孫仁龍，劉亞琪

（中國(guó)石油工程項(xiàng)目管理公司天津設(shè)計(jì)院，天津 300450）

根據(jù)國(guó)務(wù)院頒布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》和國(guó)家發(fā)改委印發(fā)的《加快成品油質(zhì)量升級(jí)工作方案》總體部署[1]，要求煉廠對(duì)柴油質(zhì)量進(jìn)行升級(jí)改造，滿足國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)[2]。某煉廠在對(duì)柴油加氫裝置進(jìn)行改造的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，仍存在柴油十六烷值卡邊的情況，需進(jìn)一步調(diào)合以保證產(chǎn)品質(zhì)量要求。

煉廠目前柴油調(diào)合方式為人工調(diào)合，即輕質(zhì)油車(chē)間根據(jù)生產(chǎn)指令，從裝置餾出口將需要調(diào)合的各組分油輸送到組分罐，由柴油調(diào)合泵抽出升壓輸送至靜態(tài)混合器混合均勻后，送入成品罐內(nèi)，經(jīng)化驗(yàn)分析合格后出廠。如果化驗(yàn)分析不合格，則根據(jù)化驗(yàn)分析的結(jié)果，計(jì)算需要補(bǔ)入的組分量或添加劑量，經(jīng)上述流程重新調(diào)合并化驗(yàn)分析。此調(diào)合方式存在調(diào)合時(shí)間長(zhǎng)、能耗高、勞動(dòng)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)剩等問(wèn)題，工藝升級(jí)改造迫在眉睫。

1 柴油調(diào)合技術(shù)的選擇

目前常用的柴油調(diào)合方式為儲(chǔ)罐調(diào)合和管道調(diào)合[3]。這兩種調(diào)合工藝具有各自的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合。管道調(diào)合工藝流程簡(jiǎn)單，占地投資較小，應(yīng)用更加廣泛[4]，管道調(diào)合工藝方案主要有以下3種。

1.1 管道調(diào)合方案一

所有調(diào)合組分均設(shè)立半成品罐，從半成品罐經(jīng)泵導(dǎo)出送入調(diào)合頭，調(diào)成成品后送入成品罐，如圖1所示。

圖1 方案一流程簡(jiǎn)圖

方案一的優(yōu)勢(shì)在于從組分罐進(jìn)入調(diào)合頭使得調(diào)合具有較大的裕度，同時(shí)調(diào)合進(jìn)料平穩(wěn)，有利于調(diào)合優(yōu)化，但該方案需要儲(chǔ)罐罐容較大，機(jī)泵數(shù)量較多，投資高。大約有10%的煉油廠使用該模式。

1.2 管道調(diào)合方案二

主要調(diào)合組分直接進(jìn)入調(diào)合總管，其他組分通過(guò)半成品罐緩沖進(jìn)入調(diào)合總管，如圖2所示。

圖2 方案二流程簡(jiǎn)圖

方案二與方案一類(lèi)似，其優(yōu)勢(shì)在于從組分罐進(jìn)入調(diào)合頭使得調(diào)合具有較大的裕度，同時(shí)調(diào)合進(jìn)料平穩(wěn)，有利于調(diào)合優(yōu)化，同時(shí)主要組分直接進(jìn)入調(diào)合總管，也節(jié)省了儲(chǔ)罐資源，在調(diào)合效率與儲(chǔ)罐資源之間尋求一種折中。但該方案對(duì)于主要組分的進(jìn)料量無(wú)法控制。

1.3 管道調(diào)合方案三

所有調(diào)合組分均不設(shè)半成品罐，從裝置流出后直接進(jìn)入調(diào)合頭，調(diào)成成品后送入成品罐，再?gòu)某善饭扪b車(chē)或者管輸出廠。增設(shè)過(guò)剩組分罐，用于儲(chǔ)存所有過(guò)剩的調(diào)合組分，再將之作為一個(gè)組分加入調(diào)合系統(tǒng)中（圖3）。

圖3 方案三流程簡(jiǎn)圖

方案三采用過(guò)剩組分罐的設(shè)計(jì)思想，既可以保證調(diào)合的裕度，又可以解決半成品罐不足的問(wèn)題，同時(shí)過(guò)剩組分罐的油品作為一個(gè)新的調(diào)合組分加入到調(diào)合系統(tǒng)中，保證組分油的充分利用。

針對(duì)煉廠柴油調(diào)合現(xiàn)狀，在盡量利用現(xiàn)場(chǎng)條件，利舊已建調(diào)合設(shè)施，節(jié)約投資的情況下，柴油調(diào)合流程選用方案三。

2 柴油調(diào)合方案設(shè)計(jì)

2.1 原料性質(zhì)和產(chǎn)品指標(biāo)

原料性質(zhì)及車(chē)用柴油要求見(jiàn)表1～表2。

表1 原料的主要性質(zhì)

表2 車(chē)用柴油（Ⅵ）技術(shù)要求[5]

續(xù)表

2.2 改造方案及工藝流程

根據(jù)柴油產(chǎn)品性質(zhì)及柴油產(chǎn)品季節(jié)性生產(chǎn)特點(diǎn)（表3），柴油調(diào)合的產(chǎn)品主要產(chǎn)品為0#柴油，約占總量的60%，同時(shí)調(diào)一定量的-35#、-20#及-10#柴油，占總量的40%。本項(xiàng)目設(shè)置2 個(gè)調(diào)合頭，1#調(diào)合頭主要用于生產(chǎn)-35#、-20#及-10#柴油，2#調(diào)合頭主要用于生產(chǎn)0#柴油。

表3 柴油產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間和產(chǎn)量表

根據(jù)調(diào)合柴油品種及調(diào)合量的需要，確定各組分油進(jìn)調(diào)合頭的比例和流量，并將信號(hào)傳送給控制系統(tǒng)，控制進(jìn)不同調(diào)合頭的組分油流量。生產(chǎn)不同柴油產(chǎn)品柴油組分比例見(jiàn)表4。

表4 柴油產(chǎn)品調(diào)合組分比例表

在調(diào)合過(guò)程中為了使成品油的指標(biāo)合格，需按比例向調(diào)合頭中加入添加劑，添加劑包括十六烷值改進(jìn)劑、抗磨劑及降凝劑。添加劑及其比例見(jiàn)表5。

表5 添加劑及其比例表

工藝流程簡(jiǎn)介：需要調(diào)合的柴油組分出裝置后經(jīng)流量計(jì)后分為三路，分別經(jīng)調(diào)合1線、流量計(jì)和控制閥進(jìn)入調(diào)合頭1#；經(jīng)調(diào)合2線、流量計(jì)和控制閥進(jìn)入調(diào)合頭2#；經(jīng)剩余組分線和壓控閥進(jìn)入剩余組分罐。柴油組分線與過(guò)剩組分罐相連的管線上設(shè)有壓力控制閥，當(dāng)管道壓力升高到設(shè)定值時(shí)，多余組分油經(jīng)過(guò)壓力控制閥組進(jìn)入過(guò)剩組分罐，剩余組分罐待累積到一定液位后，啟動(dòng)剩余組分泵，按系統(tǒng)指令打入調(diào)合頭參與調(diào)合。此流程可以滿足同時(shí)調(diào)合兩種柴油品種的要求，且A、B調(diào)合頭可互為備用。調(diào)合工藝流程見(jiàn)圖4。

圖4 工藝流程圖

2.3 物料平衡

本項(xiàng)目的物料平衡表見(jiàn)表6。

表6 物料平衡表

2.4 工藝設(shè)備技術(shù)方案

根據(jù)《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T 3007—2014[6]，罐容計(jì)算如表7表示。

表7 柴油儲(chǔ)罐罐容計(jì)算表

根據(jù)調(diào)合頭1#最大生產(chǎn)能力為120m3/h，2#最大生產(chǎn)能力為160m3/h，靜態(tài)混合器參數(shù)見(jiàn)表8。

表8 靜態(tài)混合器參數(shù)表

本項(xiàng)目涉及柴油調(diào)合泵參數(shù)詳見(jiàn)表9。

表9 柴油調(diào)合泵參數(shù)表

3 結(jié)論

通過(guò)柴油管道調(diào)合工藝設(shè)計(jì)改造，緩解了煉廠柴油儲(chǔ)罐罐容緊張的情況，提高了生產(chǎn)自動(dòng)化程度，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了能耗，滿足了柴油國(guó)6質(zhì)量要求，具有明顯的環(huán)保、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。