摘要：自2016年3月起，根据公司统一生产安排，运行二部延迟焦化装置开始大比例掺炼马瑞高硫燃料油。通过几个月的生产摸索，对装置的物料平衡、硫平衡、污水平衡、产品质量控制等方面进行跟踪分析，得出马瑞高硫燃料油在20-25%的掺炼比例下较为适合装置长周期生产运行。
关键词：延迟焦化 马瑞高硫燃料油 掺炼比例
1、前言
运行二部延迟焦化装置作为舟山石化的龙头装置，由焦化、原料预处理、分馏、吸收稳定、干气与液化气脱硫、除臭系统等单元组成，其设计加工能力240×104t/a。延迟焦化装置是以劣质重质油为原料，在高温和长时间反应条件下进行深度热裂化和缩合反应的热加工过程。延迟焦化具有技术成熟、原料适应性强、产品灵活性大、操作可靠性高以及投资和操作费用相对较低的特点，因此延迟焦化得到了迅速发展。同时为了实现炼厂效益最大化，延迟焦化成为了重油加工流程及组合工艺的重要组成部分。
2、加工马瑞高硫燃料油的优势及难点
优势：根据市场行情，马瑞高硫燃料油的采购价格较原生产加工的380#燃料油便宜约500元/吨，通过分析比较两者性质差异不大，因而选择马瑞高硫油替代380#燃料油,可以降低原料成本。
难点：①水含量高（平均在1.2%，最大达4.8%）；②硫含量高（2.75%）；③盐含量高（78 mgNacl/L）；④金属含量高（其中镍、钒含量较高）；⑤石油焦焦粉较多；⑥对下游装置产品质量带来影响。
3、高硫燃料油加工的必要性
舟山石化延迟焦化装置以加工大榭石化互供的重油、海油原油为主，辅以加工部分高硫原料，其产出的馏分油作为下游加氢装置的生产原料。焦化装置之所以要切换加工马瑞高硫燃料油，主要还是存在以下几方面因素：
3.1 加氢反应催化剂在硫化态状态下反应活性高，加氢原料需要保持一定的硫含量以补充生产过程中催化剂附着的硫跑损。然而上游焦化装置加工的重油和原油硫含量均在0.3%左右，属于低硫原料，因而焦化装置通过长期适量掺炼加工380#燃料油，来保证物料硫平衡。
3.2 马瑞高硫燃料油室温下呈黑色半流动状态，其与大榭互供重油进行调合后，可以达到重油减粘，卸船降温的目的。
4、装置生产加工情况
4.1 焦化加工原料对比分析
通过对马瑞高硫燃料油分析评价数据看出，其金属含量中镍、钒含量较380#燃料油偏高，硫含量在2.75%，属高硫重质环烷基。其实沸点切割后，HK～180℃馏分收率为10.07％，180～350℃轻油馏分收率为27.04％，350～530℃蜡油馏分收率为23.65％，＜530℃总拔出率60.76％，馏程与380#燃料油相差不大。
表-1 原料分析数据
项 目
大榭重油
马瑞燃料油
380#燃料油
锦州25-1
密度（20℃）kg/m3
985
953.4
976.3
889.7
硫含量，%
0.36
2.75
2.2
0.21
氮含量，ppm
5800
3600
3200
3040
水分，%（质量分数）
0.01
1.2
0.2
0.03
残炭，%（质量分数）
13.81
11.06
13.63
5.01
灰分，%
0.11
0.087
0.063
0.007
盐含量, mgNacl/L
78
58
5.33
酸值, mgKOH/g
1.9
1.1
0.53
馏程：℃
HK
25℃
HK
145
HK
185
100℃
4.8ml
10%
266
10%
287
150℃
9.7ml
20%
340
20%
344
200℃
16.4ml
30%
404
30%
381
250℃
23.6ml
40%
470
40%
424
300℃
33.3ml
50%
508
50%
480
350℃
51.6ml
400℃
64.5ml
450℃
78.0ml
500℃
87.3ml
Ni，ppm
56.32
37.66
12.1
V，ppm
254.38
198.74
0.4
Ca，ppm
17.59
12.21
11.5
Na，ppm
47.15
18.59
0.8
4.2 生产加工流程
马瑞高硫油通过两条路线进装置生产加工，一路为马瑞高硫油在罐区与大榭互供重油混合后，经罐区供油泵输送进重油裂解装置；另一路与原油一起过电脱盐系统，进重油裂解装置分馏塔。马瑞高硫燃料油经过电脱盐的目的，主要是通过电脱盐系统脱除大部分的水和盐，以避免高水含量马瑞高硫油直接进焦化加热炉，水汽化产生汽阻，进而影响安全生产。
图-1 加工流程简图
在实际生产运行中，高硫燃料油在与原油后，由于两者油品密度偏差大，罐内油品分层较为严重，造成马瑞高硫油掺炼比例不稳，因而采取原油、高硫两罐分开按一定比例配比进电脱盐系统，通过调节两个罐付装置量来调节高硫油掺炼比例，同时也保证在装置出现生产异常时可迅速切出高硫罐，快速降低原料中的硫含量。在生产加工过程中，结合硫磺反应炉炉头压力偏高、石油焦硫含量超标、系统焦粉情况严重、加氢循环氢中硫化氢含量超高等因素，马瑞高硫油掺炼比例最大提高至35%左右，但结合焦化液收、污水平衡、系统硫含量等情况，通过长时间生产摸索，掺炼比例在25%左右时公司整体生产运营最为理想。
4.3 物料平衡
表-2 马瑞高硫油不同掺炼比例下的物料收率情况
马瑞高硫燃料油掺炼比例
18%
25%
30%
35%
硫含量，%
0.72
0.90
1.02
1.14
高压瓦斯收率
6.15%
6.13%
6.11%
5.97%
LPG收率
5.60%
5.45%
5.56%
5.42%
粗石收率
20.80%
21.98%
22.48%
22.44%
粗工收率
15.01%
14.61%
12.87%
12.25%
重馏份油收率
33.76%
33.71%
34.09%
34.95%
蜡油收率
3.97%
2.87%
3.67%
3.10%
石油焦收率
20.21%
20.37%
20.27%
20.95%
总收率
105.50%
105.12%
105.05%
105.08%
液收
79.14%
78.62%
78.67%
78.16%
通过表-2可以看出，随着马瑞高硫掺炼比例的提升，延迟焦化装置总收率逐步下降，瓦斯和油品收率也逐步下降，石油焦收率增大。因而提高马瑞高硫油加工比例，虽然瓦斯产量降低对公司高瓦系统平衡有利，但液收下降，石油焦收率的提升于公司运营不利，参考物料收率得出在25-30%的高硫油掺炼比例较为理想。
4.4 焦化物料硫含量分布
通过提高马瑞高硫燃料油的加工比例，焦化装置各产品中的硫含量均明显上升。在生产过程中，马瑞高硫燃料油掺炼比例达到35%左右时，石油焦产品硫含量超过1.5%，高硫含量对销售价格带来了一定影响。
表-3 马瑞高硫油不同掺炼比例下的物料硫含量分布
高硫油掺炼比例
主要组分硫含量
18%
25%
30%
35%
原料中硫含量，%
0.72
0.90
1.02
1.14
粗石脑油，%
0.18
0.21
0.25
0.27
粗工业燃料油，%
0.33
0.37
0.45
0.60
重馏份油，%
0.56
0.67
0.83
1.03
蜡油，%
0.65
0.81
1.01
1.23
石油焦，%
1.00
1.15
1.27
1.55
注：由于焦化产品中含硫瓦斯及液化气中硫含量太高，为保证人身安全未对其进行化验分析。
5、生产加工遇到的难题
5.1 污水平衡
由于马瑞高硫燃料油水含量基本在1.2%左右，且乳化严重、油水界面不清，造成预处理装置电脱盐一级切水水中含油也远远高于指标150mg/L。在马瑞高硫油掺炼比例高于35%期间，污水处理场原料水恶化和进水COD负荷无法提高，使全厂污水平衡难度加剧。同时，受污水平衡困难制约，加氢装置定期改除盐水注水工作无法实现，污水系统浓缩倍数持续增高，污水系统运行恶性循环，公司汽提净化、污水处理场原料水罐液位持续上升，储运一部切水无法外送，严重制约正常生产。通过几个月的生产调整，在掺炼比例降至25%左右时，污水处理场运行趋于平稳，公司污水难题得以解决。
图-2 污水平衡图
5.2 产品质量变化
（1）石油焦
马瑞高硫油加工期间产品质量整体稳定，随着加工比例的提高，石油焦硫含量增加，最大硫含量提高至1.5%左右，灰分无明显变化。存在的主要难题是焦化各产物焦粉携带严重，多次造成液化气出厂泵机封泄露，严重影响出厂。为了解决焦粉多的问题，采取适当降低加热炉出口温度、降低装置循环比等操作。
（2）加氢柴油及石脑油
由于马瑞高硫油为中间偏环烷基油，在掺炼比例提高至30%时，加氢柴油十六烷指数由51下降到50左右，受油性变化影响十六烷指数与十六烷值偏差有所减小，由1.0下降至0.7左右。同时加氢石脑油芳潜略有下降，由原来27.1下降至25.9。
5.3 炉管结焦
为了缓解污水处理的压力，焦化加热炉炉管注汽一直按下限控制，在焦化装置持续高负荷运行，炉出口500℃的生产条件下，出现辐射炉管多点管壁温度接近设计最高值，部分炉管存有结焦情况，威胁到加热炉长周期安全运行，为此在6月下旬临时将生产调整为A炉一炉两塔模式，组织对B炉进行停炉烧焦作业，期间耗时3天时间。
对于加热炉炉管结焦的问题，在掺炼比例下降至25%左右，污水平衡压力缓解后，还是以提高炉管注汽来得以解决。
5.4 能耗变化
马瑞高硫油加工期间，全厂能耗略有上升，全厂综合能耗上升约0.57%，主要是由于高硫油储罐使用蒸汽升温脱水，以及双罐带供使用电量升高所致。
6、成本效益
马瑞高硫燃料油较公司原加工的380#高硫燃料油便宜约500元/吨，按照运行二部焦化装置月加工负荷20万吨计算，每月可加工约5万吨马瑞高硫油，年可为公司降低原料成本2.5亿元，可极大的促进公司运营效益。
7、结束语
结合马瑞高硫油采购成本以及物料收率情况，实践证明加工马瑞高硫燃料油可提升公司整体运营效益，但受其硫含量高、盐含量高、金属含量高等特点，若掺炼比例过大，则会造成石油焦硫含量超标、加热炉炉管结焦、分馏塔顶容易结盐等现象，因而在保证公司长周期安全生产运行，以及最大生产效益的前提下，舟山石化加工马瑞高硫燃料油的掺炼比例不宜超过25%。
参考文献：
[1] 瞿国华.延迟焦化工程与工艺[M].北京:中国石化出版社,2011.
[2] 王航空.大比例掺渣下稠油焦化运行的问题及对策[J].石油炼制与化工,2009（5）：25-27.
[3] 张在忠,杨晓宏,杨献峰.延迟焦化装置掺炼马瑞原油技术分析[J].当代化工,2012（9）：898-899.
作者简介：王建伟，2006年7月毕业于沈阳工业大学化学工程与工艺专业，现工作于中海石油舟山石化有限公司生产技术部，副主任工程师职位。本文已获得作者授权发布，供业内朋友学习交流，如有疑问欢迎留言。向石化缘投稿请点击下方图片了解详情！
本站仅提供存储服务，所有内容均由用户发布，如发现有害或侵权内容，请
点击举报。
