高硫减压渣油加工方案技术经济比较

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1、高硫减压渣油加工方案的技术经济比较高硫减压渣油加工方案的技术经济比较孔令健（中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，淄博，255408）摘要：摘要：对中国石化齐鲁分公司高硫减压渣油两种生产方案，即减压深拔工艺生产重交沥青和VRDS-FCC 组合工艺生产轻质油品进行技术经济比较。结果表明：在公司裂解原料不能完全自给的前提下，VRDS-FCC 组合工艺的单位利润优于减压深拔工艺，但随着重交沥青价格的上升，VRDS-FCC 组合工艺的优势将逐渐减弱。关键词：关键词：减压渣油 减压深拔 加工方案 比较中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂经改扩建后，原油加工能力达到 8 500 kt/a，其中胜 利原油 2 500

2、 kt/a，科威特油、沙特中质（简称沙中）油、沙特轻质（简称沙轻）油各 2 000 kt/a。由于原油资源配置问题，2003 年炼油厂实际原油总加工量为 7 945.6 kt，其中 进口高硫原油 4 455.7 kt，包括适合生产重交通道路沥青（以下简称重交沥青）的科威特 原油 933.0 kt。胜利炼油厂对高硫渣油的设计加工方案有两种：一种是通过减压深拔（浅 度氧化）工艺生产重交沥青；另一种是通过重油加氢（VRDS）处理后为催化裂化（FCC）提 供原料即 VRDS-FCC 组合工艺生产轻质油品。本文以科威特（与沙中油性质基本相同）渣油 为例对两种加工路线加以讨论。1 1 减压深拔工艺与减压深

3、拔工艺与 VRDS-FCCVRDS-FCC 组合工艺组合工艺 1.11.1 减压深拔工艺减压深拔工艺胜利炼油厂 1998 年开发了进口原油制取重交沥青的新技术，并成功应用于工业生产1。 如果原料适宜，减压深拔是生产重交沥青的一种比较简单的加工方式。科威特原油凝点为- 31，蜡含量为 1.69%，硫含量为 3.06%，特性因数 K 为 12.1，属于低凝、高硫、中间基 原油。其减压渣油中的饱和烃含量为 18.62%，沥青质为 7.52%，胶质为 25.10%，芳烃为 48.76%，蜡含量（蒸馏法）1.60%，具有蜡含量低，芳烃、胶质含量高，四组分含量匹配等 特点，是制取重交沥青的优质原料。在胜利

4、炼油厂第三常减压装置，将科威特渣油采用湿式减压深拔的工艺直接生产重交 沥青，其工艺操作条件如表 1 所示，产品性质评价见表 2。表表 1 1 减压深拔工艺的操作条件减压深拔工艺的操作条件原油加工量/ktd-1减压炉出口温度/ 减压塔真空度/kPa减压塔汽化段残压/kPa减压塔塔底吹汽/th-1减压塔底抽出温度/8.510 383385 9698 2.83.0 2.02.5 373375表表 2 2 减压深拔生产重交沥青的评价数据减压深拔生产重交沥青的评价数据项目产品性质评价值Q/SHR004-2000 标准试验方法AH-90AH-70AH-90AH-70 密 度（25）/gcm-31.0251

5、.027报 告报告GB/T8928针入度（25）/10-1mm9179801006080GB/T4509延度（15）/cm150130100100GB/T4508软化点/44.846.142524454GB/T4507溶解度（三氯乙烯） ，%99.9499.9699.099.0GB/T11148薄膜烘箱试验质量变化，%-0.04-0.03 1.00.8GB/T5304针入度比，%62.869.35050GB/T4509延度（15）/cm150130报 告报 告GB/T4508延度（25）/cm15015010075GB/T4508闪点（开口）/300329230230GB/T267蜡含量（蒸馏

6、法） ，%2.31.93.03.0GB/T0425科威特渣油通过减压深拔生产出的重交沥青完全符合中国石化集团公司企业标准二号 重交通道路沥青技术要求 Q/SHR004-2000 的条件。主要指标如含蜡量、薄膜烘箱实验后 15延度以及针入度达到或超过同类进口沥青水平。沥青样品经中国石化集团沥青产品检 验中心、交通部交科所、山东省交科所等权威部门评定，也得出相同结论。 1.21.2 VRDS-FCCVRDS-FCC 组合工艺组合工艺第三常减压装置生产重交沥青剩余的减压渣油可以作为 VRDS-FCC 组合工艺的进料。 1500kt/a VRDS 装置的主要作用是将减压渣油通过脱硫、脱氮、脱金属、加氢

7、裂化及芳烃 饱和等加氢反应，降低油品中的硫、氮及金属含量，为催化裂化装置提高掺渣量创造条件， 其原料及产品性质见表 3。科威特减压渣油经 VRDS 加氢处理后的石脑中芳烃含量 17.65%、 环烷烃含量 30.22%适宜作重整原料。柴油的 十六烷值为 50、硫含量为 72106，具有 高十六烷值、低硫含量的特点，是优质轻柴油的调和组分。蜡油含硫量为 0.12%，低于一 般直馏蜡油含硫 0.8%的水平。常压渣油硫含量为 0.2%,金属脱除率 80%,残碳为 4.6%。蜡油、 常压渣油以及减压渣油都可以作催化裂化装置的原料，拓宽了催化原料的来源，提高了催 化裂化装置的掺渣量。由于加氢后的油品含硫量

8、低，掺入催化原料后可降低催化原料的硫 含量，减轻催化产品加氢精制的负担。因催化裂化装置受到催化剂烧焦的限制，约 19%的 VRDS 减压渣油去作燃料油。催化裂化装置的汽油辛烷值较高，是汽油产品的主要调和组分； 而其柴油十六烷值只有 2035，需加氢精制后方可作为产品；各装置产生的干气经二乙醇 胺（DEA）脱硫后才能作为燃料或制氢原料气。VRDS-FCC 组合工艺流程见图 1。图图 1 1 VRDS-FCCVRDS-FCC 组合工艺流程简图组合工艺流程简图表表 3 3 VRDSVRDS 装置原料及主要产品性质装置原料及主要产品性质产品 项目原料 石脑油柴油蜡油常压渣油减压渣油密度/gcm-30.

9、981 6 0.7160.841 0.901 6 0.929 7 0.949 2沸点/IBP371938032739910%6622043842352250%11727748453390%147343538EP176365元素含量/106Ni 26.10.037.918.4V19.40.013.05.8Fe19.01.105.08.7Ca22.70.23.65.8Na11.70.51.31.4S，%2.910.160.007 20.120.200.29N，%0.560.001 20.063 60.170.300.40残碳，%11.880.24.609.932 2 两种加工方案的讨论两种加工方案

10、的讨论 2.12.1 两种加工方案的技术经济对比两种加工方案的技术经济对比科威特渣油通过减压深拔可以生产出符合 Q/SHR004-2000 标准的 AH-90、AH-70 高等级 道路沥青，其特点是生产工艺简单，但不能生产更多的轻质油品。VRDS-FCC 组合工艺汽油、 柴油产率高，总轻油收率 77.21%，附加值较高。经 VRDS 加氢处理后的渣油作为催化原料， 有利于提高催化裂化装置的掺渣量。目前，第一催化装置掺入 VRDS 的常渣量达到 60%，第 二催化装置掺入 VRDS 的减渣量达到 30%，这样可以增加渣油加工深度，生产出更多高品质 的轻质油品。总之，减压深拔工艺可以生产高等级道路

11、沥青，VRDS-FCC 组合工艺则主要为了生产汽 油、柴油等轻质油品。炼油装置加工费定义如下： 装置加工费=固定成本/加工量+可变单位成本由此可知，生产装置的单位加工费与装置处理量有关。为方便起见，固定成本分摊与 单位可变成本均采用 2003 年装置实际运转加工量的累计平均值。装置的加工量以 2003 年 的科威特减压渣油量 321.2 kt 来计算，产品价格按照 2003 年的平均值计算。科威特渣油 按减压深拔工艺与 VRDS-FCC 组合工艺的利润核算见表 4、表 5、表 6。表表 4 4 减压深拔与减压深拔与 VRDS-FCCVRDS-FCC 工艺的加工费核算工艺的加工费核算VRDS-F

12、CC 组合工艺减压深拔工艺 项目 加工费（不含税）/元t1分配加工量/kt加工费（不含税）/元t1分配加工量/kt重油加氢203.57321.2催化裂化104.25266.1柴油加氢110.5284.9气体脱硫8.5851.5硫 磺657.695.3三常减压16.62321.2加工费合计/万元10 640.55533.83表表 5 5 减压深拔与减压深拔与 VRDS-FCCVRDS-FCC 工艺的产品收入核算工艺的产品收入核算 项 目 产品价格/元t1VRDS-FCC 组合工艺减压深拔工艺瓦 斯959.438.4 液 化 气2371.4820.8硫 磺398.345.3石 脑 油2 019.3

13、210.5汽 油2 383.19107.8柴 油2 181.16108.9燃 料 油1 092.1930.7重交沥青1 320.21320产品收入合计/万元60 866.6542 246.72注：减压渣油深拔时损失 0.38%；重交沥青的价格以 AH-90 的平均价格为标准。表表 6 减压深拔与减压深拔与 VRDS-FCC 工艺的利润核算工艺的利润核算 万元项 目 VRDS-FCC 组合减压深拔工艺销 售 60 866.6542 246.72原料费用35 081.1435 081.14装置加工费10 640.55533.83增 值 税2 544.07994.76消 费 税4 273.19教育附

14、加费204.5229.84城 建 费477.2169.63所 得 税3 303.371 827.38利 润4 342.603 710.14单位利润/元t1135.20115.51科威特减压渣油进 VRDS-FCC 组合工艺的单位利润为 135.20 元/t，减压深拔工艺的单 位利润为 115.51 元/t，所以 VRDS-FCC 组合工艺比减压深拔工艺的效益好。因重交沥青的 价格受成品油价格的影响较小，若成品油价格基本保持不变时，重交沥青（AH-90）的价格 升至 1 340 元/t（不含税）时，VRDS-FCC 组合工艺与减压深拔工艺的效益相等，VRDS-FCC 组合工艺便失去了优势。 2.

15、22.2 齐鲁分公司自身的特点对渣油加工方式的影响齐鲁分公司自身的特点对渣油加工方式的影响2.2.1 原油进厂靠管输由于目前齐鲁分公司的原油进厂是靠华北原油管线输送，成本较低，但每次输送不同 品种的油品时都存在油头和油尾现象。若输送生产重交沥青的进口原油时，需从黄岛组织 单油种管输进厂，专罐专存，单独加工。为把管内存油和所输送的油品分开必须“掐头去尾 “，这样就有约 15 kt 专输送的油品进入其他油品中，造成可供直接减压深拔生产重交沥青 的有限原料进一步减少，给大批量生产重交沥青带来一定的局限性。若加工后的减压渣油 进 VRDS-FCC 组合工艺则无需单独组织进厂和加工。2.2.2 加工流程

16、的特点齐鲁公司胜利炼油厂第一常减压装置主要加工胜利原油，产生的减压渣油进延迟焦化 装置生产石油焦；第二、三常减压装置主要加工进口原油，产生的渣油进 VRDS-FCC 组合工 艺生产轻质油品或深拔生产重交沥青，这是齐鲁公司加工流程的一个特点。由于进口原油 总量较少，不能满足二、三常减压装置同时加工，只能安排在三常加工，而三常同时需要 给 VRDS 提供原料，因此重交沥青的生产只能间断进行，频繁调整操作会造成沥青原料质量 不稳。科威特减压渣油性质见表 7。从表 7 可以看到，其总金属含量达到 112.5106，特 别是钠的含量为 14.1106，是设计值的 4.7 倍，沥青质含量为 7.52%是设计值的 2.35 倍。金属含量高会导致 VRDS 装置反应器脱金属催化剂过早失活，沥青质胶质含量过高会堵 塞催化剂微孔，在温度超过 420时催化剂极易结焦。VRDS 装置自 1998 年 12 月加工进口 减压渣油，因催化剂结焦导致床层压降升高