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1、中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目开题设计报告项 目 名 称：辽河稠油优化加工技术攻关课 题名 称： 组织编制部门：中国石油炼油与化工公司技术发展与信息处编 制 单 位：中国石油辽河石化公司 中国石油辽河油田公司中国石油石油化工研究院中国石油克拉玛依石化公司中国石油润滑油公司编 写 人： 刘海澄 黄 鹤 孙井侠 王春江 2010年3月10日一、生产需求和需要解决的关键技术问题辽河石化依托辽河油田得天独厚的环烷基稠油资源，依靠科技创新，走出了一条特色发展之路，已成为中国石油的稠油加工基地和沥青生产基地。公司年原油加工能力为500万吨，稠油加工比例超过了原油加工总量的23，沥青产量占
2、产品总量的13，沥青年生产能力超过130万吨，是国内最大的沥青生产企业。在2009年，公司加工原油431万吨，实现销售收入140亿元，账面利润14亿元，上缴利税42亿元，沥青产量118万吨，凭着加工稠油和生产特色产品的优势，取得了较好的生产经营成果，效益指标排在了炼化板块的前列。辽河石化座落于辽河油田，辽河油田拥有丰富的环烷基稠油资源，辽河油田原油产量在1000万吨年以上，其中23是稠油。辽河石化加工的辽河稠油为辽河低凝稠油、辽河超稠油和辽河管输混合稠油。辽河石化目前将辽河低凝稠油用于生产优质道路沥青和环烷基润滑油，辽河超稠油采用改质蒸馏工艺用于生产优质道路沥青，辽河管输混合稠油的常压渣油作为
3、延迟焦化原料。环烷基稠油蜡含量低、富含沥青质，是生产高等级道路沥青的优质原料，而且环烷基稠油中还富含环烷烃和芳香烃，也是生产环烷型和高芳烃橡胶填充油的好原料。高等级道路沥青、环烷型和高芳烃橡胶填充油作为辽河石化的特色产品，目前在市场上一直处于紧俏状态。目前，辽河石化生产的高粘度芳烃型橡胶填充油已全部供应兰州石化，但其产量仍不能满足兰州石化的需求。随着世界范围内对环保问题的高度认同和重视，欧盟于2005年底出台了200569EC指令。由于轮胎生产加工中的高芳烃橡胶油含有较多的能够致癌的苯并芘等多环芳烃，对环境和人体会产生很大的毒害作用，指令规定于2010年1月1日起在欧盟国家的轮胎生产中全面禁止
4、使用芳烃油等有毒有害橡胶填充油。目前，除美国外，日本、韩国已开发了应用于轮胎及相关企业产品的替代品，中国轮胎生产企业和充油胶生产企业也在积极寻找，有些已使用这些替代品，满足出口欧盟的要求。辽河石化在2005年就瞄准了这一新的应用领域，立足资源特色开展研究，在实验室研究中取得了一些成果，目前正在组织工业化试验。 辽河石化公司低凝稠油一次加工装置为150万吨/年的南蒸馏常减压蒸馏装置。2009年，南蒸馏装置共加工稠油近120万吨，其中辽河低凝稠油约80万吨、进口稠油约40万吨。辽河低凝稠油为辽河欢西油田（锦州采油厂）的管输低凝原油，进口稠油主要包括加拿大冷湖原油、厄瓜多尔纳普原油、委内瑞拉MERE
5、Y16原油等几种稠油。辽河低凝稠油在开采顶峰期的产量为360万吨/年，2000年以后产量逐年递减，2009年，锦州采油厂的低凝稠油产量为99.6万吨，2010年计划产量仅为92万吨，其中还含有一部分的稀油。2002年以来，由于辽河油田锦州采油厂实施了扁平化管理，使原来的欢西油田低凝稠油分采、分输、分贮、分炼受到影响，部分非环烷基原油进入辽河低凝稠油管网，致使管输至辽河石化的低凝原油性质发生了较大的变化。2003年以后，锦州采油厂为了降低稠油开采难度，采用稀油回注技术，将部分稀油回注到稠油井口，使这部分稀油也进入了辽河低凝稠油管网，同时，为了降低生产成本，对稠油管网进行了改造，使原来不能进入管网
6、的部分稀油就近进入了稠油管网，使管输低凝稠油性质变差。另外，老区块中新开发的稀油也就近进入低凝油管网，使低凝稠油性质进一步变差，影响了辽河石化的环烷基润滑油的质量。2003年以前，辽河石化公司可以生产出45变压器油，但2003年后，辽河石化公司开始能生产25变压器油，后来只能生产10#变压器油，凝固点在-10-20之间，其它润滑油的馏分凝固点就更高，最高达+以上，严重影响了润滑油的质量和辽河石化环烷基润滑油的声誉。 由于辽河油田管输低凝原油的产量已远远不能满足辽河石化公司南蒸馏装置加工的需要，近几年，特别是2009年，辽河石化公司进口了大量的稠油资源作为南蒸馏装置的补充原料。由于在进口原油资源
7、的筛选过程中，重点是考虑生产沥青的可行性，没有更多地考虑生产润滑油，因此，筛选出的原油资源均是适宜生产沥青的优质资源，而大部分不是适宜生产低凝润滑油产品的资源。从辽河石化公司近几年加工的进口原油的主要性质来看，这些进口稠油基本上属于环烷中间基或环烷基原油，但其中均混有不同比例的稀油，从而造成相同温度范围润滑油馏分的凝固点偏高、粘度偏低。在加工进口原油过程中，由于进口稠油生产沥青的切割点前移，使得高粘度润滑油馏分的收率降低，产量减少。另外，辽河石化公司为了保证沥青产品的产量和质量，采用南蒸馏装置生产的软沥青与辽河超稠油生产的硬沥青调和的工艺生产重交道路沥青，使得南蒸馏装置的润滑油收率减少，减少部
8、分主要是高粘度润滑油馏分，导致辽河石化高粘度润滑油馏分的收率降低，产量减少。辽河超稠油采用辽河石化自主研发的具有自主知识产权的 “辽河超稠油改质蒸馏生产重交沥青技术”，以改质后的原油为原料通过蒸馏生产出合格的重交沥青系列产品。该技术，解决了辽河超稠油蒸馏法直接生产AH-50重交沥青时针入度偏小、软化点高、闪点低、蒸发损失大，不能生产合格AH-50、AH-70产品的技术难题，同时采用该技术在以辽河超稠油为原料生产合格重交沥青的同时，增加了10%左右的轻质组分，进一步提高了该技术的综合经济效益。该技术于2004年11月在辽河石化实现工业化，生产出了满足GB/T15180-2000技术要求的AH-7
9、0、AH-90、AH-110重交沥青产品；于2006年11月对辽河石化减粘装置和西蒸馏装置进行了改造，改造后生产的重交沥青产品的性能得到了进一步的提高。该技术自2004年11月工业化一直运行到现在，生产稳定，重交沥青产品性能优良，技术可靠，为辽河石化沥青业务的做大做强起到了积极的作用，同时还为辽河石化创造了巨大的经济效益。辽河管输混合稠油，属于环烷基原油，只是在采油和输送过程中注入稀油，具有密度大、粘度大、轻组分含量少，胶质、沥青质含量高等环烷基稠油特性，由于其蜡含量比辽河低凝稠油高，无法直接生产高等级道路沥青，目前辽河石化用其常压渣油作为焦化的原料，从原料的有效利用来看，由于辽河混合稠油润滑
10、油馏分中含有大量的芳烃，含量为3540%（质谱数据），不是好的焦化原料，同时造成了优质资源的浪费，由于高粘度润滑油馏分中含有芳烃组分，加上辽河石化已经初步掌握了生产高芳烃环保橡胶填充油的生产技术，经过辽河石化研究人员的初步研究，辽河管输混合稠油可以作为生产高芳烃环保橡胶填充油的原油资源。结合以上对稠油资源现状、润滑油生产现状以及未来发展思路的分析，辽河石化公司在稠油加工生产过程中需要急需解决的关键技术问题如下:近年来，欢西油田的低凝稠油资源递减，已不能满足辽河石化公司生产的需要。辽河石化公司应在以往工作的基础上，继续对辽河油田低凝稠油资源进行调研，筛选出适宜辽河石化加工的低凝稠油资源，使辽河油
11、田的特色低凝稠油在辽河石化集中加工。例如海外河低凝稠油资源，海外河原油属低凝环烷基原油，每年产量30万吨，可以作为欢西低凝稠油的补充资源，在辽河石化集中加工利用。如果这一宝贵资源能够得以合理利用，实现辽河油田和辽河石化公司经济效益的双赢。辽河低凝稠油性质的变化影响了辽河石化环烷基润滑油的质量和特种沥青的产量。开展对辽河低凝稠油资源的调研，对辽河低凝稠油管网进行改造，将辽河低凝稠油区块中的稀油去除，禁止非环烷基原油进入管网，保证管输低凝原油的质量，保证辽河石化生产的环烷基润滑油的质量，确保辽河石化的特色。在辽河低凝稠油资源优化的基础上，提高环烷基橡胶填充油和变压器油的质量，保证产品的产能，使20
12、10年环烷基基础油总产量达到17万吨，通过优化辽河润滑油生产系统的操作，使变压器油质量达到25#标准要求；尽快完成辽河低凝稠油/辽河混合稠油生产高芳烃环保橡胶填充油的实验室工艺技术研究，筛选改进溶剂精制和高压加氢-糠醛精制组合工艺，尽早研究利用辽河低凝稠油/辽河混合稠油生产高芳烃环保橡胶填充油的技术方案，为早日建成高芳烃环保橡胶填充油的生产基地提供技术支持。在辽河低凝稠油资源优化的基础上，完善现有25万吨/年糠醛装置，满足改进溶剂精制法生产高芳烃环保橡胶的工艺流程的要求， 2010年环保高芳烃橡胶填充油产能力争达到2万吨。针对辽河混合稠油，进一步完善一次加工装置的不足，配套50万吨/年糠醛精制
13、装置，形成年生产10万吨高芳烃环保型橡胶填充油的改进溶剂精制法工艺路线，尽快形成产能，满足市场的需求， 2011年达到10万吨。优化辽河低凝稠油、超稠油资源，2010年完成120万吨沥青生产任务，为建设200万吨/年的沥青生产基地奠定基础。二、研究目标、主要研究内容1研究目标（1）总体研究目标优选辽河油田生产的低凝稠油资源，使其产量达到110万吨/年，并集中到辽河石化加工；优化辽河低凝稠油资源构成，改善辽河石化生产的变压器油和橡胶填充油质量，确保高等级道路沥青的质量与产量，为建成200万吨沥青基地奠定基础；完善年产10万吨高芳烃环保橡胶填充油的改进溶剂精制法生产装置的建设和配套系统的建设；开展
14、管输辽河混合稠油生产高芳烃环保橡胶填充油的改进溶剂精制法生产工艺与高压加氢溶剂精制组合工艺的对比研究，优化出最佳工艺路线，为合理利用稠油资源，在辽河石化建设20万吨/年高芳烃环保橡胶填充油基地提供技术依据。（1）专题目标专题1 辽河低凝稠油资源优选和优化的研究 进一步加强对辽河低凝稠油资源的优选，完善配套设施建设，实现辽河油田低凝稠油资源的分储、分输，改善管输辽河低凝稠油的质量。在2010年，集中海外河区块30万吨/年低凝稠油资源到辽河石化加工，在欢西油田低凝稠油资源递减的情况下，满足辽河石化加工辽河低凝稠油110万吨/年的需求。专题2 稳定辽河环烷基润滑油基础油产量和提高变压器油质量的研究优
15、化辽河低凝稠油资源结构，优化辽河石化润滑油生产系统的操作，使2010年环烷基润滑油基础油总产量达到17万吨，变压器油质量达到25#标准要求。专题3 辽河混合稠油生产高芳烃环保橡胶填充油工艺研究 对比研究改进溶剂精制法和高压加氢-糠醛精制两种工艺，完成辽河混合稠油生产高芳烃环保型橡胶填充油实验室工艺研究，为年产20万吨高芳烃环保橡胶填充油基地建设提供依据。专题4 改进溶剂精制法生产高芳烃环保橡胶填充油工业试验及装置完善 改造现有25万吨/年糠醛精制装置，满足改进溶剂精制法生产高芳烃环保型橡胶填充油工业试验的需要，开展试验研究。进一步配套50万吨/年糠醛精制装置，完成蒸馏装置的扩能改造，形成年生产10万吨高芳烃环保型橡胶填充油的产能。专题5 200万吨/年沥青生产基地的建设 优化辽河低凝稠油和其它稠油资源的构成，为建设200万吨/年的沥青生产基地选择合适的资源，确定适宜的加工路线， 2010年完成120万吨沥青生产任务。2主要研究内容专题1 辽河低凝稠油资源优选和优化的研究辽河低凝稠油资源的调研、筛选与评价，寻找适合辽河石化加工的低凝稠油资源；与辽河油田协调，共同完善辽河欢西油田低凝稠油资源的分储、分输方案，确保辽河石化进厂低凝稠油的质量； 争取30万吨/年海外河低凝稠油指标，与辽河油田共同完善海外河原油资源的配套输送设施，使海外河低凝稠
