(duì)常減壓裝置造成一定沖擊，主要表現(xiàn)在常頂石腦油量、常頂溫度、常頂壓力波動(dòng)。建議在帶煉初期將摻煉比例控制在3%～5%，適當(dāng)拉長(zhǎng)交界區(qū)層的原油摻煉時(shí)間(建議一周左右)，減少對(duì)裝置的擾動(dòng)。

(3)流花20-2原油屬于低硫低酸原油，但加工期間常頂腐蝕速率有所增加，特別是局部或短時(shí)間沖擊較大，通過(guò)調(diào)整加大防腐助劑量，可使探針腐蝕速率趨于平穩(wěn)；但是由于塔頂負(fù)荷偏大，且注水量受原設(shè)計(jì)限制，導(dǎo)致注水量不足，局部腐蝕仍存在較大風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)密切注意各相關(guān)腐蝕部位，加強(qiáng)防腐檢測(cè)和監(jiān)控。

(4)加工流花20-2原油后，航煤加氫裝置輕烴產(chǎn)量增加，由于裝置輕烴外送管線偏小，裝置需將富余輕烴通過(guò)輕污油系統(tǒng)外送，增加裝置損失和操作風(fēng)險(xiǎn)。