沙特混合原油重油加工路線選擇

劉瑞英，閆曉梅

（洛陽(yáng)瑞澤石化工程有限公司，河南洛陽(yáng)471003）

目前煉油廠原料油越來(lái)越重質(zhì)化、劣質(zhì)化[1]。原油性質(zhì)的變化對(duì)煉廠加工方案的設(shè)計(jì)有全局性的影響。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和石化產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張持續(xù)拉動(dòng)石油需求，繼2019年我國(guó)原油進(jìn)口量首次突破5億t之后，2020年達(dá)5.4億t，同比增長(zhǎng)7.3%，成為全球第一大原油進(jìn)口國(guó)。受多個(gè)大型項(xiàng)目投產(chǎn)驅(qū)動(dòng)，國(guó)內(nèi)石油化工產(chǎn)業(yè)繼續(xù)擴(kuò)張，2020年我國(guó)原油加工量達(dá)到6.74億t，同比增長(zhǎng)3%，但增速較2019年降低4.6百分點(diǎn)。我國(guó)原油產(chǎn)量2020年達(dá)到1.95億t，同比增長(zhǎng)1.6%。我國(guó)原油進(jìn)口增速繼續(xù)高于國(guó)內(nèi)原油產(chǎn)量增速，對(duì)外依存度仍在持續(xù)擴(kuò)大[2]。近年來(lái)，沙特含硫原油進(jìn)口數(shù)量迅速增加，沙特混合原料油性質(zhì)與國(guó)內(nèi)原油有很大不同，硫含量、重金屬含量高，是典型的高硫中間基原油，其加工主要難點(diǎn)在重油加工[3]。

1 重油加工組合工藝介紹

重油中碳含量一般為83%~87%，氫含量一般為10%~12%，氫碳原子比一般為1.4~1.7，而一般汽、柴油等輕質(zhì)油的氫碳比為1.8左右，所以在重油加工過(guò)程中最重要的任務(wù)就是提高氫比例，以得到更多汽、柴油等輕質(zhì)燃料以及其他化工原料[4]。提高氫比例有脫碳和加氫兩種途徑。脫碳技術(shù)除了熱加工（延遲焦化及催化裂化）之外，還有溶劑脫瀝青。加氫技術(shù)有三種，即固定床渣油加氫、沸騰床渣油加氫裂化及懸浮床渣油加氫裂化。

脫碳路線對(duì)原油的適應(yīng)性強(qiáng)，一次投入、操作費(fèi)用低，但原油的有效利用率低，輕油收率低。加氫路線對(duì)原油資源的利用率高，輕油收率高，但對(duì)原油的適應(yīng)性差，投資、操作成本均較高。

常見(jiàn)重油加工組合工藝有以下幾種：

1）催化－焦化組合工藝。減壓渣油作為延遲焦化原料，減壓蠟油與焦化蠟油加氫處理后進(jìn)催化，催化油漿作為延遲焦化進(jìn)料。工藝原則流程見(jiàn)圖1。

圖1 催化－焦化組合工藝

2）焦化－催化－加氫裂化組合工藝。減壓渣油進(jìn)延遲焦化，重蠟油去催化，輕蠟油去加氫裂化。工藝原則流程見(jiàn)圖2。

圖2 焦化－催化－加氫裂化組合工藝

3）渣油加氫－催化裂化雙向組合工藝。減壓渣油進(jìn)固定床渣油加氫，渣油加氫后的重油作為催化裂化裝置原料，催化油漿進(jìn)渣油加氫。工藝原則流程見(jiàn)圖3。

圖3 渣油加氫－催化裂化雙向組合工藝

4）渣油溶劑脫瀝青－瀝青IGCC－催化－加氫裂化組合工藝。渣油進(jìn)溶劑脫瀝青，脫油瀝青進(jìn)IGCC，脫瀝青油和重蠟油加氫處理后進(jìn)催化裂化，輕蠟油進(jìn)加氫裂化。工藝原則流程見(jiàn)圖4。

圖4 溶劑脫瀝青－催化－IGCC組合工藝

5）渣油溶劑脫瀝青－焦化－催化裂化－加氫裂化組合工藝。渣油進(jìn)溶劑脫瀝青，脫油瀝青進(jìn)焦化，脫瀝青油與重蠟油加氫后進(jìn)催化裂化，輕蠟油及焦化蠟油進(jìn)加氫裂化。工藝原則流程見(jiàn)圖5。

圖5 溶脫－焦化－催化裂化組合工藝

6）渣油沸騰床加氫裂化－蠟油加氫－催化組合工藝。渣油進(jìn)沸騰床加氫裂化，殘?jiān)两够?，蠟油與重蠟油一起加氫處理后進(jìn)催化，輕蠟油至加氫裂化裝置。工藝原則流程見(jiàn)圖6。

圖6 沸騰床加氫－催化組合工藝

7）懸浮床加氫裂化－蠟油加氫－催化組合工藝。渣油進(jìn)懸浮床加氫裂化，少量殘?jiān)魅剂?，蠟油與重蠟油加氫處理后進(jìn)催化，輕蠟油至加氫裂化裝置。工藝原則流程見(jiàn)圖7。

圖7 懸浮床加氫－催化組合工藝

2 新建煉廠總加工流程選擇

以新建1 000萬(wàn)t/a煉油化工一體化項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)采用的基準(zhǔn)原油為具有代表性的沙特混合原油，原料性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 混合原料油性質(zhì)

2.1 不同油品的加工工藝對(duì)比

1）渣油加工工藝對(duì)比。不同性質(zhì)的渣油應(yīng)選擇不同的加工工藝，如表2所示[5]。

由表2可知，該混合油極難加工，適宜的加工工藝有懸浮床加氫裂化、焦化或溶劑脫瀝青。

2）蠟油加工。減壓蠟油的輕質(zhì)化一般有兩種工藝，一是催化裂化（或催化裂解），二是加氫裂化。

3）柴油加工。重柴油采用加氫裂化工藝加工，不僅降低了柴油產(chǎn)量，而且增加了目標(biāo)產(chǎn)品。輕柴油作為柴油加氫精制裝置的進(jìn)料。柴油加氫精制裝置按生產(chǎn)滿(mǎn)足國(guó)Ⅵ質(zhì)量要求的車(chē)用柴油考慮。

4）煤油加工。直餾煤油餾分除硫醇指標(biāo)不能滿(mǎn)足要求外，其他指標(biāo)均滿(mǎn)足3#噴氣燃料的要求，因此考慮采用臨氫工藝精制后生產(chǎn)3#噴氣燃料。

5）石腦油加工。石腦油餾分芳潛含量較高，全部作為重整原料。

6）資源的綜合利用。全廠統(tǒng)一設(shè)置輕烴回收設(shè)施。全廠的氣體、液化氣集中脫硫、脫硫醇；全廠富胺液集中再生，酸性水集中處理，酸性氣送硫磺回收裝置。

2.2 加工方案及效果分析

2.2.1 加工方案

根據(jù)原料性質(zhì)并結(jié)合產(chǎn)品方案要求，分析研究上述加工工藝后，組合成了如下流程，以常減壓＋催化裂解＋重整＋芳構(gòu)化＋PX＋煤油加氫＋柴油加氫裂化＋蠟油加氫裂化＋乙苯苯乙烯為固定配備，可變部分在于減渣的處理方法，按加氫、脫碳兩個(gè)方向形成以下兩套方案，見(jiàn)表3。

表3 加工方案說(shuō)明

2.2.2 效果分析

依據(jù)《中國(guó)石油化工項(xiàng)目可行性研究技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)與數(shù)據(jù)》（2019年版）中提供的投資項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益測(cè)算價(jià)格（以布倫特原油40美元/桶、60美元/桶及80美元/桶的接軌價(jià)格為基準(zhǔn)）分別測(cè)算兩個(gè)方案的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表4。

由表4可以看出，40美元體系下，方案一內(nèi)部收益率低于方案二，方案一投資回收期高于方案二；60美元體系下，方案一內(nèi)部收益率與方案二內(nèi)部收益率、投資回收期基本相當(dāng)；80美元體系下，方案一內(nèi)部收益率高于方案二，方案一投資回收期低于方案二。

表4 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比

3 結(jié)論與建議

市場(chǎng)價(jià)格高時(shí)，宜采用加氫路線加工原料油；市場(chǎng)價(jià)格低時(shí)，宜采用脫碳工藝路線加工原料油。原油加工前應(yīng)先根據(jù)原油種類(lèi)、來(lái)源、性質(zhì)及數(shù)量，對(duì)比不同加工方案，再根據(jù)投資效益分析選擇最優(yōu)方案。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于加工的原油種類(lèi)、性質(zhì)及數(shù)量明確，對(duì)比參照的基準(zhǔn)相同，各個(gè)方案投資簡(jiǎn)單明了，易于判斷，但存在的主要問(wèn)題是不同的加工方案對(duì)原油有不同的適應(yīng)性，原油價(jià)格的差異和加工方案適應(yīng)性體現(xiàn)不夠，建議引進(jìn)線性規(guī)劃方法（LP）優(yōu)化軟件，此軟件可同時(shí)對(duì)原油和總加工流程方案進(jìn)行適應(yīng)性匹配，從而確定最優(yōu)方案[6]。