吳大亮

（中國(guó)石油云南石化公司）

根據(jù)國(guó)家柴油質(zhì)量升級(jí)進(jìn)度，2017年柴油質(zhì)量要達(dá)到國(guó)Ⅴ的標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，某公司生產(chǎn)柴油標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)Ⅲ車用柴油，直餾柴油比例大，硫含量高，與國(guó)Ⅳ及國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)要求相比差距較大。氫氣資源不足是制約降低硫含量的主要問(wèn)題，為此制定了柴油質(zhì)量升級(jí)技術(shù)方案。

1 柴油產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀

1.1 柴油質(zhì)量現(xiàn)狀

目前，公司柴油生產(chǎn)裝置主要包括350×104t/a常減壓裝置、60×104t/a二催化裝置、120×104t/a三催化裝置、45×104t/a柴油加氫精制裝置、80×104t/a中壓加氫裝置等；主要調(diào)和組分包括常一線、常二線、加氫裂化柴油、加氫精制柴油，柴油質(zhì)量見(jiàn)表1。公司柴油產(chǎn)品滿足GB 19147—2009《車用柴油》國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)比國(guó)Ⅳ及國(guó)Ⅴ柴油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)仍存在差距。國(guó)Ⅳ及國(guó)Ⅴ柴油標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表1 當(dāng)前柴油產(chǎn)品質(zhì)量

表2 車用柴油國(guó)Ⅳ及國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)

1.2 柴油質(zhì)量升級(jí)存在的問(wèn)題

柴油升級(jí)主要問(wèn)題是硫含量高，由于現(xiàn)柴油產(chǎn)品中未加氫處理的直餾柴油占比約60%，直餾柴油加氫能力不足，硫含量443mg/kg，距離國(guó)Ⅳ及國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)要求差距大。直餾柴油和催化柴油進(jìn)一步加氫，沒(méi)有氫氣資源。

2 目標(biāo)及技術(shù)要點(diǎn)

在高寒地區(qū)，冬季低凝柴油需求量大。柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)的同時(shí)更要結(jié)合市場(chǎng)需求，提升產(chǎn)品的附加值。

2.1 質(zhì)量升級(jí)目標(biāo)

柴油升級(jí)的目標(biāo)是：柴油質(zhì)量2017年達(dá)到國(guó)Ⅴ的標(biāo)準(zhǔn)要求，升級(jí)方案遵循“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益先進(jìn)、節(jié)能低碳環(huán)?！钡脑瓌t。

2.2 柴油質(zhì)量升級(jí)技術(shù)要點(diǎn)

2.2.1 直餾柴油全部加氫精制

為確保柴油產(chǎn)品滿足總硫≤10mg/kg國(guó)Ⅴ車用柴油指標(biāo)要求，超過(guò)70%的直餾柴油需要經(jīng)過(guò)加氫精制處理，裝置加工規(guī)模需要達(dá)到100×104t/a，計(jì)劃采用連續(xù)液相床加氫工藝，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到總硫含量≤10mg/kg國(guó)Ⅴ車用柴油調(diào)和組分的要求。

2.2.2 低成本解決氫氣平衡問(wèn)題

公司主要產(chǎn)氫裝置為60×104t/a連續(xù)重整裝置、10 000m3/h催化裂化干氣PSA（變壓吸附法）裝置、4×104t/a甲乙酮裝置；主要耗氫裝置包括80×104t/a中壓加氫、45×104t/a柴油加氫/臨氫降凝裝置、在建90×104t/a汽油精制裝置。氫氣平衡現(xiàn)狀見(jiàn)表3。

表3 氫氣平衡現(xiàn)狀

測(cè)算汽油達(dá)到國(guó)Ⅴ、柴油達(dá)到國(guó)Ⅴ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)公司氫氣缺口5 500t，低成本解決氫氣平衡問(wèn)題，保持公司的競(jìng)爭(zhēng)力和贏利能力，是公司規(guī)劃發(fā)展最重要的問(wèn)題之一。對(duì)比新建20 000m3/h標(biāo)準(zhǔn)天然氣（煉油廠氣）裂變制氫方案，建議采取“擴(kuò)建10 000m3/h煉油廠氣PSA裝置”、“催化中汽油進(jìn)重整”兩種途徑解決氫氣平衡問(wèn)題。

2.2.3 保持優(yōu)化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

公司現(xiàn)汽油產(chǎn)品高標(biāo)號(hào)汽油比例100%，柴油產(chǎn)品中低凝柴油比例約30%，高效產(chǎn)品比例達(dá)42%。柴油產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)后適應(yīng)市場(chǎng)需求，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仍需進(jìn)一步優(yōu)化，在加工成本提高的同時(shí)，確保獲取更高的經(jīng)營(yíng)效益。

2.2.4 解決系統(tǒng)優(yōu)化和公用工程配套問(wèn)題

公司新建裝置系統(tǒng)依托條件較好，水、電、汽、風(fēng)、氮等公用工程設(shè)施基本可依托現(xiàn)有。主要工作量：一是，配套建設(shè)柴油加氫裝置外圍建設(shè)部分,以滿足新建裝置物料輸轉(zhuǎn)和公用工程供給；二是，對(duì)現(xiàn)有胺液再生系統(tǒng)進(jìn)行增容改造，以滿足汽柴油升級(jí)裝置循環(huán)氫、含硫氣體脫硫的胺液增量需求；三是，按照新規(guī)范要求對(duì)低壓泄放系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。

3 規(guī)劃方案

3.1 100×104t/a柴油加氫裝置建設(shè)

擬采用連續(xù)液相床加氫技術(shù)，催化劑均選用國(guó)內(nèi)催化劑［1］。裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為100×104t/a，開(kāi)工時(shí)間為8 400h/a，操作彈性為60%～120%，主要由反應(yīng)部分（含氫氣壓縮機(jī)和循環(huán)氫壓縮機(jī)）、分餾部分、公用工程3部分組成。加氫裝置產(chǎn)品滿足總硫含量≤10mg/kg的國(guó)Ⅴ車用柴油調(diào)和組分要求。裝置設(shè)計(jì)原料油性質(zhì)見(jiàn)表4，裝置液體產(chǎn)品初估性質(zhì)見(jiàn)表5。

3.2 PSA裝置改造

公司PSA裝置由變壓吸附提氫、解吸氣緩沖系統(tǒng)及產(chǎn)品脫氧精制系統(tǒng)組成，2001年7月竣工。裝置的建設(shè)規(guī)模為處理催化裂化干氣10 000m3/h，裝置原料為加氫低分氣、二催化干氣、三催化干氣、重整干氣的混合氣，主要生產(chǎn)氫氣，副產(chǎn)解吸氣。隨著原料氣處理量需求的增加，原有動(dòng)力設(shè)備已經(jīng)不能滿足需求，因此，需要對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行改造。經(jīng)核算改造后原料氣處理量15 000m3/h，可產(chǎn)氫氣3 635m3/h，同時(shí)，有11 365m3/h的副產(chǎn)解吸氣經(jīng)壓縮后回到瓦斯管網(wǎng)去。根據(jù)公司新建項(xiàng)目投產(chǎn)后的最新原料氣條件，只需對(duì)原有的PSA裝置更換動(dòng)力設(shè)備，進(jìn)行維護(hù)改造，裝填吸附劑即可滿足生產(chǎn)需求。PSA裝置改造后提高了裝置的處理量4 000×104m3/a，可產(chǎn)氫氣3 635m3/h，同時(shí)，提高了環(huán)境效益，項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上可行［2］。

表4 裝置設(shè)計(jì)原料油性質(zhì)

表5 裝置液體產(chǎn)品初估性質(zhì)

3.3 催化中汽油加氫處理

目前，公司重整裝置負(fù)荷率約為70%，進(jìn)一步拓展重整原料來(lái)源，低成本彌補(bǔ)氫氣缺口，同時(shí)，增產(chǎn)高標(biāo)號(hào)汽油產(chǎn)品是保持競(jìng)爭(zhēng)力的需求。

項(xiàng)目利用舊半再生重整裝置預(yù)加氫裝置的平面和主要設(shè)備，原料為汽油加氫裝置抽出的中汽油，可生產(chǎn)符合重整裝置進(jìn)料質(zhì)量要求的原料 16.5×104t/a，提高氫氣產(chǎn)量0.45×104t/a。

3.4 胺液系統(tǒng)擴(kuò)容改造

公司柴油加氫裝置投產(chǎn)后，精制干氣、液態(tài)烴產(chǎn)量將增加約3 000t/a，硫磺產(chǎn)量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加600t，測(cè)算含硫氣體精制、硫磺尾氣胺洗需增加胺液循環(huán)量約15t/h。測(cè)算現(xiàn)有脫硫精制裝置胺液塔、硫磺尾氣胺液洗滌塔均能滿足增量需求，不需改造；但是，胺液再生系統(tǒng)已經(jīng)處于負(fù)荷上限，需要根據(jù)現(xiàn)有兩套系統(tǒng)情況，進(jìn)行增容改造。

4 實(shí)施效果

規(guī)劃方案實(shí)施后，實(shí)現(xiàn)了氫氣平衡，柴油調(diào)和池硫含量＜10mg/kg，達(dá)到了預(yù)期規(guī)劃目標(biāo)。柴油組分調(diào)和情況見(jiàn)表6，氫氣平衡情況見(jiàn)表7。

表6 柴油調(diào)和

表7 產(chǎn)氫、用氫平衡

5 結(jié)論

一是，采取“擴(kuò)建10 000m3/h煉油廠氣PSA裝置”、“催化中汽油進(jìn)重整”兩項(xiàng)技術(shù)改造措施，低成本解決氫氣資源不足問(wèn)題。

二是，新建100×104t/a柴油加氫裝置，直餾柴油和催化柴油加氫的硫含量達(dá)到降低目標(biāo)。

三是，胺液再生系統(tǒng)擴(kuò)容改造后，提高了干氣、液態(tài)烴的脫硫處理能力，達(dá)到環(huán)保指標(biāo)要求。

四是，在現(xiàn)有的土地平面不變情況下，規(guī)劃方案實(shí)施后，生產(chǎn)柴油質(zhì)量達(dá)到國(guó)Ⅴ柴油的能力。

五是，柴油質(zhì)量升級(jí)的同時(shí)公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)一步得到優(yōu)化，高標(biāo)號(hào)汽油比例100%，低凝柴油比例約為30%。

[1] 方向晨,關(guān)明華,廖士剛.加氫精制[M].北京:中國(guó)石化出版社,2006:129-156.

[2] 齊立志,張邵波,艾中秋.制氫裝置安全運(yùn)行與管理[M].北京:中國(guó)石化出版社,2006:37-41.