流花20-2原油首次加工技术分析

陈 铮 徐 鹏

(中海油惠州石化有限公司，广东 惠州 516086)

为了进一步拓宽炼厂的原油选择范围、充实适炼原油库、降低原油采购成本，中海油惠州石化有限公司(以下简称惠州石化)于2021年1月首次采购并加工了一船流花20-2原油。根据流花20-2原油低硫、低酸、高轻油收率的特点，惠州石化针对性地制定了该原油的加工方案，通过30 d的生产加工，实现了加工比例由3%至10%的尝试，为今后加工同类型原油积累了宝贵的经验。

1 流花20-2原油的一般性质

原油评价数据(见表1)显示：流花20-2原油密度为0.757 6 g/cm3(20 ℃)，API为54.1，酸值0.078 mg/g(以NaOH计，下同)，硫质量分数0.017 5%，石脑油收率52.66%。实际进厂的原油为流花20-2和流花16-2的混合原油，一般性质参数与原油评价数据略有不同，密度为0.769 3 g/cm3，酸值0.127 mg/g，硫质量分数0.028 3%，石脑油(<165 ℃)收率44.54%。

表1 流花20-2原油的主要性质

续表1

2 原油加工方案评估

根据国内炼厂加工凝析油的经验，一般加工凝析油数量比较有限，仅占炼厂原油加工能力的2%～5%[1]。为摸索流花20-2原油在惠州石化的最大加工比例，综合考虑两套常减压装置的设计原油硫质量分数、酸值、常顶石脑油产量等因素(见表2)，制定了满足装置实际情况的加工方案。

表2 惠州石化两套常减压装置设计参数对比

流花20-2原油为低硫、低酸原油，从硫质量分数和酸值角度评估，常减压(Ⅰ/Ⅱ)装置均具备加工条件。从2021年1月整体原油资源及装置负荷角度出发，常减压(Ⅰ)装置主要加工蓬莱、巴斯洛、索特纳、ESPO等原油，常顶石脑油平均收率9.32%，平均产量133.28 t/h；常减压(Ⅱ)装置主要加工沙轻、科威特、卡塔尔海上、埃尔沙辛等原油，常顶石脑油平均收率17.49%，平均产量185.39 t/h。若常减压(Ⅰ)装置按照5%的比例掺炼流花20-2原油，石脑油收率预计升高至10.70%，平均产量增至153.01 t/h，超出其石脑油产量上限要求；而常减压(Ⅱ)装置掺炼比例最大预计可提至10%，石脑油收率预计可达18.61%，平均产量增至197.27 t/h，在装置石脑油产量上限要求范围内。

综合评估后，安排流花20-2原油在常减压(Ⅱ)装置加工。

3 加工流花20-2原油造成的影响

根据全厂生产计划安排，常减压(Ⅱ)装置于2021年1月11日至2月9日对流花20-2原油进行了首次掺炼，掺炼比例由3%开始逐步提高，最高至10%。

3.1 对常减压侧线收率的影响

加工流花20-2原油后，随着掺炼比例的逐步提高，常顶石脑油+常一线油收率同步提高，由10.85%上涨至11.97%；减渣收率则同步下降，由33.32%降至30.14%；煤油、柴油、蜡油的收率没有明显变化。常顶石脑油+常一线油和减渣收率的变化趋势均与流花20-2原油侧线收率特点吻合。

3.2 对一、二次装置原料性质的影响

加工流花20-2原油后，混合原油及主要二次加工装置原料性质均未发生明显变化，符合装置原料质量要求。

3.2.1 原料(油)硫质量分数变化

加工流花20-2原油后，原料(油)硫质量分数变化情况见表3所示。由表3可知：混合蜡油与渣油的硫质量分数明显下降，但混合原油、常顶石脑油、常一线及混合柴油的硫质量分数均有小幅上涨，该变化趋势与原油加工比例变化及流花20-2原油性质无法吻合。综合分析此期间加工原油比例，判断为埃尔沙辛原油干扰所致(埃尔沙辛原油主要替换科威特原油，其常顶石脑油、常一线及混合柴油硫质量分数均显著高于科威特原油)。

表3 原料(油)硫质量分数变化情况 %

3.2.2 对重整原料的影响

加工流花20-2后，常顶石脑油组成见表4所示。由表4可知：常顶石脑油正构烷烃、芳烃体积分数下降，环烷烃体积分数上升，该变化与该原油石脑油馏分组成中环烷烃体积分数高于沙中、科威特等中东原油的情况吻合，说明流花20-2原油的石脑油组分可作为较好的重整原料。

表4 常顶石脑油体积分数组成对比 %

3.2.3 对渣油加氢原料的影响

加工流花20-2原油后，渣油加氢滤后混合原料性质见表5所示。由表5可知：渣油加氢装置滤后原料的运动黏度、硫质量分数、氮质量分数、残炭等指标均有不同程度下降，但同时金属含量，特别是铁、镍和钒的质量分数均大幅升高，这与流花20-2原油评价数据不符，判断与科威特原油切换为埃尔沙辛原油有关。

表5 渣油加氢滤后混合原料性质对比

3.3 对装置操作的影响

3.3.1 常减压(Ⅱ)装置常压塔塔顶温度变化趋势

随着流花原油加工比例升高，常压塔塔顶温度逐渐升高，当掺炼量接近140 t/h时，常顶温度提至历史高位的141 ℃(正常操作温度在135 ℃左右)。出现这种情况的主要原因在于流花20-2轻油组分较多，加工时需要更多的热量将轻组分拔出，才能保证常压塔各侧线产品质量合格。

3.3.2 常减压(Ⅱ)装置腐蚀情况

根据国内同类装置加工凝析油的经验，由于凝析油的轻组分较多，加工过程中经常出现随着塔顶负荷升高、流速加快导致的塔顶冲刷腐蚀加剧的情况[2]。

在本次加工流花20-2原油的过程中，也发生了同样情况。流花20-2原油加工前常顶油气E-301A入口分管探针腐蚀速率为0.021 2 mm/a，而加工期间常顶油气E-301A入口分管探针腐蚀速率为0.037 3 mm/a，较之前明显上升，但装置其他部位的探针腐蚀速率均正常。在进行提高原油加工比例的操作时，常顶油气E-301A入口分管探针腐蚀速率显著加快，短期甚至超过了腐蚀速率上限0.2 mm/a，在增大缓蚀剂和中和剂注入量后腐蚀速率才下降，逐渐恢复正常。发生这种情况可能有两方面原因：一是原油罐付装置没有流量控制阀，仅通过手动调整电动阀开度进行流量调节，准确度、灵敏度较差，可能导致短时间流量过大；二是流花20-2原油常顶石脑油收率高于同期加工的其他原油，即使是加工比例的小幅调整，还是会对常顶油气产量造成较大影响，一旦助剂的调整未能及时跟上常顶油气产量的变化，将会导致腐蚀速率出现短时间超高的情况。

3.3.3 对航煤加氢装置的影响

加工流花20-2原油后，常一线初馏点明显降低，在常顶终馏点由170 ℃提至173 ℃后，常一线初馏点依然由加工前的平均132 ℃最低降至123.2 ℃。原料初馏点降低导致轻烃产量持续居高不下，由于轻烃外送管线管径偏小，轻烃外送量受到限制，一直维持最大量(约5.6 t/h)。当流花20-2比例提至10%后，轻烃产量进一步增加，装置只能再次将富余轻烃通过地下轻污油罐外排。

3.4 对全厂效益的影响

按2021年1月的价格体系，对惠州石化加工流花20-2原油的效益情况进行了测算对比，结果见表6。其中工况一为当月实际加工约26.1 kt流花20-2原油，工况二为用等量常减压(Ⅱ)常规原油替换流花20-2原油。

从表6中可以看到：加工流花20-2原油后当月效益减少1 375.54万元。主要原因在于：(1)流花20-2原油密度低，采用同样原油标杆价格并转换为质量单价后，原油采购价格升高；(2)因加工流花20-2原油后石脑油产量有所增加，其他产品产量没有明显变化，而当月石脑油价格较低，导致当月加工效益相对较差。

表6 是否加工流花20-2原油效益对比

4 结论及建议

流花20-2原油自2021年1月11日开始加工，至2021年2月9日加工完毕，累计加工30 d。加工期间，相关装置生产运行平稳，未发生安全、环保、质量事故。

(1)受制于常减压装置常压塔塔顶负荷过高，流花20-2加工比例最高只能达到10%，建议今后的加工过程中应搭配常顶收率较低的原油。掺炼比例达到10%后，常顶实际收率(常顶+常一线)最高达到19%～20%，塔顶温度和压力较高，操作条件接近极限。冬季气温较低时尚有较小弹性，夏季气温升高后维持难度较大，需要循环水场配合，上水温度不宜过高。

(2)因原罐底油与流花20-2原油性质差别较大，在带炼初期罐底油与新原油界面波动较大，油性不稳，对常减压装置造成一定冲击，主要表现在常顶石脑油量、常顶温度、常顶压力波动。建议在带炼初期将掺炼比例控制在3%～5%，适当拉长交界区层的原油掺炼时间(建议一周左右)，减少对装置的扰动。

(3)流花20-2原油属于低硫低酸原油，但加工期间常顶腐蚀速率有所增加，特别是局部或短时间冲击较大，通过调整加大防腐助剂量，可使探针腐蚀速率趋于平稳；但是由于塔顶负荷偏大，且注水量受原设计限制，导致注水量不足，局部腐蚀仍存在较大风险，应密切注意各相关腐蚀部位，加强防腐检测和监控。

(4)加工流花20-2原油后，航煤加氢装置轻烃产量增加，由于装置轻烃外送管线偏小，装置需将富余轻烃通过轻污油系统外送，增加装置损失和操作风险。