炼油厂总加工流程的优化和选择

延迟焦化工艺进展,中国石化工程建设公司,胡德铭,*,炼油厂总加工流程的优化和选择,2010,年,10,月,0,目 录,1 概述,2 原油评价和各馏分油及渣油加工,3 总工艺流程及加工流程优化软件,4,汽柴油清洁化生产,5 国内外加工含硫原油的典型模式,6 国内几个典型加工含硫原油工厂的总加工流程,7,高酸高钙原油的加工,8,劣质原油加工方案探讨,9,体会与建议,1,1,、概述,总工艺加工流程优化、选择的目的,总工艺加工流程优化、选择的内容,总工艺加工流程优化、选择的步骤,总工艺加工流程优化、选择的原则,总工艺加工流程优化、选择工作应重点掌握的内容,原油分类,产品质量要求,最新的炼油技术发展状况,总工艺加工流程优化、选择系统软件,2,1,、概述,总工艺加工流程是炼化企业的基础和核心，对全厂的技术先进性和经济合理性有着决定性作用，一个合理的总工艺流程不仅可以使炼油厂灵活适应加工原油种类的变化，而且能把有限的原油资源合理利用，提供更多的产品,同时要实现清洁化生产的最终目的。,伴随着轻质低硫原油的可供选择数量逐步减少，而相应的重质高硫原油的比例逐渐增加，如何利用已有或正在建设中的炼油厂加工更为劣质的原油已成为世界各大炼油生产商所必须面临的紧迫问题。,充分利用有限的原油资源，根据原油的性质、环保和提高企业效益的迫切要求合理安排和优化、选择总工艺加工流程有着普遍的现实意义。,3,1.1,目的,对于原油加工企业，总工艺加工流程方案的优化、选择，就是以原油评价为基础，通过不同加工方案的对比，分析、指出各方案的特点、存在的问题，列出各方案的主要技术经济指标，得出结论性意见，进而提出推荐方案,应用于工程建设与生产实践。,4,1.2,内容,原料（包括原油配置、辅助材料和燃料）物料平衡,产品方案（包括：全厂、工艺装置以及产品质量）,物流安排（上下游装置是否做到合理衔接、是否稳定）,工艺技术方案的选择,氢、硫等关键组分的平衡情况,装置的设置与联合方案,5,1.3,步骤,明确建设规模,明确产品方案（目标产品的组合、质量、数量要求）,明确原材料、辅助材料、燃料、公用工程等资源条件（规格、成分、质量、配置与供应状况等）,分析、掌握、了解项目拟选用工艺技术的发展与应用状况,明确方案比选的主要内容（技术、安全、环保、操作的稳定与连续性、投资、效益）,进行多方案比选,6,1.4,原则,是否满足建设规模的要求,是否满足产品方案的要求,是否适应原料（原材料、辅助材料、燃料、公用工程等资源条件）的加工要求,是否满足安全、环保、操作的稳定与连续性、投资、效益的目标,7,1.5,原油分类,由于原油的组成和性质十分复杂，对原油的分类是非常困难的，一般采用的是关键馏分特性分类法和商品分类法。,关键馏分特性分类法,主要根据原油的第一关键馏分（250275馏分）和第二关键馏分（275300馏分）的属性将原油分成石蜡基、中间基、环烷基或以上三种相临之间的组合，如石蜡-中间基、中间-环烷基等。,关键馏分特性分类法能较好地反映原油的化学组成特性，决定着原油加工方案的选择和各馏分的安排。,8,1.5,原油分类,商品分类法,国际石油市场对原油密度和硫含量分类计算不同原油的价格。,密度高低涉及到各组分的收率，影响全厂各工艺装置的规模匹配，硫含量高低则会影响项目的投资、加工成本和环保的苛刻度等。一般的认为：,API,度,34,、密度,0.852,kg/cm,3,（,20,）,的原油为轻质原油；,API,度,34,20,、密度,0.852,0.93,kg/cm,3,（,20,）,的原油为中质原油；,API,度,20,10,、密度,0.931,0.998,kg/cm,3,（,20,）,的原油为重质原油；,API,度,10,、密度,0.998,kg/cm,3,（,20,）,的原油为特稠原油。,如以硫含量分类：,硫含量,0.5%,（质量分数）为低硫原油；,硫含量为,0.5,2.0%,（质量分数）为含硫原油，,硫含量,2.0%,（质量分数）为高硫原油。,9,1.5,原油分类,按原油的酸值分类：,0.5,mgKOH/g,为低酸原油；,0.5,mgKOH/g,为高酸原油。,工程设计中的分类,在工程设计导则加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则，,SH/T3096-2001,和加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则，,SH/T3129-2002,中规定：,总硫含量大于或等于1.0%（重量比）为高硫原油，,包括高硫低酸值原油（酸值小于等于0.5,mgKOH/g,）,和高硫高酸值原油（酸值大于0.5,mgKOH/g,）。,因此从商品分类与工程设计角度来看，对高硫原油的定义有所不同，工程设计导则所规定的高硫原油范围更宽了，即硫含量大于或等于1.0%即为高硫原油。,10,1.5,原油分类,原油变化趋势,原油中的含硫化合物主要分布在重质馏分中，常压渣油的硫占原油硫的90%左右，其中减压蜡油中约占20%40%，减压渣油中的硫占原油硫的50%以上。,备注：表格中省略了硫含量较少的石脑油和煤油馏分。,11,高硫原油与低硫轻质原油之间价差不断扩大，实际采购中的价差规律一般如下：,原油含硫每增加,0.1%,，价格降低,0.15,美元,/,桶（即,8.8,元,/,吨）,原油,API,每降低,1,单位，价格降低,0.27,美元,/,桶（即,15.8,元,/,吨）,原油酸值每增加,1mgKOH/g,，价格降低,2.5,美元,/,桶（即,146,元,/,吨）,1.5,原油分类,12,原油质量变化趋势,:,世界原油质量总的趋势是变重变劣，含硫和高硫原油比例增加。“油气杂志”统计，,2002,年世界原油总产量,33,亿吨中，含硫和高硫油约占,75%,，其中硫含量,1%,以上的原油又占,56%,，硫含量,2%,以上的超过,30%,。,硫化合物分布在原油的各馏分中，石脑油硫含量最低，随沸点增加，石油馏分中硫含量呈倍数递增。,1.5,原油分类,13,硫主要分布在重馏分中，常压渣油的硫占原油硫的,90%,左右，,VGO,约占,2040%,，,VR,约占,50%,，因此可以知道，原油中的硫化物大部分将进入二次加工各装置中。,14,1.6,我国进口原油现状,200,8,年是我国进口原油创记录的一年，全年原油进口量首次突破1.,79,亿吨，加上,LPG,和其它石油产品的净进口量，石油净进口高达,2.18,亿吨，同比增长43%。在约3.,87,亿吨的石油消费量中，已有,56%,依赖进口。,200,8,年,我国进口原油中,中东占一半左右,非洲占,30%,以上,欧洲及西半球和亚太及拉美分别占,8%,和,10%,。,15,1.7,汽柴油产品质量,清洁化产品的核心是大幅度降低汽柴油中硫含量，同时还要限制汽油中的烯烃、芳烃和苯含量，以及柴油中的多环芳烃含量，目的是减少汽车尾气中有害物的排放。,汽油,目前，欧美的发达国家已成为全球油品质量要求最高的地区。美国2006年将执行的最新规格,，,要求汽油中硫含量不超过30,ppm,；,加拿大从2005年起分阶段执行汽油硫含量为30,ppm,的标准；欧洲大多数国家也要求在2005年汽油硫含量降至50,ppm,以下（欧,IV,标准），2009年降至10,ppm,（,欧,V,标准）。,16,1.7,汽柴油产品质量,17,1.7,汽柴油产品质量,18,1.7,汽柴油产品质量,目前，国内的汽油标准主要有,GB17930-2006，,在新建大型炼油厂或老厂改造中，对汽油产品的质量要求一般按欧洲,类标准考虑。,汽油产品质量标准从现行国家标准提高到欧洲,类，无论对汽车工业和炼油工业来说，都是一个很大的台阶，需要付出比较大的代价。,我国汽油现状：汽油构成中催化汽油占总量的80%左右，仅有少部分炼厂的催化原料经过了加氢处理，要想大幅度降低催化汽油的硫含量和烯烃含量需要投入大量的资金；同时，催化装置的渣油掺炼比例较高，在世界催化裂化领域，我国是加工原料最重的国家；另外，我国炼厂所产的石脑油馏分基本上作了化工用油和芳烃原料，烷基化油、异构化油等优质调和组分很少，极大地限制了汽油产品质量升级和结构调整。,19,1.7,汽柴油产品质量,柴油,我国的柴油主要用于农用、运输等，近年来随着柴油汽车的发展，城市车用柴油的数量也在逐步增加。在我国柴油产品中约有30%左右为催化柴油，其十六烷一般小于30，芳烃含量高，要品质升级则必须要考虑脱芳等问题，投资和加工费用比简单的脱硫要高得多。,20,1.7,汽柴油产品质量,21,2,、原油评价和各馏分油及渣油加工,2.1,原油评价是编制原油加工的基础,原油加工或加工流程编制必须的原料资料：,1,）原油性质：,API,、密度、粘度、凝点、残炭、硫含量、氮含量、酸值、蜡含量、金属含量以及水含量和盐含量等；,2,）实沸点蒸馏及窄馏分性质；,3,）各直馏馏分性质及加工的可行性,22,2.2,石脑油馏分性质和加工,1,）石脑油分类,炼油厂中石脑油主要分为两类：一类为直馏石脑油，主要是原油通过常压蒸馏出来的；另一类为二次加工产生的石脑油，主要有加氢裂化石脑油、焦化石脑油、催化裂化石脑油、减粘裂化石脑油、芳烃或乙烯裂解抽余油等。,2,）石脑油的用途,重整原料（包括烷基化）,乙烯原料,汽油组分,溶剂油,制氢原料,23,3),直馏石脑油,按其沸程可分为直馏轻石脑油和直馏重石脑油,直馏石脑油的数量和性质主要取决于原油种类和性质，不同原油所含直馏石脑油的数量和性质有很大差别,我国主要原油石脑油收率一般都比较低,中东地区原油的直馏石脑油收率一般都比较高，大多数超过了15%，也门原油65180石脑油馏分收率高达34.7%，同时这些直馏石脑油中烷烃含量较高，裂解性能好。,亚太地区原油直馏石脑油馏分密度较高，石脑油收率变化比较大，酸度随地区变化也很大。,俄罗斯西伯利亚轻质油和乌拉尔原油，石脑油收率都比较高,24,25,26,27,直馏石脑油馏分做重整料的一般选用原则,一般认为，环烷基原油的直馏石脑油做重整（芳烃）原料最好，中间基原油次之，而石蜡基的石脑油最差。根据重整生成油的加工目的不同，原料选择的一般原则如下：,生产高辛烷值汽油调和组分：,C6,及以下烷烃本身已经具有较高的辛烷值，而,C6,环烷烃转化苯后其辛烷值反而下降，因此重整原料应选择大于,C6,的馏分，考虑,C7,异构烷烃的沸点为,79.2,，所以直馏石脑油的初馏点最好为,80,。考虑商品汽油的干点控制在,205,，终馏点最好控制在,180,，所以做汽油调和组分时，馏程范围控制在,80,180,为宜。,28,同时生产苯和高辛烷值汽油组分可选用,60,180,的宽馏分,单独生产苯的石脑油适宜馏程为,60,85,。,生产甲苯的石脑油适宜馏程为,85,110,。,生产二甲苯的石脑油适宜馏程为,110,145,。,生产三苯的石脑油适宜馏程为,60,145,（不带歧化）。,最大量生产三苯的石脑油适宜馏程为,60,165,（带歧化）,29,2),加氢裂化石脑油,加氢裂化石脑油产品与质量主要与原料、产品产率、流程及反应条件有关,加氢裂化重石脑油是理想的重整原料，而轻石脑油可做乙烯原料及汽油调和组分,其辛烷值,RON,约在80左右。,30,31,32,3),焦化石脑油,焦化石脑油的收率与原料性质和焦化反应条件有关,焦化石脑油的特点：,S,、,N,含量高，烯烃含量高，溴价,40,60gBr/100g,，烷烃含量高（,65%,以上）、环烷烃含量低,加氢焦化石脑油是好的乙烯原料,不是好的重整原料,33,34,35,4),催化裂化石脑油,催化裂化石脑油的特点：环烷含量低、烯烃含量高、辛烷值高，硫含量与原料有关,催化石脑油精制后可做重整补充料,例如将,FCC,汽油切为三段：100/100150/150。,中段100150馏分芳潜高，但硫、烯烃比较高，预加氢要适当；轻,FCC,汽油烯烃和蒸汽压,RVP,高，,C5,占3050%，可进行醚化加工，降低烯烃和蒸汽压，提高,RON；,重,FCC,汽油可掺入煤油或柴油中。,36,37,5),乙烯抽余油和芳烃抽余油,两种抽余油分别是乙烯裂解汽油和芳烃产品的抽余