鄭 巖

(中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司，寧波 315207)

原料對(duì)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(zhèn)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(zhì)的混合原料對(duì)溶劑脫瀝青裝置加工能力及產(chǎn)品的影響。研究結(jié)果表明原料性質(zhì)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(zhì)較差的原料，不但裝置處理量有較大下降，而且能耗也相對(duì)有一定增加，嚴(yán)重影響裝置的經(jīng)濟(jì)效益。

溶劑脫瀝青 渣油 加工量 收率

隨著常規(guī)原油的可利用量減少，原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化趨勢(shì)凸顯以及市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)油品需求結(jié)構(gòu)的改變，使得重質(zhì)原油及渣油的輕質(zhì)化技術(shù)得到廣泛重視，重油深度加工已成為當(dāng)前煉油工業(yè)的重要組成。作為重油輕質(zhì)化主要加工技術(shù)之一的溶劑脫瀝青技術(shù)具有獨(dú)特的作用［1－2］。

溶劑脫瀝青工藝是實(shí)現(xiàn)重質(zhì)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(zhì)及瀝青質(zhì)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?zhí)康拿摓r青油(以下簡稱DAO)是催化裂化、加氫裂化等工藝較好的生產(chǎn)原料，同時(shí)生產(chǎn)的脫油瀝青是道路瀝青生產(chǎn)所期望的組分［3－4］。

中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司(以下簡稱鎮(zhèn)海煉化)溶劑脫瀝青裝置(以下簡稱溶脫裝置)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(diǎn)為:

①原料通過靜態(tài)混合器與溶劑進(jìn)行多級(jí)混合后進(jìn)入抽提器上部沉降分離，在抽提器下部引入少量溶劑進(jìn)行補(bǔ)充抽提;

②高壓溶劑采取閉路循環(huán);

③采用一段抽提技術(shù)，取消膠質(zhì)沉降系統(tǒng)，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(zhì)原料的能力，分析原料性質(zhì)對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)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(duì)比研究對(duì)象，分析所得加工產(chǎn)物的DAO和DOA組分，并討論加工不同性質(zhì)的原料對(duì)裝置能耗的影響。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原料性質(zhì)

原料性質(zhì)的變化對(duì)溶劑脫瀝青裝置的操作條件以及產(chǎn)品質(zhì)量影響較大，兩種渣油性質(zhì)見表1。

表1 原料的物理性質(zhì)

從表中數(shù)據(jù)明顯看出兩種物料密度相差較小，原料B的黏度、殘?zhí)?、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(zhì)、瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于原料A，經(jīng)溶脫裝置加工可以提高DOA的產(chǎn)率，增加瀝青原料，同時(shí)增加了抽提器的分離難度，勢(shì)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(yōu)點(diǎn)在于其物性介于正丁烷和丙烷之間，對(duì)于減壓渣油的脫瀝青效果相當(dāng)于50%正丁烷和50%丙烷的混合物。經(jīng)過混合C4溶解分離出的產(chǎn)品DAO十分適合于催化裂化或催化加氫原料。本試驗(yàn)所用溶劑性質(zhì)見表2。

表2 溶劑組成

1.3 操作條件

隨著原料性質(zhì)的改變，為確保裝置產(chǎn)品DAO、DOA質(zhì)量合格，適當(dāng)調(diào)整溶脫裝置主要生產(chǎn)運(yùn)行操作參數(shù)，選擇適宜的運(yùn)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(zhì)比原料A的物理性質(zhì)差，溶脫裝置處理量降低了7 t/h，為保證裝置平穩(wěn)正常生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，提高DAO質(zhì)量，保證溶劑與DOA、DAO之間的分離效果，對(duì)操作條件作出以下調(diào)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(yùn)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(tǒng)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(jié)果分析

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量

兩種原料條件下的產(chǎn)品性質(zhì)見表4。

表4 產(chǎn)品性質(zhì)對(duì)比

分析表4數(shù)據(jù)可知:

(1)由于宏觀性質(zhì)軟化點(diǎn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)增多，而瀝青質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則減少，降低了DOA的軟化點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)黏度;

(2)由于抽提深度會(huì)影響輕重組分在DAO和DOA中的比例，加工原料B時(shí)，為促進(jìn)DOA與DAO的分離，適當(dāng)提高抽提器進(jìn)料溫度以及溶劑比，致使DAO中芳香結(jié)構(gòu)增多以及芳香環(huán)系稠合程度的提高，導(dǎo)致殘?zhí)恐瞪?

(3)在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，加工性質(zhì)較差的原料B得到的DAO產(chǎn)品在500℃時(shí)的餾出量相對(duì)降低82.04%，說明經(jīng)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(zhì)的影響，原料B中的鈉、鐵、鎳和釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于原料A(見表5)。由于采用超臨界萃取分離技術(shù)，溶劑脫瀝青脫除了含有大量重金屬的膠質(zhì)等重組分，金屬脫除能力比較好，脫除率最高可達(dá)在90%以上。

表5 金屬脫除率%

2.3 原料殘?zhí)康挠绊?/h3>

原料性質(zhì)變化對(duì)產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)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(dǎo)致DAO中殘?zhí)砍瑯?biāo)。當(dāng)原料中殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)從17.22%增加到17.63%時(shí)，DAO中殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨之增加，分別為5.31%和5.78%。

原料性質(zhì)變化后，產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)整時(shí)間很長。主要原因是由于目前產(chǎn)品質(zhì)量與操作條件之間無法建立計(jì)算模型分析，操作只能依據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)來調(diào)整，而化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)所需時(shí)間也要在6 h左右;其次是根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)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(píng)價(jià)對(duì)比方面，加工處理原料B時(shí)裝置的綜合能耗比加工原料A時(shí)略高(見表6)。

表6 裝置能耗(以標(biāo)準(zhǔn)油計(jì))對(duì)比 kg/t

從表6數(shù)據(jù)可以看出:加工處理原料B時(shí)，裝置的綜合能耗(以標(biāo)油計(jì))比加工原料A時(shí)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(shí)燃料氣消耗(以標(biāo)油計(jì))為18.97 kg/t，相對(duì)加工原料A時(shí)消耗(以標(biāo)油計(jì))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(zhì)相對(duì)較差的渣油B，為提高產(chǎn)品質(zhì)量保證抽提效果，相應(yīng)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(dǎo)致燃料消耗大幅增加;③ 原料B性質(zhì)較差，處理量降低，導(dǎo)致裝置規(guī)模效應(yīng)降低，能耗增加。

(2)蒸汽。原料B中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)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(dǎo)致加工原料B所用蒸汽耗量(以標(biāo)油計(jì))為3.19 kg/t，比加工原料A增加了0.72 kg/t。

3 結(jié)論

(1)加工物性較差混合渣油時(shí)，受其膠質(zhì)、瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(dǎo)致DOA軟化點(diǎn)偏低;深度抽提后得到的DAO餾分很窄;殘?zhí)恐狄蚕鄳?yīng)提高，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

(2)溶劑脫瀝青裝置對(duì)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(zhì)好一些的混合原料，可降低洗滌油的比例。

(3)原料性質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)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(zhì)穩(wěn)定，增加在線密度監(jiān)測(cè)，有利于降低裝置操作苛刻度，提高裝置經(jīng)濟(jì)效益。

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

［2］ 李曉文．溶劑脫瀝青的技術(shù)進(jìn)展與工藝優(yōu)化［J］．中外能源，2007，12(2):68 －75．

［3］ 曲濤，郭皎河，高鮮會(huì)．進(jìn)口油溶劑脫瀝青技術(shù)優(yōu)化研究［J］．石油瀝青，2011，25(2):65 －68．

［4］ 范思遠(yuǎn)，程國香，高鮮會(huì)，等．減壓渣油性質(zhì)對(duì)丙烷脫瀝青過程的影響［J］．當(dāng)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(yè)于吉林省吉林市化工學(xué)院，工程師，主要從事渣油加工工藝管理和研究。