基于近紅外快評(píng)技術(shù)優(yōu)化原油儲(chǔ)罐布局

周雪梅 賀亞軍

【摘要】 本文論述了近紅外原油快速評(píng)價(jià)技術(shù)特點(diǎn)，并通過(guò)利用近紅外快速評(píng)價(jià)技術(shù)優(yōu)化調(diào)整原油混儲(chǔ)布局，完善改造工藝設(shè)施，實(shí)現(xiàn)原油儲(chǔ)存庫(kù)容冗余度減少、送裝置加工性質(zhì)穩(wěn)定。

【關(guān)鍵字】 原油，近紅外、快速評(píng)價(jià)，優(yōu)化，儲(chǔ)罐

0背 景

蘭州石化公司擁有1050萬(wàn)噸/年原油一次加工能力，其中3套常減壓裝置加工能力500萬(wàn)噸/年，加工低硫低酸石蠟基原油，包括長(zhǎng)慶、 青海、牙哈等;4套常減壓裝置加工能力550萬(wàn)噸/年，加工高酸中間基原油，包括南疆、北疆、吐稠、北稠、吐哈等10多個(gè)區(qū)塊的原油。

1.原油混儲(chǔ)輸轉(zhuǎn)存在問(wèn)題

油品儲(chǔ)運(yùn)廠主要承接蘭州石化公司加工原油管輸接收、火車(chē)接卸、儲(chǔ)存和送裝置加工任務(wù)。目前，廠內(nèi)用2座10萬(wàn)立儲(chǔ)罐、2座5萬(wàn)立儲(chǔ)罐收儲(chǔ)原油末站轉(zhuǎn)輸來(lái)的新混油，順序通過(guò)4套常減壓抽油泵直抽加工;用1座10萬(wàn)立儲(chǔ)罐、1座5萬(wàn)立儲(chǔ)罐、1座3萬(wàn)立儲(chǔ)罐收儲(chǔ)原油末站轉(zhuǎn)輸來(lái)的長(zhǎng)慶油，然后將火車(chē)槽車(chē)運(yùn)來(lái)的青海油按經(jīng)驗(yàn)比例（≤30%）輸送至以上3座儲(chǔ)罐混儲(chǔ)，最后順序通過(guò)3套常減壓抽油泵直抽加工。

1.1 原油倉(cāng)儲(chǔ)冗余度大

（1）常減壓裝置進(jìn)料方式是利用常減壓抽油泵從油品儲(chǔ)運(yùn)廠廠內(nèi)儲(chǔ)罐直抽，通常把罐底油液位保留在5.5～6m，確保常減壓抽油泵入口有一定的靜壓，故導(dǎo)致廠內(nèi)儲(chǔ)罐有效罐容大幅減少，給原油倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度增加困難，且增加了罐底混油量，進(jìn)一步影響常減壓進(jìn)料性質(zhì)的穩(wěn)定。

（2）由于石蠟基的長(zhǎng)慶油與中間基的新混油順序輸送進(jìn)廠，為保證長(zhǎng)慶油的純凈，不影響3套常減壓的加工，在切油頭時(shí)要求將長(zhǎng)慶油往新混油切，從而造成石蠟基原油的浪費(fèi)。因此需合理優(yōu)化儲(chǔ)罐安排，盡可能降低油頭切換頻率。

1.2 送裝置加工原油性質(zhì)不穩(wěn)

（1）4套加工的新混油，由于參與配輸?shù)挠头N來(lái)自不同區(qū)塊的原油且配輸比例不穩(wěn)定，造成新混油性質(zhì)變化較大，各儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的新混油彼此性質(zhì)也存在差異，導(dǎo)致4套常減壓進(jìn)料性質(zhì)不穩(wěn)。

（2）3套加工的長(zhǎng)混油，由于長(zhǎng)慶油與青海油在收儲(chǔ)時(shí)按經(jīng)驗(yàn)比例（青海油≤30%）進(jìn)行混儲(chǔ)，混合后原油性質(zhì)與預(yù)期也存在一定的偏差，難以保證3套常減壓進(jìn)料性質(zhì)的穩(wěn)定。

基于以上矛盾，需開(kāi)展原油混儲(chǔ)過(guò)程中快速評(píng)價(jià)技術(shù)的應(yīng)用研究，優(yōu)化控制原油混儲(chǔ)比例，提前預(yù)判加工原油詳細(xì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)調(diào)度系統(tǒng)準(zhǔn)確判定各摻混原油的比例、油種，為煉廠生產(chǎn)平穩(wěn)有序提供保障。

2.近紅外（NIR）原油快速評(píng)價(jià)技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用

近紅外光譜技術(shù)主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，它記錄的是分子中單個(gè)化學(xué)鍵的基頻振動(dòng)的倍頻和合頻信息，受含氫基團(tuán)X-H（X-C、N、O）的倍頻和合頻的重疊主導(dǎo)，所以近紅外光譜測(cè)量的主要是含氫基團(tuán)X-H振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，包含了絕大多數(shù)類(lèi)型有機(jī)物組成和分子結(jié)構(gòu)的豐富信息?？蓹z測(cè)樣品的密度、水含量、碳、氫、硫、氮、 酸值、傾點(diǎn)、粘度、殘?zhí)?、蠟含量、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、實(shí)沸點(diǎn)收率等性質(zhì)數(shù)據(jù)。

NIR快速評(píng)價(jià)成功案例：金陵石化于2011年成功實(shí)施了基于原油近紅外快評(píng)技術(shù)的原油在線調(diào)合系統(tǒng)。自系統(tǒng)上線以來(lái)，快評(píng)后油品分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，調(diào)合系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了調(diào)合過(guò)程自動(dòng)比例控制，調(diào)合優(yōu)化軟件的各協(xié)調(diào)工作完成了原油罐存監(jiān)視、組份跟蹤、在線優(yōu)化配比等功能。

目前，此項(xiàng)技術(shù)以南京富島科技公司市場(chǎng)占有率最多，已在中石油大連分公司、廣西欽州分公司、中石化北海分公司、中石化茂名分公司等企業(yè)成功實(shí)施了基于近紅外檢測(cè)的原油快評(píng)系統(tǒng)。

3應(yīng)用近紅外原油快評(píng)系統(tǒng)優(yōu)化原油罐區(qū)布局

調(diào)整用2座10萬(wàn)立儲(chǔ)罐收儲(chǔ)從末站或鐵路槽車(chē)進(jìn)廠的長(zhǎng)慶油，用1座3萬(wàn)立儲(chǔ)罐收儲(chǔ)鐵路槽車(chē)進(jìn)廠的青海油，經(jīng)過(guò)加溫沉降脫水后，應(yīng)用近紅外快評(píng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)長(zhǎng)慶油、青海油的詳評(píng)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)分廠調(diào)度優(yōu)化調(diào)合比例，利用配套的2組調(diào)合泵及流量調(diào)節(jié)設(shè)施，按調(diào)合比例精準(zhǔn)輸轉(zhuǎn)至1#靜態(tài)混合器送3套常減壓加工，具體流程如圖1所示。期間對(duì)靜態(tài)混合器出口的長(zhǎng)混油也進(jìn)行近紅外快評(píng)，掌握長(zhǎng)混油詳評(píng)數(shù)據(jù)。

調(diào)整用1座10萬(wàn)立儲(chǔ)罐、3座5萬(wàn)立儲(chǔ)罐收儲(chǔ)從末站進(jìn)廠的新混油，經(jīng)過(guò)加溫沉降脫水，應(yīng)用近紅外快評(píng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)各儲(chǔ)罐新混油的詳評(píng)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)分廠調(diào)度優(yōu)化調(diào)合比例，利用配套的2組調(diào)合泵及流量調(diào)節(jié)設(shè)施，按調(diào)合比例精準(zhǔn)輸轉(zhuǎn)至2#靜態(tài)混合器送4套常減壓加工，具體流程如圖1所示。期間對(duì)靜態(tài)混合器出口的新混油也進(jìn)行近紅外快評(píng)，掌握新混油詳評(píng)數(shù)據(jù)。42/7-9罐區(qū)的其余5具5萬(wàn)立儲(chǔ)罐，42/1罐區(qū)1具3萬(wàn)罐作為組份罐、應(yīng)急罐使用。

通過(guò)以上統(tǒng)籌規(guī)劃廠內(nèi)原油儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)配套相關(guān)工藝設(shè)備，依托近紅外快評(píng)系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)不同性質(zhì)、不同區(qū)塊的原油分儲(chǔ)，增加廠內(nèi)原油儲(chǔ)罐的有效罐容，提高儲(chǔ)罐使用效率。

4 取得的預(yù)期效果

4.1增加原油儲(chǔ)罐的有效罐容

通過(guò)對(duì)進(jìn)廠原油的分類(lèi)存儲(chǔ)，工藝設(shè)施的改造完善，常減壓裝置不在從油品儲(chǔ)運(yùn)廠儲(chǔ)罐內(nèi)直接抽油加工，而是通過(guò)調(diào)合泵后的靜態(tài)混合器向常減壓供料，廠內(nèi)儲(chǔ)罐罐底油可由目前的5.5～6m降至2.5m左右，大幅度提高了儲(chǔ)罐的有效容積，減少了罐底油的混油量，增加了分廠調(diào)度的時(shí)間安排冗余度，降低了末站送油切油頭的頻率，確保了常減壓進(jìn)料性質(zhì)的波動(dòng)。

4.2預(yù)知進(jìn)廠原油性質(zhì)，合理安排調(diào)合比例

利用近紅外原油快評(píng)系統(tǒng)對(duì)末站輸轉(zhuǎn)的新混、長(zhǎng)慶油，鐵路槽車(chē)進(jìn)廠的青海油、長(zhǎng)慶油進(jìn)行詳細(xì)評(píng)價(jià)，短時(shí)間內(nèi)獲得原油性質(zhì)（API、S含量、酸值、氯鹽、水含量、密度、實(shí)沸點(diǎn)收率等）關(guān)鍵數(shù)據(jù)，指導(dǎo)分廠調(diào)度合理配比調(diào)合長(zhǎng)混、新混油，為煉廠提供性質(zhì)穩(wěn)定的加工油品。

4.3 預(yù)知送裝置加工原油性質(zhì)，保障煉廠生產(chǎn)穩(wěn)定

通過(guò)對(duì)1、2#靜態(tài)混合器出口油品性質(zhì)的評(píng)價(jià)，常減壓裝置可提前預(yù)知加工原油質(zhì)量性質(zhì)、關(guān)鍵組分性質(zhì)及各餾分段收率，裝置無(wú)需時(shí)刻準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)由于進(jìn)料性質(zhì)不穩(wěn)而可能出現(xiàn)波動(dòng)，為裝置安穩(wěn)長(zhǎng)滿(mǎn)優(yōu)運(yùn)行提供穩(wěn)態(tài)環(huán)境，確保二次加工裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

5 小結(jié)

原油罐區(qū)是承接公司計(jì)劃轉(zhuǎn)生產(chǎn)的重要節(jié)點(diǎn)，由于進(jìn)廠原油性質(zhì)的多樣性與變化性， 依據(jù)原油快速評(píng)價(jià)系統(tǒng)所得數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)摻煉原油比例及時(shí)調(diào)整，合理使用原油儲(chǔ)罐及相關(guān)工藝設(shè)施，提高儲(chǔ)罐的有效使用效率，增加計(jì)劃與生產(chǎn)的冗錯(cuò)能力，從而更好的為計(jì)劃與生產(chǎn)協(xié)調(diào)創(chuàng)造條件，最終實(shí)現(xiàn)常減壓裝置穩(wěn)定加工。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙剛，原油調(diào)合技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]，山東：中國(guó)石油大學(xué)（華東）2007.

[2] 蔡智等，油品調(diào)合技術(shù)[M]，北京：中國(guó)石化出版社，2005.