常减压装置常顶循油部分抽出外甩增产石脑油方案探讨

吴利军

（中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司，浙江宁波 315207）

1 前言

“十三五”期间，中国炼油能力从2016年7.8亿t/a提高到2020年8.8亿t/a；“十四五”期间，随着新一轮大型炼化项目陆续建成投产和成品油需求放缓，炼油一次加工能力将超过10亿吨，炼油产能过剩状况将更为突出，因此油转化、油转特将是炼厂转型趋势[1]。受新冠肺炎疫情影响航煤消费量迅速萎缩，航煤产品进一步过剩。国内某特大型炼厂航煤出厂量由2019年高峰期约24万t/m逐步下降至2020年约15万t/m、2021年约18万t/m。常减压装置航煤料干点由最高260℃下降至235℃，约20%的航煤组分被切割至柴油组分[2]，进一步增加了柴油出厂难度，降低了经济效益。同时随着公司乙烯装置规模扩大，乙烯原料石脑油面临不足。根据常一线馏程及常顶循馏程（常顶循组分HK约85℃、KK约210℃），为充分发挥公司航煤产能并力求减少柴油产量，考虑通过常顶循油部分抽出外甩方案增产乙烯石脑油[3]。

2 常顶循油部分抽出外甩增产乙烯石脑油方案测算

以企业某套8.0 Mt/a常减压装置（闪蒸塔＋常压塔＋减压塔工艺流程）实际生产数据及RSIM模拟软件对不同工况进行测算[4-5]，乙烯石脑油原料质量按KK≤226℃考虑。常一线闪点指标按38-50℃（或初馏点HK142-157℃）考虑，冰点指标按≤-50℃（或干点KK≤260℃）考虑。

装置油性及加工负荷为科威特（300 t/h）、卡斯蒂利亚（250 t/h）、沙中（300 t/h）、沙特超轻（45 t/h），总加工负荷21 500 t/d。当前装置常顶一级油及常一线实际生产数据：常一线生产重整料，常顶一级油KK指标为170-180℃；常一线生产航煤料，常一线KK指标为235-255℃。方案示意如图1所示。

2.1 常顶一级油生产重整料（常顶一级油KK指标为170℃-180℃）时测算情况

2.1.1 初始工况1，常顶一级油KK为177.4℃，常一线HK为147.4℃，KK为247.3℃

从表1模拟数据[6]可以看出，方案一：常顶一级油、常一线KK不变（常一线吹汽不变），常顶循最大抽出外甩量约39 t/h（常一线闪点为47.6℃，已接近上限），常顶循KK为208.0℃，满足乙烯石脑油质量要求（KK≤226℃）。与初始工况1相比，石脑油总量（常顶一级油＋常顶二级油＋常顶循油）增加20.3 t/h，常一线流量减少23 t/h，常底油增加3.5 t/h（相当于柴油产量增加3.5 t/h）。

表1 模拟数据1

方案二：常顶一级油KK、常一线流量不变时（常一线吹汽不变），常顶循最大抽出外甩量约36 t/h（常一线KK为259.5℃，已接近上限），此时常顶循KK为208.3℃，满足乙烯石脑油质量要求。与初始工况1相比，石脑油总量增加16.3 t/h，常一线KK由247.3℃提高至259.5℃，流量不变，常底油减少15.5 t/h（相当于柴油产量减少15.5 t/h）。

2.1.2 初始工况2，常顶一级油KK为177.4℃，常一线HK为155.3℃，KK为247.6℃

初始工况2与初始工况1相比，保持常一线KK不变，调整常一线汽提蒸汽量[7]（由1.2 t/h提高至2.2 t/h）。提高常一线HK至155.3℃，与当前装置实际生产数据相近，闪点约47.7℃（指标38-50℃），冰点约-52℃（指标≤-50℃），石脑油量增加2.1 t/h。

从表2模拟数据可以看出，方案一：常顶一级油KK、常一线HK（接近指标上限）及KK不变，常顶循最大抽出外甩量约47.0 t/h，常顶循KK 209.7℃，满足乙烯石脑油质量要求。与初始工况2相比，石脑油总量增加22.6 t/h，常一线流量减少26 t/h，常底油增加4.5 t/h（相当于柴油产量增加4.5 t/h）。

表2 模拟数据2

方案二：常顶一级油KK、常一线流量及HK（接近指标上限）不变，常顶循最大抽出外甩量 35 t/h，常顶循KK 208.2℃，满足乙烯石脑油质量要求。与初始工况2相比，石脑油总量增加14.3 t/h，常一线KK由248.6℃提高至259.6℃（接近指标上限），流量不变，常底油减少13.4 t/h（相当于柴油产量减少13.4 t/h）。

2.1.3 常顶一级油生产重整料模拟分析

当常顶一级油生产重整料时（常顶一级油KK为170-180℃），常一线闪点（初馏点HK）或冰点（干点KK）有富余时，通过常顶循油抽出部分外甩可以增产石脑油，且常顶循油质量满足乙烯石脑油质量要求。从增产石脑油的方案一、方案二中可以看出：方案一（常顶一级油、常一线KK不变）在增产石脑油的同时，减少了航煤产量，但也增产了少量柴油（约4 t/h）；方案二（常顶一级油KK、常一线流量不变）在增产石脑油的同时，提高了航煤干点，较大幅度减少了柴油产量（约15.5 t/h）。

2.2 常顶一级油生产乙烯石脑油（常顶一级油KK指标为180-200℃）时测算情况

2.2.1 初始工况3时，常顶一级油KK为189.7℃，常一线HK为155.0℃，KK为247.3℃

从表3模拟数据可以看出，方案一：常顶一级油KK不变、常一线HK（接近指标上限）及外放量不变，常顶循最大外甩量45 t/h，常顶循KK为225.2℃，满足乙烯石脑油质量要求。与初始工况3相比，石脑油总量增加17.9 t/h，常一线KK由247.3℃提高至259.9℃（接近指标上限），流量不变。常底油减少17.5 t/h（相当于柴油产量减少17.5 t/h）。但航煤产量65 t/h较常顶一级油生产重整料初始工况时的90 t/h降低25 t/h。

表3 模拟数据3

2.2.2 初始工况4时，常顶一级KK为189.9℃，常一线为HK 154.8℃，KK为260.0℃

初始工况4与初始工况3相比，保持常一线HK不变，调整常一线外放量和吹汽，提高常一线KK至260.0℃（接近指标上限），此时常一线流量为 90 t/h，与产重整料初始工况时航煤料产量90 t/h相同，保证了同种油性条件下，航煤产量不变[8]。

从表4模拟数据[6]可以看出，方案一：常顶一级油KK、常一线流量及KK不变，常顶循最大抽出外甩量约6.0 t/h（常一线闪点已接近指标下限），常顶循KK为216.9℃，满足乙烯石脑油质量要求。与初始工况4相比，石脑油总量减少0.2 t/h，不能增产石脑油。

表4 模拟数据4

方案二：常顶一级油KK、常一线HK及KK不变时，常顶循最大抽出外甩量约43 t/h，常顶循KK为225.7℃（达到质量上限226℃指标），满足乙烯石脑油质量要求。与初始工况4相比，石脑油总量增加21.2 t/h，常一线流量减少25 t/h，常底油增加4.1 t/h（相当于柴油产量增加4.1 t/h）。

2.2.3 常顶一级油生产乙烯料模拟分析

当常顶一级油生产乙烯料时（常顶一级油KK指标为180-200℃），常一线冰点（或干点KK）有富余时，通过常顶循油抽出部分外甩可以增产石脑油，且常顶循油质量满足乙烯石脑油要求，但此时航煤产量较常顶一级油生产重整料时降低较多 （25 t/h），对公司航煤产量有较大影响。为了保证同种油性条件下航煤产量与常顶一级油生产重整料工况时尽可能接近不影响公司航煤产量，常一线质量需卡边控制。当常一线闪点（初馏点HK）或冰点（干点KK）均无富余时（质量卡边），只能通过减产航煤来增产石脑油，同时柴油产量会稍有增加（约4.1 t/h）。

3 效益测算及工业实践

1）某大型炼化企业Ⅰ套常减压（闪蒸塔＋常压塔＋减压塔工艺流程，设置常顶循系统）、Ⅲ套常减压（初馏塔提压＋闪蒸塔＋常压塔＋减压塔工艺流程，设置常顶循系统）已按照此方案进行技改立项，计划2022年上半年完成实施。

2）根据方案二测算结果，预计企业年增产乙烯石脑油约21万吨（Ⅰ常、Ⅲ常分别增产乙烯石脑油14 t/h、10 t/h，按8 400 h计算），创效约6 000万（注：乙烯石脑油按4 700元/t（不含税），柴油加氢料按4 400元/t（不含税）），对企业创效增效、压产柴油及节能减排具有现实而重要实践意义。

4 结论

1）常顶石脑油（一级油）生产重整料或乙烯石脑油时，当常一线闪点（初馏点）或冰点（干点）有富余时（常减压装置运行末期，常压塔上部塔盘分离精度下降时常一线初馏点HK有富余；当航煤产量因销量受限时常一线干点KK有富余），通过常顶循油部分抽出外甩可以增产石脑油，当前公司8.0 Mt/a及 9.0 Mt/a常减压装置常一线干点KK均有富余。

2）在公司8.0 Mt/a常减压装置（闪蒸塔＋常压塔＋减压塔工艺流程）当前工况：常顶一级油生产重整料，指标为170-180℃，KK为177.4℃；常一线生产航煤料，指标为235-255℃，KK为247.6℃，HK为155.3℃，相当于初始工况2。方案一（常顶一级油KK、常一线航煤料HK及KK不变）可以增产石脑油约22.6 t/h，但航煤产量减少约26 t/h，同时柴油产量增加约4.5 t/h。方案二（常顶一级油KK不变、常一线外放量及HK不变）可以增产石脑油约14.3 t/h，同时柴油产量减少约13.4 t/h。

3）当公司8.0 Mt/a常减压装置工况为常顶一级油生产乙烯料（指标为180-200℃）、常一线生产航煤料（指标为235-255℃）时，航煤产量由重整料初始工况的90 t/h下降至65 t/h，如需保证航煤产量基本不变，需提高常一线干点KK至指标上限，即装置工况由初始工况3变为初始工况4。

4）常顶一级油生产重整料或乙烯石脑油时，当常一线闪点（初馏点）或冰点（干点）无富余时（此种生产格局是需增产航煤），不能通过常顶循油部分抽出外甩来增产石脑油，否则需降低航煤产量来增产石脑油，但同时也增产少量柴油。

5）在航煤产能富余的生产格局下，通过常顶循油部分抽出外甩可以增产石脑油。为保证航煤产品产量维持90 t/h基本不变，在常顶一级油生产重整料时抽出部分常顶循油外甩增产石脑油更有 意义。

6）根据方案二测算结果，预计企业年增产乙烯石脑油约21万吨，创效约6 000万，对企业创效增效、压产柴油及节能减排具有现实而重要实践意义。