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1、辽河石化原油延迟焦化装置加工不同原料的工况分析及优化张东明张英（中国石油辽河石化分公司科技信息处，辽宁盘锦，124022）摘要：介绍辽河石化公司原油延迟焦化装置投产后，加工辽河油田的超稠原油、减粘渣油以及常压渣油等原料油的生产情况，通过对装置运行状况全面总结，与常规延迟焦化装置相比较，重质原油直接延迟焦化装置在设计上和实际运行过程中表现突出，对原料的性质和加工能力适应能力较强，能够加工性质同原设计相差较大的多种重质原油、渣油，且运行平稳，产品质量合格，装置运转灵活，操作弹性大；文中对优化原油焦化运行工况进行了初步探讨。主题词：辽河超稠原油减粘渣油常压渣油延迟焦化1 前言近年来，世界原油的重质化
2、趋势在明显加快。在原油质量变重、变差的同时，对发动机燃料和化工轻油的需求量却逐年增加，而且对其质量要求日趋苛刻，同时环境保护法规也在不断强化。因此发展重质、劣质原油深度加工，增产优质轻质石油产品，已成为全世界炼油工业，特别是我国炼油工业的重大课题。延迟焦化由于对原料适应性强，可以加工各种高沥青质、高金属含量的渣油，已成为炼厂重油轻质化的重要手段，延迟焦化装置因此也成为各个炼厂降低原油采购成本、提高经济效益的重要装置。作为中国石油公司重油加工基地之一的辽河石化分公司对超稠油采用延迟焦化的加工工艺，并于2004年建成了1.0Mt/a的超稠油延迟焦化装置，现在装置已运行36个月，运行良好，焦化车间对
3、装置加工不同原料的工艺参数进行了摸索、优化，取得了可喜的成绩。2 重质原油直接延迟焦化实验2002年辽河石化以辽河超稠油为原料进行了重质原油直接延迟焦化的中型试验。原料油经加热炉加热到500后进焦炭塔进行焦化反应，焦炭塔压力控制为0.17MPa由于辽河超稠油的性质太差，为缓解加热炉炉管结焦，注水量从常规焦化的1.5%提高到2.0%，循环比选择为0.92。延迟焦化工艺是一个相当成熟的重油加工工艺，反应温度、操作压力的操作弹性受到装置设计及选用材质的制约，不可能有大的变动，因而循环比就成为唯一的可以有较大变化的操作参数另外，以辽河超稠油为原料进行延迟焦化所得蜡油性质很差，很难选择合适的下游加工工艺
4、，故试验采用了大循环比。实验结果见表1。表1重质原油直接延迟焦化实验产品分布表项目单位循环比0.92循环比0.4差值气体w%9.437.511.92汽油w%16.6713.233.44柴油w%43.2635.287.98蜡油w%3.8219.08-15.26焦炭w%26.8224.91.92总液收w%63.7567.59-3.843辽河石化原料的性质辽河石化从2001年起对辽河超稠油及其减压渣油的性质进行研究，辽河超稠油及其减压渣油的性质分别见表2和表3。20042007年对辽河大混合原油及其常压渣油、大庆原油及其常压渣油的性质进行研究。从表2可以看出，辽河超稠油密度大、粘度大、酸值高、氮含量
5、高、重金属含量高；轻质油收率低，其中汽油储分收率为0,60Cw%88.98Hw%9.83H/C（原子比）1.1Sw%0.49Nw%0.83饱和一w%一芳姓w%一胶质w%57.9沥吉质w%5.2Nig/g123Vug/g2.3Nag/g20.4Alpg/g6.5Fepg/g73Cupg/g0.3Capg/g400表4其它原料油性质;条件实际值项目单位辽河大混合原油蒸储渣油大庆原油蒸储渣油辽河大混合油密度，20ckg/m3964.9906.8935.4运动粘度80Cmm/s885.547.0183.21运动粘度100cmm/s225.8222.97闪点(开口)C208226184残炭W%12.98
6、5.2210.39水分W%痕迹痕迹痕迹酸值mgKOH/c1.4640.32.88凝点C28408灰分w%0.110.0050.05Sw%0.266410.33000.1813族组成饱和姓w%41.7862.9芳姓w%27.4319.75胶质+沥青质w%26.86+3.2116.49+0.8617.39+4.58金Nimg/Kg101.116.784.8Namg/Kg23.39.311.7属Femg/Kg28.110.125.11Camg/Kg45.31.44.6储初储点C277.52055%C380.310%c414.1381程50%c588.3526大混合原油与超稠原油相比较，密度为935.
7、4kg/m3(20C),较超稠原油小，粘度为403.7mnm/s(50c),较超稠原油小，凝点为8c,较超稠原油的低很多，酸值为2.88mgKOH/g,较超稠原油的5.50mgKOH/g低，金属Ni含量为84.8仙g/g,较超稠原油的80.3仙g/g高，硫含量为1813仙g/g,较超稠原油的3698仙g/g低，胶质、沥青质含量略高，残炭略高，金属Fe含量略高，Na含量略低，按原油关键馏分分类，该原油属于环烷-中间基原油。从原油性质可以看出，该原油不宜进入我公司沥青生产系统。焦化加工时，反应温度比加工超稠油时略高。大混合原油常压渣油与大庆原油蒸馏常压渣油相比较，密度大，为964.9kg/m3（2
8、0），粘度大，为885.5mm2/s（80），硫、氮含量略高，胶质、沥青质含量高，分别为26.86m%、3.21m%，饱和烃含量低，为41.78%，残炭含量高，为12.98%，灰分含量高，为0.11%，金属Fe、Ni、Na含量高，分别为28.1g/g、101.1g/g、23.3g/g。从性质分析可以看出，大混合原油常压渣油不宜作为催化裂化原料，考虑作为焦化原料加工。4 超稠油延迟焦化装置加工不同油品运行情况辽河石化100万吨/年重质原油直接延迟焦化装置及系统配套工程由中国石化工程建设公司设计，中国石油天然气第一建设公司承建，2002年11月份开始项目设计，2003年7月份破土动工，2004年7
9、月20日进行中交，2004年9月20日一次投料开车成功，9月22日第一塔石油焦顺利出炉，并且实现了无泄漏运行。重质原油直接延迟焦化装置由电脱盐系统、焦化系统和压缩吸收脱硫系统组成。电脱盐系统主要包括原油换热部分、电脱盐部分、化学药剂配置部分；焦化系统主要包括原料油换热部分、加热炉部分、焦炭塔部分、分馏塔及换热部分、冷切焦水处理部分、焦炭塔的密闭放空部分、高压水泵及水力除焦部分、焦炭的装运部分；压缩吸收脱硫系统主要包括焦化富气的压缩部分、柴油吸收部分、干气脱硫部分。延迟焦化主要设备包括加热炉、焦炭塔、分馏塔、压缩机和除焦系统。图1为重质原油直接延迟焦化装置原则流程图。重质原油直接延迟焦化装置实现
10、了长周期、平稳运行，保证了装置加工的原料和产品方案的灵活调节。在装置实际运行过程中既克服了辽河超稠油直接进行延迟焦化加工的难点，同时也突出了重质原油直接延迟焦化技术的先进性。4.1 主要操作条件及优化探讨4.1.1 大循环比操作重质原油直接延迟焦化装置设计循环比为0.74（相对于分储进料），目的是通过对原料的稀释降低加热炉进料的残炭、沥青质和胶质的含量，减少加热炉炉管结焦，同时提高汽、柴油的收率，降低蜡油的收率。在实际运行过程循环比控制在0.50.6,超稠油与循环比为0.55时加热炉进料的残炭和族组成对比见表10。表5超稠油与加热炉进料族组成对比表项目单位超稠油循环比0.55时加热炉进料残炭W
11、%13.928.99饱和姓W%37.347.7芳姓W%35.434胶质+沥吉质W%27.318.3从表10中可以看出，当装置循环比为0.55时，加热炉进料的残炭、胶质和沥青质含量明显降低，尤其是残炭的降低有效抑制了加热炉炉管结焦的倾向，实际运行过程中加热炉炉管未发现结焦的迹象。4.1.2 重质原油直接延迟焦化装置物料平衡辽河石化重质原油直接延迟焦化装置自开工以来，装置加工的原料在不断的变化，除加工辽河超稠油外，还掺炼了辽河大混合原油、常压渣油、北沥渣油、鞍炼渣油、厂内污油、进口多巴原油和中海原油。表6加工不同原料的产品分布表1物料名称减粘渣油大混合油常压渣油纯超稠油超稠掺大混合油大庆原油常渣油原料28382913318829452977甩油5524492431干气177162187155127液化气2232302048汽油250167261318405柴油11881228155514671426蜡油428443399412576焦炭728839765710427液收65.7563.0969.4875.2880.85表7加工不同原料的产品分布表2物料名称
