某炼厂柴油调合工艺设计

孙仁龙，刘亚琪

（中国石油工程项目管理公司天津设计院，天津 300450）

根据国务院颁布的《大气污染防治行动计划》和国家发改委印发的《加快成品油质量升级工作方案》总体部署[1]，要求炼厂对柴油质量进行升级改造，满足国Ⅵ标准[2]。某炼厂在对柴油加氢装置进行改造的基础上，设计生产过程中，仍存在柴油十六烷值卡边的情况，需进一步调合以保证产品质量要求。

炼厂目前柴油调合方式为人工调合，即轻质油车间根据生产指令，从装置馏出口将需要调合的各组分油输送到组分罐，由柴油调合泵抽出升压输送至静态混合器混合均匀后，送入成品罐内，经化验分析合格后出厂。如果化验分析不合格，则根据化验分析的结果，计算需要补入的组分量或添加剂量，经上述流程重新调合并化验分析。此调合方式存在调合时间长、能耗高、劳动效率低、产品质量过剩等问题，工艺升级改造迫在眉睫。

1 柴油调合技术的选择

目前常用的柴油调合方式为储罐调合和管道调合[3]。这两种调合工艺具有各自的特点和适用场合。管道调合工艺流程简单，占地投资较小，应用更加广泛[4]，管道调合工艺方案主要有以下3种。

1.1 管道调合方案一

所有调合组分均设立半成品罐，从半成品罐经泵导出送入调合头，调成成品后送入成品罐，如图1所示。

图1 方案一流程简图

方案一的优势在于从组分罐进入调合头使得调合具有较大的裕度，同时调合进料平稳，有利于调合优化，但该方案需要储罐罐容较大，机泵数量较多，投资高。大约有10%的炼油厂使用该模式。

1.2 管道调合方案二

主要调合组分直接进入调合总管，其他组分通过半成品罐缓冲进入调合总管，如图2所示。

图2 方案二流程简图

方案二与方案一类似，其优势在于从组分罐进入调合头使得调合具有较大的裕度，同时调合进料平稳，有利于调合优化，同时主要组分直接进入调合总管，也节省了储罐资源，在调合效率与储罐资源之间寻求一种折中。但该方案对于主要组分的进料量无法控制。

1.3 管道调合方案三

所有调合组分均不设半成品罐，从装置流出后直接进入调合头，调成成品后送入成品罐，再从成品罐装车或者管输出厂。增设过剩组分罐，用于储存所有过剩的调合组分，再将之作为一个组分加入调合系统中（图3）。

图3 方案三流程简图

方案三采用过剩组分罐的设计思想，既可以保证调合的裕度，又可以解决半成品罐不足的问题，同时过剩组分罐的油品作为一个新的调合组分加入到调合系统中，保证组分油的充分利用。

针对炼厂柴油调合现状，在尽量利用现场条件，利旧已建调合设施，节约投资的情况下，柴油调合流程选用方案三。

2 柴油调合方案设计

2.1 原料性质和产品指标

原料性质及车用柴油要求见表1～表2。

表1 原料的主要性质

表2 车用柴油（Ⅵ）技术要求[5]

续表

2.2 改造方案及工艺流程

根据柴油产品性质及柴油产品季节性生产特点（表3），柴油调合的产品主要产品为0#柴油，约占总量的60%，同时调一定量的-35#、-20#及-10#柴油，占总量的40%。本项目设置2 个调合头，1#调合头主要用于生产-35#、-20#及-10#柴油，2#调合头主要用于生产0#柴油。

表3 柴油产品生产时间和产量表

根据调合柴油品种及调合量的需要，确定各组分油进调合头的比例和流量，并将信号传送给控制系统，控制进不同调合头的组分油流量。生产不同柴油产品柴油组分比例见表4。

表4 柴油产品调合组分比例表

在调合过程中为了使成品油的指标合格，需按比例向调合头中加入添加剂，添加剂包括十六烷值改进剂、抗磨剂及降凝剂。添加剂及其比例见表5。

表5 添加剂及其比例表

工艺流程简介：需要调合的柴油组分出装置后经流量计后分为三路，分别经调合1线、流量计和控制阀进入调合头1#；经调合2线、流量计和控制阀进入调合头2#；经剩余组分线和压控阀进入剩余组分罐。柴油组分线与过剩组分罐相连的管线上设有压力控制阀，当管道压力升高到设定值时，多余组分油经过压力控制阀组进入过剩组分罐，剩余组分罐待累积到一定液位后，启动剩余组分泵，按系统指令打入调合头参与调合。此流程可以满足同时调合两种柴油品种的要求，且A、B调合头可互为备用。调合工艺流程见图4。

图4 工艺流程图

2.3 物料平衡

本项目的物料平衡表见表6。

表6 物料平衡表

2.4 工艺设备技术方案

根据《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007—2014[6]，罐容计算如表7表示。

表7 柴油储罐罐容计算表

根据调合头1#最大生产能力为120m3/h，2#最大生产能力为160m3/h，静态混合器参数见表8。

表8 静态混合器参数表

本项目涉及柴油调合泵参数详见表9。

表9 柴油调合泵参数表

3 结论

通过柴油管道调合工艺设计改造，缓解了炼厂柴油储罐罐容紧张的情况，提高了生产自动化程度，减轻了工人劳动强度，降低了能耗，满足了柴油国6质量要求，具有明显的环保、社会和经济效益。