柴油改质装置操作优化及改造方向

周世豪　张文静

摘      要： 180万t·a^-1柴油改质装置经过侧抽航煤改造后，装置柴油产量降低45万t·a^-1，增产石脑油14.4万t·a^-1，航煤22.7万t·a^-1，柴汽比由2.05降至1.56。本次改造对调整产品结构、降低柴汽比、提高公司产品竞争力及经济效益做出重要的贡献。

关  键  词：柴油改质;柴汽比;改造

中图分类号：TQ211       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）06-1233-04

Operation Optimization and Transformation Direction of Diesel Upgrading Unit

ZHOU Shi-hao¹， ZHANG Wen-jing²

（1. PetroChina Urumqi Petrochemical Company， Urumqi Xinjiang 830019， China;

2. PetroChina Fushun Petrochemical Company， Fushun Liaoning 113004， China）

Abstract： After the modification of 1.8 Mt/a diesel oil upgrading unit for producing some aviation kerosene， the diesel output of the unit was decreased by 450 kt/a， naphtha production was increased by 144 kt/a， aviation kerosene was 227 kt/a， and diesel-steam ratio decreased from 2.05 to 1.56. The modification has made an important contribution to the adjustment of product structure， the reduction of fuel-gas ratio， the improvement of product competitiveness and economic benefits of the petrochemical company.

Key words： Diesel upgrading;Diesel-gasoline ratio;Modification

柴汽比是煉油企业的重要技术经济指标，用来衡量炼油厂的产品是否能满足市场需求结构。近几年随着社会经济特别是交通旅游业的高度发展，全国汽车产销量和保有量迅速增加，按照国家统计局公布的数据，2019年上半年全国汽车保有量达2.5亿辆，私家车达1.98亿辆。全国汽油表观消费量年均增加约460万t，增幅超过8%，消费柴汽比持续走低。当前中国汽车千人保有量由2014年约为60辆增加至190辆，但仍远低于发达国家500辆的平均水平。国内汽油需求量持续稳定增长，但柴油消费进入阶段性平台期，消费柴汽比将下降到   1.1∶1～1.2∶1^[1-3]。

2019年1-5月某石化公司柴油平均产量322.65 t/h，汽油平均产量174.26 t·h^-1，柴汽比1.85。根据炼油产品的市场要求，需要通过技术改造实现增产汽油，降低柴油产量并提高柴油品质，最终实现柴汽比降低的目标。

同时由于石脑油原料不足，PX装置负荷在65%左右运行，装置的效益不能得到充分利用。基于以上原因，180万t·a^-1柴油加氢改质装置优化改造势在必行，通过优化改造后侧抽航煤、增产石脑油，PX装置可以高负荷运行，公司产品结构得到优化的同时提高企业的经济效益。

1  项目计划实施内容

1.1  项目优化改造内容

180万t·a^-1柴油加氢改质装置原设计并未考虑生产航煤产品，装置中未设置航煤分馏及冷却设施。同时180万t·a^-1柴油加氢改质装置更换催化剂后，石脑油组分收率大幅上升，装置分馏部分处理能力无法满足要求。因此，本项目优化改造主要分两方面内容：①将180万t·a^-1柴油改质装置脱硫化氢汽提塔C-201塔底油分为两股，58%进入后续产品分馏塔C-202中，剩余42%送至150万t·a^-1蜡油加氢装置产品分馏塔处理;②180万t·a^-1柴油改质装置分馏塔C-202增加航煤侧抽线，保证改造后装置能生产出合格的航煤产品。

1.2  项目优化改造方向

1.2.1  脱硫化氢汽提塔C-201改造

脱硫化氢汽提塔C-201有32层塔盘，原设计中反应低分油自第3块塔盘（自上而下编号）上方进入该塔，精馏段仅有2块板，无法满足更换催化剂后分离干气和液化气的目的，本次改造将进料板位置下移至第9块塔盘上方。汽提塔顶回流泵P-201A/B原设计流量为39 m³·h^-1，更换催化剂后流量增至56 m³·h^-1，本次改造后将此泵更换。汽提塔顶回流泵P-201A/B出口液化气送至轻烃回收装置管线为DN40，本次改造后液化气流量增加，需重新敷设DN80液化气管线至轻烃回收装置。C-201塔底液原设计送至产品分馏塔C-202。更换催化剂后原C-202无法满足要求，因此本次改造将C-201塔底液先送至分馏塔底重沸炉泵P-202A/B，经过增压后塔底液分为两股，其中58%送至原产品分馏塔，剩下42%送至蜡油加氢装置处理。改造流程见图1。

1.2.2  产品分馏塔C-202改造

产品分馏塔C-202有34块塔盘，进料板位于22块塔盘上，塔底热源由分馏塔底重沸炉F-201提供。本次改造后，C-201塔底液经过汽提塔底油-精制柴油换热器E-201A/B（此换热器不满足要求，本次改造时更换）换热后，再经过F-201加热至290 ℃后送至C-201塔底。

更换催化剂后，原C-202塔顶冷凝系统无法满足要求，本次改造在C-202上段设置中段回流来回收热量。182 ℃循环油自C-202第10块塔盘下采出，经循环油泵P-302A/B增压后进入循环油/热媒水换热器E-303冷却至112 ℃后返回C-202第4块塔盘处。改造后流程图见图2。

1.2.3  新增航煤精制设施

為生产合格航煤产品，本次改造新增航煤产品分馏塔C-203。C-203设有10块塔盘，航煤组分自C-202第15块塔盘下方抽出进入C-203塔顶，C-203塔顶气返回C-202第14块塔盘上方。C-203塔底热源由F-201出口液提供。

塔底航煤产品经航煤产品泵P-301A/B增压后经航煤/热媒水换热器E-301A/B、航煤冷却器E-302逐级冷却至45 ℃，然后经航煤过滤器SR-301A/B、航煤聚结器M-301、航煤抗氧剂撬块M-302处理后，送至航煤罐区。改造后流程见图2。

1.3  优化改造后工艺方案

1） 装置规模、年操作时数、操作弹性

柴油加氢改质装置增加侧抽航煤项目生产能力为180万t·a^-1（原料），年开工8 400 h，操作弹性60%～110%。

2） 原料：本项目不改变原柴油加氢改质装置主要原料，原料性质见表1。

3）产品方案：改造前主要产品为石脑油和柴油，改造后增加了航煤产品;产品规格见表2～表4。

4）物料平衡：造前主要产品为干气、液化气、石脑油和柴油，改造后增加了航煤产品，改造前后物料平衡见表5、表6。

2  项目预期优化改造效果

1）改造前2019年1～5月某石化公司柴油平均产量322.65 t·h^-1，汽油平均产量174.26 t·h^-1，柴汽比1.85。经过改造后，180万t·a^-1柴油改质装置柴油产量降低53.52 t·h^-1，每年减产约45万t，增产石脑油14.4万t·a^-1，增产航煤22.7万t·a^-1，柴汽比由1.85降至1.406。

2）改造前180万t·a^-1柴油改质装置航煤产量为0。经过改造后，航煤产量27.03 t·h^-1，每年增产22.7万t，每年直接创效约8 557.9万元。

3   结束语

国内成品油消费市场决定了当前和今后炼厂的产品结构优化方向是压减柴油、增产汽油和航空煤油。对传统石油企业而言，当务之急是重视工艺流程优化改造、技术升级和产品结构调整，增产清洁高标号汽油、航煤、石蜡等高附加值炼油产品及化工原料，由燃料型炼厂向炼化一体化转型^[4-5]。180万t·a^-1柴油改质装置经过侧抽航煤优化改造后， 对某石化公司调整产品结构、降低柴汽比，提高公司产品竞争力及经济效益有十分重要的意义。

参考文献：

[1] 国土资源部.2016 年全国石油天然气资源勘查开采情况通报[EB /OL].[2017-07-10].

[2] 林卫斌.能源数据简明手册 2016[M].北京：经济管理出版社，2016.

[3] 中国能源研究会.中国能源展望 2030[M].北京：经济管理出版社，2016.

[4] 夏志鹏，于姣洋，郝天歌. 国Ⅵ汽油质量升级方案介绍[J].当代化工，2017，46（4）：658-660.

[5] 工业和信息化部，国家发展改革委，科技部.汽车产业中长期发展规划[EB /OL].[2017-04-25].