炼油厂总加工流程的优化和选择

0炼油厂总加工流程的优化和选择2010年10月1目录1概述2原油评价和各馏分油及渣油加工3总工艺流程及加工流程优化软件4汽柴油清洁化生产5国内外加工含硫原油的典型模式6国内几个典型加工含硫原油工厂的总加工流程7高酸高钙原油的加工8劣质原油加工方案探讨9体会与建议21、概述总工艺加工流程优化、选择的目的总工艺加工流程优化、选择的内容总工艺加工流程优化、选择的步骤总工艺加工流程优化、选择的原则总工艺加工流程优化、选择工作应重点掌握的内容—原油分类—产品质量要求—最新的炼油技术发展状况总工艺加工流程优化、选择系统软件31、概述总工艺加工流程是炼化企业的基础和核心，对全厂的技术先进性和经济合理性有着决定性作用，一个合理的总工艺流程不仅可以使炼油厂灵活适应加工原油种类的变化，而且能把有限的原油资源合理利用，提供更多的产品,同时要实现清洁化生产的最终目的。伴随着轻质低硫原油的可供选择数量逐步减少，而相应的重质高硫原油的比例逐渐增加，如何利用已有或正在建设中的炼油厂加工更为劣质的原油已成为世界各大炼油生产商所必须面临的紧迫问题。充分利用有限的原油资源，根据原油的性质、环保和提高企业效益的迫切要求合理安排和优化、选择总工艺加工流程有着普遍的现实意义。41.1目的对于原油加工企业，总工艺加工流程方案的优化、选择，就是以原油评价为基础，通过不同加工方案的对比，分析、指出各方案的特点、存在的问题，列出各方案的主要技术经济指标，得出结论性意见，进而提出推荐方案,应用于工程建设与生产实践。51.2内容—原料（包括原油配置、辅助材料和燃料）物料平衡—产品方案（包括：全厂、工艺装置以及产品质量）—物流安排（上下游装置是否做到合理衔接、是否稳定）—工艺技术方案的选择—氢、硫等关键组分的平衡情况—装置的设置与联合方案61.3步骤明确建设规模明确产品方案（目标产品的组合、质量、数量要求）明确原材料、辅助材料、燃料、公用工程等资源条件（规格、成分、质量、配置与供应状况等）分析、掌握、了解项目拟选用工艺技术的发展与应用状况明确方案比选的主要内容（技术、安全、环保、操作的稳定与连续性、投资、效益）进行多方案比选71.4原则是否满足建设规模的要求是否满足产品方案的要求是否适应原料（原材料、辅助材料、燃料、公用工程等资源条件）的加工要求是否满足安全、环保、操作的稳定与连续性、投资、效益的目标81.5原油分类由于原油的组成和性质十分复杂，对原油的分类是非常困难的，一般采用的是关键馏分特性分类法和商品分类法。关键馏分特性分类法主要根据原油的第一关键馏分（250～275℃馏分）和第二关键馏分（275～300℃馏分）的属性将原油分成石蜡基、中间基、环烷基或以上三种相临之间的组合，如石蜡-中间基、中间-环烷基等。关键馏分特性分类法能较好地反映原油的化学组成特性，决定着原油加工方案的选择和各馏分的安排。91.5原油分类商品分类法国际石油市场对原油密度和硫含量分类计算不同原油的价格。密度高低涉及到各组分的收率，影响全厂各工艺装置的规模匹配，硫含量高低则会影响项目的投资、加工成本和环保的苛刻度等。一般的认为：API度＞34、密度＜0.852kg/cm3（20℃）的原油为轻质原油；API度34～20、密度0.852～0.93kg/cm3（20℃）的原油为中质原油；API度20～10、密度0.931～0.998kg/cm3（20℃）的原油为重质原油；API度＜10、密度＞0.998kg/cm3（20℃）的原油为特稠原油。如以硫含量分类：硫含量＜0.5%（质量分数）为低硫原油；硫含量为0.5～2.0%（质量分数）为含硫原油，硫含量＞2.0%（质量分数）为高硫原油。101.5原油分类按原油的酸值分类：＜0.5mgKOH/g为低酸原油；＞0.5mgKOH/g为高酸原油。工程设计中的分类在工程设计导则《加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则，SH/T3096-2001》和《加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则，SH/T3129-2002》中规定：总硫含量大于或等于1.0%（重量比）为高硫原油，包括高硫低酸值原油（酸值小于等于0.5mgKOH/g）和高硫高酸值原油（酸值大于0.5mgKOH/g）。因此从商品分类与工程设计角度来看，对高硫原油的定义有所不同，工程设计导则所规定的高硫原油范围更宽了，即硫含量大于或等于1.0%即为高硫原油。111.5原油分类原油变化趋势原油中的含硫化合物主要分布在重质馏分中，常压渣油的硫占原油硫的90%左右，其中减压蜡油中约占20%～40%，减压渣油中的硫占原油硫的50%以上。典型含硫原油的硫分布单位：%柴油减压蜡油减压渣油原油名称原油硫含量硫含量硫分布硫含量硫分布硫含量硫分布胜利1.00.3436.00.6817.91.5476.0伊朗轻质1.351.1815.01.6216.93.065.4伊朗重质1.781.448.81.8713.53.5173.9阿曼1.160.488.71.1020.12.5569.5伊拉克轻1.951.127.62.4238.24.5649.6北海混合1.231.1410.21.6234.43.2149.5卡塔尔1.421.2410.32.0933.83.0951.4沙特轻质1.751.217.62.4844.54.1043.6沙特中质2.481.516.23.0136.65.5153.3沙特重质2.831.484.92.8532.16.060.4科威特2.521.938.13.2741.55.2445.7备注：表格中省略了硫含量较少的石脑油和煤油馏分。12高硫原油与低硫轻质原油之间价差不断扩大，实际采购中的价差规律一般如下：原油含硫每增加0.1%，价格降低0.15美元/桶（即8.8元/吨）原油API每降低1单位，价格降低0.27美元/桶（即15.8元/吨）原油酸值每增加1mgKOH/g，价格降低2.5美元/桶（即146元/吨）1.5原油分类13原油质量变化趋势:世界原油质量总的趋势是变重变劣，含硫和高硫原油比例增加。“油气杂志”统计，2002年世界原油总产量33亿吨中，含硫和高硫油约占75%，其中硫含量1%以上的原油又占56%，硫含量2%以上的超过30%。硫化合物分布在原油的各馏分中，石脑油硫含量最低，随沸点增加，石油馏分中硫含量呈倍数递增。1.5原油分类14硫主要分布在重馏分中，常压渣油的硫占原油硫的90%左右，VGO约占20~40%，VR约占50%，因此可以知道，原油中的硫化物大部分将进入二次加工各装置中。典型原油的硫分布（%）汽油煤油柴油减压蜡油减压渣油原油名称原油硫含量硫含量硫分布硫含量硫分布硫含量硫分布硫含量硫分布硫含量硫分布胜利1.00.0080.020.01170.050.3436.00.6817.91.5476.0伊朗轻质1.350.060.60.172.11.1815.01.6216.93.065.4伊朗重质1.780.090.70.323.11.448.81.8713.53.5173.9阿曼1.160.030.30.1081.40.488.71.1020.12.5569.5伊拉克轻质1.950.0180.20.4074.41.127.62.4238.24.5649.6北海混合1.230.0340.70.4145.21.1410.21.6234.43.2149.5卡塔尔1.420.0460.80.313.71.2410.32.0933.83.0951.4沙特轻质1.750.0360.40.433.91.217.62.4844.54.1043.6沙特中质2.480.0340.30.633.61.516.23.0136.65.5153.3沙特重质2.830.0330.20.542.41.484.92.8532.16.060.4科威特2.520.0570.40.814.31.938.13.2741.55.2445.7备注：表中硫分布指占原油总硫含量的质量分数。151.6我国进口原油现状2008年是我国进口原油创记录的一年，全年原油进口量首次突破1.79亿吨，加上LPG和其它石油产品的净进口量，石油净进口高达2.18亿吨，同比增长43%。在约3.87亿吨的石油消费量中，已有56%依赖进口。2008年,我国进口原油中,中东占一半左右,非洲占30%以上,欧洲及西半球和亚太及拉美分别占8%和10%。161.7汽柴油产品质量清洁化产品的核心是大幅度降低汽柴油中硫含量，同时还要限制汽油中的烯烃、芳烃和苯含量，以及柴油中的多环芳烃含量，目的是减少汽车尾气中有害物的排放。汽油目前，欧美的发达国家已成为全球油品质量要求最高的地区。美国2006年将执行的最新规格，要求汽油中硫含量不超过30ppm；加拿大从2005年起分阶段执行汽油硫含量为30ppm的标准；欧洲大多数国家也要求在2005年汽油硫含量降至50ppm以下（欧IV标准），2009年降至10ppm（欧V标准）。171.7汽柴油产品质量欧盟汽油规格（EN228）的主要指标变化项目EN228-1993（欧I）EN228-1998（欧II）EN228-1999（欧III）EN228-2004（欧IV）RON≥95≥95≥95≥95MON≥85≥85≥85≥85铅含量，mg/L≤13≤13≤13≤13密度，kg/m3725～780725～780725～775725～775硫含量，ppm≤1000（500）≤500≤150≤50/10（2009）烯烃含量，v%≤18≤18芳烃含量，v%≤42≤35苯含量，v%≤5.0≤5.0≤1.0≤1.0氧含量，m%≤2.7≤2.7181.7汽柴油产品质量国家标准、北京市地方标准与欧洲车用汽油标准关键指标对比项目国家标准GB17930-2006EN228:2004(对应欧洲Ⅳ)北京市的车用汽油标准2008年1月1日起执行硫含量，%（m/m）不大于0.05-0.0150.0010.005苯含量,%(V/V)不大于1.01.01芳烃含量,%(V/V)不大于403542烯烃含量,%(V/V)不大于3521(普通)，18(高级)18氧含量,%(m/m)不大于2.72.72.7191.7汽柴油产品质量目前，国内的汽油标准主要有GB17930-2006，在新建大型炼油厂或老厂改造中，对汽油产品的质量要求一般按欧洲Ⅳ类标准考虑。汽油产品质量标准从现行国家标准提高到欧洲Ⅳ类，无论对汽车工业和炼油工业来说，都是一个很大的台阶，需要付出比较大的代价。我国汽油现状：汽油构成中催化汽油占总量的80%左右，仅有少部分炼厂的催化原料经过了加氢处理，要想大幅度降低催化汽油的硫含量和烯烃含量需要投入大量的资金；同时，催化装置的渣油掺炼比例较高，在世界催化裂化领域，我国是加工原料最重的国家；另外，我国炼厂所产的石脑油馏分基本上作了化工用油和芳烃原料，烷基化油、异构化油等优质调和组分很少，极大地限制了汽油产品质量升级和结构调整。201.7汽柴油产品质量柴油我国的柴油主要用于农用、运输等，近年来随着柴油汽车的发展，城市车用柴油的数量也在逐步增加。在我国柴油产品中约有30%左右为催化柴油，其十六烷一般小于30，芳烃含量高，要品质升级则必须要考虑脱芳等问题，投资和加工费用比简单的脱硫要高得多。211.7汽柴油产品质量欧盟柴油规格（EN590）的主要指标变化项目EN590-1993（欧I）EN590-1998（欧II）EN590-1999（欧III）EN590-2004（欧IV）十六烷值≥49≥49≥51≥51十六烷指数≥46≥46≥46≥46硫含量，ppm≤2000≤500≤350≤50/10（2009）密度，kg/m3820～860820～860820～845820～845多环芳烃，m%≤11≤11T95，℃≤370≤370≤360≤360润滑性，60℃的磨痕直径，μm≤42≤35脂肪酸甲酯，v%≤5.0≤5.0≤1.0≤1.0222、原油评价和各馏分油及渣油加工2.1原油评价是编制原油加工的基础原油加工或加工流程编制必须的原料资料：1）原油性质：API、密