石 培 華

（中石化股份天津分公司 煉油部技術(shù)質(zhì)量部， 天津 300271）

綜合評(píng)述

天津分公司1 Mt/a乙烯及配套項(xiàng)目總流程分析及對(duì)策

石 培 華

（中石化股份天津分公司 煉油部技術(shù)質(zhì)量部， 天津 300271）

簡(jiǎn)要介紹了天津分公司1 Mt/a乙烯及配套項(xiàng)目總流程設(shè)計(jì)和實(shí)際運(yùn)行情況，認(rèn)真分析了天津分公司1 Mt/a及配套項(xiàng)目總流程設(shè)計(jì)存在問題及原因。主要問題是乙烯原料無法滿足要求，煉油贏利能力不強(qiáng)。主要原因是煉油能力不足，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理。為此，天津分公司圍繞著增產(chǎn)乙烯原料，改善煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，并制定了規(guī)劃方案。

總流程；問題分析；對(duì)策

天津分公司 1 Mt/a乙烯及配套項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，天津分公司煉油一次加工能力達(dá)到13.8 Mt/a，綜合配套原油加工能力 12.5 Mt/a.主要生產(chǎn)裝置有1#常減壓裝置（1.3 Mt/a）、2#常減壓裝置（2.5 Mt/a）、3#常減壓裝置（10 Mt/a）、1.3 Mt/a催化裂化裝置、0.2 Mt/a氣體分餾裝置，1#加氫裂化裝置（1.2 Mt/a）、2#加氫裂化裝置（1.8 Mt/a）、1#柴油加氫精制裝置（0.4 Mt/a）、0.4 Mt/a焦化汽柴油加氫精制裝置、2#柴油加氫精制裝置（3.2 Mt/a）、1.3 Mt/a蠟油加氫裝置、1 Mt/a重整抽提裝置、0.8 Mt/a航煤加氫精制裝置、1#延遲焦化裝置（1.2 Mt/a）、2#延遲焦化裝置（2.3 Mt/a）、1#氣體脫硫與溶劑再生裝置、液化氣脫硫醇裝置、2#氣體脫硫與溶劑再生裝置、1#硫磺回收裝置（0.06 Mt/a）、2#硫磺回收裝置(0.2 Mt/a)、制氫裝置（2×30 000 m3/h(N)）、1#、2#污水汽提裝置（80 t/h）、3#污水汽提裝置（130 t/h）。公司乙烯裝置的總體設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 1.2 Mt/a，實(shí)際生產(chǎn)能力可達(dá)到1.23 Mt/a。

1 存在問題

按照項(xiàng)目總流程安排［1］，煉油裝置是天津分公司1 Mt/a乙烯的配套項(xiàng)目，其主要目的之一是為乙烯提供優(yōu)質(zhì)原料。但是，大項(xiàng)目投產(chǎn)后，乙烯原料嚴(yán)重不足，這一直困擾著中沙公司的正常生產(chǎn)和整體效益的發(fā)揮。另外，由于煉油裝置結(jié)構(gòu)是按照 1 Mt/a乙烯項(xiàng)目配套設(shè)計(jì)的，所以煉油板塊產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的受到一定制約，突出問題是柴汽比較高，這極大地影響了天津分公司的煉油效益。

2 問題分析

2.1 乙烯原料的總體設(shè)計(jì)情況

按照原設(shè)計(jì)方案測(cè)算，在煉油、乙烯裝置全年滿負(fù)荷運(yùn)行的情況下，乙烯原料缺口為45萬(wàn)t。主要影響因素：

(1)目前公司大小乙烯裝置的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.2 Mt/a，煉油配套加工能力12.5 Mt/a，乙烯裝置設(shè)計(jì)操作時(shí)數(shù)為每年8 000 h，煉油裝置設(shè)計(jì)操作時(shí)數(shù)為每年8 400 h，造成煉油和乙烯裝置小時(shí)產(chǎn)能不匹配。如果煉油、乙烯均按設(shè)計(jì)收率和小時(shí)進(jìn)料量計(jì)算，則乙烯原料每年缺口約16萬(wàn)t。

(2) 在1 Mt/a乙烯及配套項(xiàng)目設(shè)計(jì)的物料平衡中，小乙烯按20萬(wàn)t/a能力計(jì)算，而小乙烯實(shí)際生產(chǎn)能力現(xiàn)在已達(dá)23萬(wàn)t/a，需增加原料約9萬(wàn)t/a年。

(3) 1 Mt/a乙烯原設(shè)計(jì)乙烯收率為32.66%，目前實(shí)際收率比設(shè)計(jì)值低約2個(gè)百分點(diǎn)，每年多消耗原料20萬(wàn)t。

2.2 乙烯原料供應(yīng)實(shí)際欠缺情況

由于原設(shè)計(jì)乙烯原料缺口45萬(wàn)t左右，所以總流程安排了40萬(wàn)t左右160～230餾分作為乙烯原料，此餾分可作為乙烯原料，但不是好的乙烯原料。中沙石化以原料PONA值不合格為理由拒收這部分原料并提出索賠。同時(shí)考慮到加工原油實(shí)際性質(zhì)、裝置實(shí)際負(fù)荷，產(chǎn)品實(shí)際收率等因素，則乙烯原料實(shí)際缺口80～90萬(wàn)t。

2.3 煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

作為1 Mt/a乙烯的配套項(xiàng)目，煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)受到一定制約，突出問題是柴汽比較高，這大大影響了煉油效益。其原因是新建煉油裝置中未增加催化裂化裝置產(chǎn)能，原設(shè)計(jì)為汽油調(diào)和組分的加氫裂化輕石腦油又作了乙烯裂解料，從而造成汽油產(chǎn)量低。以2010年1-5月為例，總部柴汽比平均水平為2.09︰1,而天津分公司柴汽比高達(dá)5.37︰1，按照同期汽柴油差價(jià)450元計(jì)算，煉油部減少經(jīng)濟(jì)效益1.5億元左右。

3 措施及建議

為解決上述問題，天津分公司采取了乙烯原料立足自給，外采為輔，增產(chǎn)乙烯原料與優(yōu)化煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)統(tǒng)籌兼顧的策略。

(1) 天津分公司盡量選擇適合增產(chǎn)乙烯原料的原油。按照總體設(shè)計(jì)，煉油加工油種為沙輕：沙重＝1︰1，在實(shí)際原油采購(gòu)中，除了以沙輕、沙重為主外，要適當(dāng)采購(gòu)沙中、科威特原油作為高硫原油資源的補(bǔ)充。同時(shí)，為了增加優(yōu)質(zhì)乙烯原料的數(shù)量，在原油采購(gòu)中適當(dāng)增加石蠟基原油的比例。

(2)消除現(xiàn)有裝置瓶頸，優(yōu)化操作，提高煉油裝置加工負(fù)荷，力爭(zhēng)達(dá)到 110%，最大能力增加乙烯原料。

① 優(yōu)化操作，降低 3#常減壓常一線與重石腦油組分重疊度(表1)，增加石腦油收率；利用停工檢修機(jī)會(huì)對(duì)3#常減壓進(jìn)行消缺改造：優(yōu)化改造常壓塔7至11層塔盤；增設(shè)常壓過氣化油抽出并返至減壓塔減二中上部流程，改造減二中填料段上部液體分布器和集油箱，完善減壓深拔措施［2］；更換部分機(jī)泵，更新石腦油塔底重沸器并增加1臺(tái)塔頂空冷器，為進(jìn)一步提高乙烯原料產(chǎn)量創(chuàng)造條件。

② 調(diào)整 2#加氫裂化原料性質(zhì)，優(yōu)化操作，提高裝置負(fù)荷和石腦油收率。

表1 3#常減壓常一線與重石腦油組分重疊情況Table 1 Overlap condition of atmospheric first side-line distillation and heavy naphtha

2#加氫裂化實(shí)際原料性質(zhì)比設(shè)計(jì)輕（表2），煉油部從整體蠟油平衡入手，盡力提高裂化原料干點(diǎn)，優(yōu)化調(diào)整操作條件，在確保產(chǎn)品指標(biāo)合格的前提下，逐步提高各產(chǎn)品收率，提高加氫裂化分餾塔分離效率，減少航煤餾分與重石腦油重疊，可提高石腦油收率 3%左右。在此基礎(chǔ)上將部分航煤餾分循環(huán)，進(jìn)一步增產(chǎn)石腦油。

表2 加氫裂化原料性質(zhì)Table 2 Properties of hydrocracking feedstock

③ 消除部分裝置空冷瓶頸，提高裝置加工量

2#裂化和柴油加氫裝置夏季生產(chǎn)時(shí)，熱高分氣空冷器出口溫度有時(shí)會(huì)高達(dá) 60 ℃，影響了裝置加工負(fù)荷，重整裝置空冷也有類似問題。為此，煉油部首先采取定期化學(xué)清洗的方法，提高空冷效率；另外利用停工檢修機(jī)會(huì)增加部分高壓空冷和水冷，徹底消除裝置瓶頸，確保裝置滿負(fù)荷生產(chǎn)，最大限度地增加乙烯原料。

④適當(dāng)調(diào)整焦化汽柴油加氫裝置分餾切割方案，將加氫焦化石腦油切重至 220～250 ℃，以增產(chǎn)乙烯原料，同時(shí)壓減柴油產(chǎn)量。

完善外購(gòu)石腦油接卸措施和輸送流程，成立外采石腦油組織機(jī)構(gòu)，根據(jù)需要及時(shí)采購(gòu)石腦油，提高乙烯加工負(fù)荷。

在原油加工量沒有成規(guī)模增加以前，乙烯裝置在安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行基礎(chǔ)上，按8 400 h/a操作，必要時(shí)讓步接受 160～230餾分作為乙烯裝置的補(bǔ)充原料，以減輕乙烯原料不足的壓力。

快速實(shí)施1#常減壓裝置加工凝析油改造項(xiàng)目，增產(chǎn)乙烯原料。加工凝析油原則流程見圖 1。加工凝析油不但對(duì)增產(chǎn)乙烯原料十分有利，而且可以大大增加煉油部經(jīng)濟(jì)效益。天津分公司在總部領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和指導(dǎo)下，與設(shè)計(jì)院、研究院、施工等單位，通力合作，僅用3個(gè)月時(shí)間完成了1#常減壓裝置就加工凝析油改造，主要工程內(nèi)容有：調(diào)整換熱流程，更新初常塔內(nèi)件，增加初常塔頂冷卻負(fù)荷，將原減壓塔改為初餾塔塔頂氣吸收塔，改造常壓爐和部分機(jī)泵，裝置自控和儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)等依托現(xiàn)有設(shè)施配套完善。該項(xiàng)目投產(chǎn)后，能夠增產(chǎn)乙烯原料，提高煉油部和中沙公司經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 加工凝析油原則流程Fig.1 Simplified flow diagram of processing condensate oil

煉油新建項(xiàng)目投產(chǎn)后，每年可生產(chǎn) 13.64 萬(wàn) t的焦化液化氣，該液化氣富含丙烷和丙烯。為增產(chǎn)乙烯原料和增產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，煉油部將新建一套15萬(wàn)t/a焦化液化氣分餾裝置。裝置采用脫丙烷塔、脫丙烯塔的兩塔流程，熱源采用熱媒水(圖 2)［3］。裝置投產(chǎn)后，每年可生產(chǎn)7.31萬(wàn)t，純度大于95%（V）的丙烷做乙烯原料，同時(shí)生產(chǎn)1.46萬(wàn)t，純度大于95%（V）的丙烯產(chǎn)品及4.8萬(wàn)t液化氣。不但拓寬了乙烯原料來源，又能減少民用液化氣產(chǎn)量，還增加了丙烯等高附加值產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)效益巨大。

在增產(chǎn)乙烯原料的同時(shí)，天津分公司逐步增加劣質(zhì)原油加工量，優(yōu)化煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，降低柴汽比，進(jìn)一步提高煉油經(jīng)濟(jì)效益。

針對(duì)煉油部柴汽比過大的問題，適當(dāng)調(diào)整常減壓裝置的操作，將柴油重組分并入到蠟油餾分中，同時(shí)適當(dāng)降低輕蠟油餾分干點(diǎn)。這樣，可以在維持加氫裂化進(jìn)料量的前提下，增加蠟油加氫預(yù)處理裝置的進(jìn)料量（加工負(fù)荷110%），從而提高催化裂化裝置實(shí)際加工量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)汽油的目標(biāo)。

圖2 新建焦化液化氣分餾原則流程Fig.2 Flow diagram of the new coker LPG separator

提高催化裂化裝置加工量的主要瓶頸是，催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)偏小，高處理量下無法保證催化汽油蒸汽壓和液化氣 C5的指標(biāo)合格，更無法摻煉加氫裂化輕石腦油。為了提高催化加工負(fù)荷，摻煉加氫裂化輕石腦油，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)汽油和汽油質(zhì)量升級(jí)的目的，煉油部利用停工檢修機(jī)會(huì)實(shí)施催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)改造項(xiàng)目，主要改造內(nèi)容有：裝置吸收塔、解吸塔、再吸收塔、殼體更新、更換塔盤，新建1座穩(wěn)定塔；完善配套設(shè)施。

原設(shè)計(jì)重整抽提裝置C9＋組分用于調(diào)和97#汽油，但是由于其膠質(zhì)含量超高，無法調(diào)入汽油中，嚴(yán)重影響了高標(biāo)號(hào)汽油的產(chǎn)量和效益。為解決重整抽提C9＋組分膠質(zhì)超標(biāo)問題，煉油部利用停工檢修機(jī)會(huì)增上重整 C9＋組分分離塔（圖 3）［4］，使 C9能夠滿足調(diào)和高標(biāo)號(hào)汽油的要求。主要改造內(nèi)容為：優(yōu)化換熱流程，增上35 t/h處理能力的C9＋組分分離塔及配套設(shè)施。

由于原油硫含量高，硫形態(tài)分布復(fù)雜，脫硫措施不完善，造成焦化液化氣雙脫后總硫超標(biāo)，影響了焦化液化氣正常出廠。為解決此難題，總部組織了企業(yè)、研究院、設(shè)計(jì)院等單位進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)。一期主要改造內(nèi)容為：在堿液抽提罐前再增加一級(jí)堿液抽提罐及堿液-汽油混合器；在抽提后含二硫化物汽油出裝置線前增加除鹽水汽油混合器，兩臺(tái)汽油水洗泵及汽油水洗罐；新增加兩臺(tái)再生堿液泵、兩臺(tái)汽油循環(huán)油泵。通過實(shí)施一期技術(shù)改造，焦化液化氣脫后總硫基本合格，但是還存在質(zhì)量不穩(wěn)定，措施不完善，堿耗高和處理困難等問題，這需要實(shí)施二期技術(shù)改造時(shí)統(tǒng)一解決。技術(shù)攻關(guān)完成后，可以保證新建氣分裝置原料合格，為乙烯提供更多的原料丙烷，多產(chǎn)丙烯，同時(shí)確保液化氣正常出廠，提高煉油部整體經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 重整C9+組分分離塔原則流程Fig.3 Flow diagram of the catalytic reforming C9+ separator

結(jié)合天津分公司乙烯原料不足，催化能力過低，柴汽比高的問題，天津分公司、SEI共同研究，初步確定了增加乙烯原料，優(yōu)化煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的擴(kuò)能方案。該方案以提高原油加工能力，滿足乙烯原料需求，降低柴汽比，增加煉油贏利能力為主要目的。以建設(shè)催化裝置，增加汽油生產(chǎn)能力為主線。配套建設(shè)相應(yīng)生產(chǎn)裝置、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施和公用工程。主要產(chǎn)品汽油按國(guó)V 93#和97#生產(chǎn)，柴油按國(guó)V車用柴油考慮，煤油按3#航煤標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。項(xiàng)目建成后，煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得到改善，產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力得到提高。

該方案總流程［5］安排為：建設(shè)8 Mt/a常減壓，將原油加工能力增加到18 Mt/a，新建8 Mt/a常減壓按大常壓、小減壓考慮。常壓生產(chǎn)的LPG、石腦油全部作為乙烯原料；鑒于航煤市場(chǎng)的情況，在總流程安排中將現(xiàn)有航煤加氫裝置改造擴(kuò)能為 1Mt/a，多余的航煤作為柴油餾分處理；煤柴油餾分作為柴油加氫原料生產(chǎn)柴油；部分常壓渣油直接作為催化原料預(yù)處理裝置原料；剩余常渣作為減壓蒸餾原料，減壓蠟油分為輕重蠟油，輕蠟油部分作為加氫裂化原料；部分與重蠟油作為催化原料預(yù)處理原料；減壓渣油作為焦化原料。

蠟渣油經(jīng)過加氫予處理后，作為新建催化裂化裝置的原料，生產(chǎn)干氣、汽油、柴油、液化氣。配套建設(shè)催化汽油脫硫裝置，以確保催化汽油達(dá)到歐五標(biāo)準(zhǔn)。配套新建氣分裝置，生產(chǎn)丙烯、丙烷、液化氣等產(chǎn)品。同時(shí)為充分利用輕烴資源，優(yōu)化乙烯原料，配套建設(shè)干氣回收C2裝置。

根據(jù)新的氫氣平衡、燃料氣平衡、硫平衡，配套建設(shè)制氫裝置，改擴(kuò)建脫硫、硫磺回收、溶劑再生、公用工程等設(shè)施（表3）。

表3 主要裝置規(guī)模估算Table 3 The estimable scale of main unites

航煤組分退出乙烯原料后，由于航煤市場(chǎng)和加氫能力受限，只能作為柴油出廠。但是目前煉油部柴油加氫能力明顯不足，為此煉油部已經(jīng)著手開始建設(shè)2 Mt/a的柴油加氫裝置［6］。另外，為了盡快利用輕烴資源，優(yōu)化乙烯原料，增加效益，干氣回收C2裝置也將提前建設(shè)，預(yù)計(jì)兩套裝置在2013年建成投產(chǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

天津分公司1 Mt/a乙烯及配套項(xiàng)目總流程暴露出的問題，主要是乙烯原料不足，煉油贏利能力不強(qiáng)。其原因是多方面的，主要原因是煉油能力不足，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理。為此，天津分公司圍繞著增產(chǎn)乙烯原料，改善煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，并制定了規(guī)劃方案，以便徹底解決天津分公司1 Mt/a乙烯及配套項(xiàng)目總流程暴露出的問題。

［1］ 趙偉凡，孫麗麗，鞠林青．海南煉油項(xiàng)目總加工流程的優(yōu)化[J].石油煉制與化工，2007，38（7）：1-5.

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Analysis and Countermeasure on the Total Process of TPCC 1.0 Mt/a Ethylene and Supporting Projects

SHI Pei-hua
(Tianjin Petroleum & Chemical Corporation, Tianjin 300271, China)

The design and practical operation of the total process of 1 Mt/a ethylene and supporting projects in Tianjin petroleum & chemical corporation (TPCC) were introduced, some problems and reasons in the design were carefully analyzed. The results show that main problems are that ethylene raw material is unable to meet the requirement; oil refining profit ability is not strong. Main reasons are that refining capacity is insufficient; products structure is not rational. Therefore, TPCC has carried out a series of technical transformation and formulated plans in order to increase ethylene raw material and improve oil refining products structure.

Total process； Problems analysis； Countermeasures

TQ 221

A

1671-0460（2012）06-0606-05

2012-05-21

石培華（1965-），男，天津人，高級(jí)工程師，1988年畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)石油煉制專業(yè)，研究方向：煉油工藝管理和技術(shù)改造。E-mail：shipeihua.tjsh@sinopec.com。