100万t/a委内瑞拉超重油减粘裂化装置改造设计

谢国宏, 贾建平, 韩 冰, 刘晓燕

（1. 中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东 青岛 266071； 2. 青岛华油工程建设监理有限公司，山东 青岛 266071）

100万t/a委内瑞拉超重油减粘裂化装置改造设计

谢国宏1, 贾建平2, 韩 冰1, 刘晓燕1

（1. 中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东 青岛 266071； 2. 青岛华油工程建设监理有限公司，山东 青岛 266071）

辽河石化分公司减粘裂化装置原加工原料为辽河管输超稠油，本次改造采用了供氢热裂化技术，改造后适应加工委内瑞拉原油，装置投产成功，提高了辽河石化分公司减粘装置加工原料的适应性、加工能力和产品质量，并为委内瑞拉重油减粘工业试验打下良好基础。

减粘裂化； 超重油； 上流式； 供氢剂

随着常规石油资源日益减少和重油开采技术日臻成熟，重油资源成为我国进口石油的重要选择。随着委内瑞拉超重油开发产量日益提高，通过低成本的减粘技术，将是规避轻质原油来源风险，实现委内瑞拉超重油原地改质，最大限度将委内瑞拉超重油运回国内的有效途径。委内瑞拉超重油具有密度高，硫含量高，酸值（3.0 mg KOH/g）高的特点。此次减粘裂化装置加工委内瑞拉超重油适应性改造，是为了在减粘裂化装置上完成委内瑞拉原油减粘工业试验而进行的。

辽河减粘裂化装置原设计加工辽河超稠油［1］，此次减粘裂化装置加工委内瑞拉超重油适应性改造采用了添加供氢剂［2-6］及供氢改进剂的供氢热裂化技术，是为了在减粘裂化装置上完成委内瑞拉原油减粘工业试验而进行的。本次改造于2009年11月完成设计，装置于2010年6月开车一次成功，生产的产品品种、数量均满足要求。该装置通过本次改造，装置的处理能力实现100万t/a，年开工8 000 h，原加工原料为辽河管输超稠油，本次改造为适应加工委内瑞拉原油进行工业试验的要求，以加工委内瑞拉原油为设计工况，加工辽河超稠油为核算工况。

1 装置工艺流程

1.1 原油换热闪蒸部分

原料油经原料油泵升压后换热至 187 ℃至闪蒸塔。闪蒸塔顶油气经过闪顶油气空冷器冷凝、闪顶油气后冷器冷却到 40 ℃后进入闪顶油水分离罐进行气液分离，不凝气进入原有燃料气分液罐分液后引至减粘加热炉。闪顶油进入闪顶油泵，升压后一路作为闪蒸塔顶回流返回到闪蒸塔顶部，另一路作为汽油馏分合并至减粘分馏塔顶汽油管线。

1.2 减粘反应部分

闪底油自经闪底油泵来，经换热后进入减粘加热炉加热。闪底油被加热后，送至减粘反应塔进行减粘裂化反应，再经反应塔反应后反应产物进分馏塔进行分馏。

1.3 减粘分馏部分

减粘分馏塔顶分出的裂化气经压缩机升压后送至气体脱硫单元脱硫处理。减粘分馏塔顶分出的汽油组分与闪蒸塔顶分出的汽油组分合并后送出装置。减粘柴油自分馏塔第8层塔盘抽出，经柴油汽提塔汽提后，由泵升压经原油-减粘柴油换热器、柴油冷却器冷却后送出装置。原有中段回流系统取消。

减粘分馏塔底油自减粘分馏塔底部分为二路，一路经急冷油泵升压后经闪底油－急冷油换热流程，换热后返回塔底部，另一路经减粘渣油泵升压后，送至加热炉加热。当生产沥青方案时，经过减压系统出装置。当生产燃料油方案时，经减压渣油换热流程，换至95 ℃，作为燃料油送出装置。

1.4 减压部分

减压塔为全填料干式减压塔，考虑微湿式操作。减顶油气从减压塔顶出来后，经过减顶一级抽空器后进入减顶一级冷凝器冷凝冷却，凝缩油经大气腿流入减顶分水罐，未凝气体经减顶二级抽空器后,再经减顶二级冷凝器冷凝冷却，液相经大气腿流入减顶分水罐。减顶分水罐内的减顶油经升压后合并到减一线油出装置,气相引至减粘加热炉烧掉。

减一线油由减一及减一中油泵自减压塔第I段填料下集油箱抽出升压，经换热和冷却后分为两路：一路作为回流打回塔顶部，一路作为重柴油出装置。

减二线油由减二及减二中油泵自塔第 III段填料下集油箱抽出升压，经换热温度降为188 ℃后分为二路，一路作为中段回流，另一路冷却后出装置。

减压渣油经减压渣油泵升压后经换热至 154℃，作为沥青送出装置；如果不生产沥青，则再经过换热至95 ℃作为燃料油出装置。

1.5 二注部分

新增中和缓蚀剂配制储罐2台，新增注中和缓蚀剂泵2台，保留原有至闪蒸塔顶油气线和分馏塔顶油气线的注中和剂和注水系统。新增自注中和缓蚀剂泵后引出分支至减顶油气线注中和缓蚀剂。

新增塔顶注水罐1台，新增塔顶注水泵2台，泵出口保留原有至闪顶、分馏塔顶的注水流程，新增注水分支至减顶油气线、至西蒸馏等。

1.6 试验注剂部分

新增供氢剂注入管线，引自西蒸馏的减压馏分油经过流控调节阀后注入闪蒸塔底馏出线。新增稳定剂注入装置1套，用于将减粘工业试验用稳定剂-1注入减粘柴油出装置线。新增供氢改进剂注入装置1套，分别用于将减粘工业试验用供氢改进剂注入闪蒸塔底馏出线；将试验用稳定剂-2注入分馏塔底馏出线。

工艺流程图见图1。

图1 减粘裂化装置工艺流程图Fig.1 Visbreaking unit process flow chart

2 技术特点

本装置的加工原料为高密度、高粘度、高残炭、高沥青质、高金属、高硫的委内瑞拉超重油原油，通过本次改造，使装置在适应性和可操作性、产品质量、能耗指标、自动控制水平、设备防腐抗腐性能和长周期运转等均达到较高水平。并为实现委内瑞拉超重油原地改质，最大限度运回国内加工奠定基础。结合装置现状，充分依托装置的现有设施，消除“瓶颈”，使改造后装置的总体水平提高。装置对原油硫含量、酸含量及原油性质等的变化具有较高的适应能力。本次改造将综合采用下列技术：

（1）采用两段上流式减粘裂化反应器，操作灵活。

（2）采用全填料减压塔技术（包括高效填料及高效低压降、气液分配器、液体收集器等内件）。

（3）采用减压塔进料分配器，降低雾沫夹带技术。

（4）采用控制减压渣油高温热裂解技术。

（5）采用“微湿式”减压蒸馏深拔技术。

（6）采用低速转油线、减压炉管逐级扩径、炉管吸收转油线热胀量技术。

（7）采用高效抽真空技术。

（8）采用“窄点”法优化换热流程技术。

（9）采用集中回收烟气余热技术。

（10）采用防止烟气露点腐蚀技术。

（11）采用低温热回收技术。

（12）采用工艺防腐和设备抗腐相结合的防腐技术。

3 原料性质

装置原加工原料为辽河管输超稠油。本次改造为适应加工委内瑞拉原油进行工业试验的要求，以加工委内瑞拉原油为计算工况，以加工辽河超稠油为核算工况。

表1 原油性质Table 1 Properties of crude oil

4 产品方案

减粘装置加工超稠油产品要求见表2。

表2 产品要求Table 2 Product requirements table

5 装置物料平衡

装置物料平衡见表3。

表3 物料平衡Table 3 Material balance table

6 主要操作条件

主要操作条件见表4。

表 4 主要操作条件Table 4 Main operating conditions

7 问题探讨

（1）装置开工初期，闪底油泵出现短暂汽蚀现象，分析原因为原油入闪蒸塔温度偏低，不符合原油脱水需要，经调整操作将原油入闪蒸塔温度适当提高，闪底油泵汽蚀现象得以解决。

（2）辽河石化公司减粘装置加工原油密度大、粘度高、酸值高、重金属含量高、腐蚀严重。虽然此次改造进行了优化调整，但仍存在安全隐患，为适应原油重质化、劣质化的趋势，部分未改造的管线、设备等需将材质升级。

8 结 论

本装置的加工原料为高密度、高粘度、高残炭、高沥青质、高金属、高硫的委内瑞拉超重油原油，通过本次改造，使装置在适应性和可操作性、产品质量、能耗指标、自动控制水平、设备防腐抗腐性能和长周期运转等均达到较高水平。并结合装置现状，充分依托装置的现有设施，消除瓶颈，使改造后装置的总体水平提高。装置对原油硫含量、酸含量及原油性质等的变化具有较高的适应能力。

装置采用的添加改进剂的供氢热裂化技术，经改造后满足加工委内瑞拉原油进行工业试验的要求，该装置的投产成功提高了辽河石化分公司的减粘装置的加工能力和产品质量，并为委内瑞拉重油减粘工业试验打下良好基础。

［1］尚海波. 辽河减粘裂化改造技术总结［J］. 化工设计，2004，14（6）：48-50.

［2］邓文安,等. 加供氢剂的减压渣油减粘裂化工艺的开发［J］. 炼油技术与工程，2006，36（12）：7-10.

［3］刘东,等.辽河减压渣油供氢减粘裂化反应性能研究［J］. 石油大学学报：自然科学版，2002，26（2）：86-87.

［4］尹依娜，谢传欣,等，辽河欢喜岭减压渣油供氢剂减粘裂化反应的研究［J］. 石油与天然气化工，2003，32（1）：31-32.

［5］孙柏军, 等. 孤岛减压 供氢剂临氢减粘裂化的研究（一）［J］. 石油炼制，1991，22（2）：54-59.

［6］孙柏军, 等. 孤岛减压供氢剂临氢减粘裂化的研究（二）［J］. 石油炼制，1991，22（4）：62-65.

Reconstruction Design of 1Mt/a Visbreaking Unit for Extra Heavy Oil From Venezuela

XIE Guo-hong1, JIA Jian-ping2, HAN Bing1，LIU Xiao-yan1
（1. CPECC East China Design Branch, Shandong Qingdao 266071，China；2. Qingdao Huayou Engineering Construction Project Management Co.,Ltd., Shandong Qingdao 266071，China)

Original raw material in the visbreaking unit of Liaohe petrochemical company was super heavy crude.The visbreaking unit was reconstructed with hydrogen thermal cracking technology; after the transformation, the unit can process crude oil from Venezuelan, and the unit has put into operation successfully. Raw material adaptability, process capability and product quality of the reconstructed visbreaking unit in Liaohe petrochemical company were improved,which can lay a good foundation for viscosity reduction industrial tests of heavy oil from Venezuela.

Visbreaking; Extra heavy oil; Upflow; Hydrogen donor

TE 624

A

1671-0460（2012）06-0636-04

2012-02-08

谢国宏（1975-），女，辽宁朝阳人，高级工程师，1998年毕业于西安石油学院化工专业，研究方向：炼油设计工作。E-mail：xieguohong@cnpccei.cn。