100萬t/a委內瑞拉超重油減粘裂化裝置改造設計

謝國宏, 賈建平, 韓 冰, 劉曉燕

（1. 中國石油工程建設公司華東設計分公司，山東 青島 266071； 2. 青島華油工程建設監理有限公司，山東 青島 266071）

100萬t/a委內瑞拉超重油減粘裂化裝置改造設計

謝國宏1, 賈建平2, 韓 冰1, 劉曉燕1

（1. 中國石油工程建設公司華東設計分公司，山東 青島 266071； 2. 青島華油工程建設監理有限公司，山東 青島 266071）

遼河石化分公司減粘裂化裝置原加工原料為遼河管輸超稠油，本次改造采用了供氫熱裂化技術，改造后適應加工委內瑞拉原油，裝置投產成功，提高了遼河石化分公司減粘裝置加工原料的適應性、加工能力和產品質量，并為委內瑞拉重油減粘工業試驗打下良好基礎。

減粘裂化； 超重油； 上流式； 供氫劑

隨著常規石油資源日益減少和重油開采技術日臻成熟，重油資源成為我國進口石油的重要選擇。隨著委內瑞拉超重油開發產量日益提高，通過低成本的減粘技術，將是規避輕質原油來源風險，實現委內瑞拉超重油原地改質，最大限度將委內瑞拉超重油運回國內的有效途徑。委內瑞拉超重油具有密度高，硫含量高，酸值（3.0 mg KOH/g）高的特點。此次減粘裂化裝置加工委內瑞拉超重油適應性改造，是為了在減粘裂化裝置上完成委內瑞拉原油減粘工業試驗而進行的。

遼河減粘裂化裝置原設計加工遼河超稠油［1］，此次減粘裂化裝置加工委內瑞拉超重油適應性改造采用了添加供氫劑［2-6］及供氫改進劑的供氫熱裂化技術，是為了在減粘裂化裝置上完成委內瑞拉原油減粘工業試驗而進行的。本次改造于2009年11月完成設計，裝置于2010年6月開車一次成功，生產的產品品種、數量均滿足要求。該裝置通過本次改造，裝置的處理能力實現100萬t/a，年開工8 000 h，原加工原料為遼河管輸超稠油，本次改造為適應加工委內瑞拉原油進行工業試驗的要求，以加工委內瑞拉原油為設計工況，加工遼河超稠油為核算工況。

1 裝置工藝流程

1.1 原油換熱閃蒸部分

原料油經原料油泵升壓后換熱至 187 ℃至閃蒸塔。閃蒸塔頂油氣經過閃頂油氣空冷器冷凝、閃頂油氣后冷器冷卻到 40 ℃后進入閃頂油水分離罐進行氣液分離，不凝氣進入原有燃料氣分液罐分液后引至減粘加熱爐。閃頂油進入閃頂油泵，升壓后一路作為閃蒸塔頂回流返回到閃蒸塔頂部，另一路作為汽油餾分合并至減粘分餾塔頂汽油管線。

1.2 減粘反應部分

閃底油自經閃底油泵來，經換熱后進入減粘加熱爐加熱。閃底油被加熱后，送至減粘反應塔進行減粘裂化反應，再經反應塔反應后反應產物進分餾塔進行分餾。

1.3 減粘分餾部分

減粘分餾塔頂分出的裂化氣經壓縮機升壓后送至氣體脫硫單元脫硫處理。減粘分餾塔頂分出的汽油組分與閃蒸塔頂分出的汽油組分合并后送出裝置。減粘柴油自分餾塔第8層塔盤抽出，經柴油汽提塔汽提后，由泵升壓經原油-減粘柴油換熱器、柴油冷卻器冷卻后送出裝置。原有中段回流系統取消。

減粘分餾塔底油自減粘分餾塔底部分為二路，一路經急冷油泵升壓后經閃底油－急冷油換熱流程，換熱后返回塔底部，另一路經減粘渣油泵升壓后，送至加熱爐加熱。當生產瀝青方案時，經過減壓系統出裝置。當生產燃料油方案時，經減壓渣油換熱流程，換至95 ℃，作為燃料油送出裝置。

1.4 減壓部分

減壓塔為全填料干式減壓塔，考慮微濕式操作。減頂油氣從減壓塔頂出來后，經過減頂一級抽空器后進入減頂一級冷凝器冷凝冷卻，凝縮油經大氣腿流入減頂分水罐，未凝氣體經減頂二級抽空器后,再經減頂二級冷凝器冷凝冷卻，液相經大氣腿流入減頂分水罐。減頂分水罐內的減頂油經升壓后合并到減一線油出裝置,氣相引至減粘加熱爐燒掉。

減一線油由減一及減一中油泵自減壓塔第I段填料下集油箱抽出升壓，經換熱和冷卻后分為兩路：一路作為回流打回塔頂部，一路作為重柴油出裝置。

減二線油由減二及減二中油泵自塔第 III段填料下集油箱抽出升壓，經換熱溫度降為188 ℃后分為二路，一路作為中段回流，另一路冷卻后出裝置。

減壓渣油經減壓渣油泵升壓后經換熱至 154℃，作為瀝青送出裝置；如果不生產瀝青，則再經過換熱至95 ℃作為燃料油出裝置。

1.5 二注部分

新增中和緩蝕劑配制儲罐2臺，新增注中和緩蝕劑泵2臺，保留原有至閃蒸塔頂油氣線和分餾塔頂油氣線的注中和劑和注水系統。新增自注中和緩蝕劑泵后引出分支至減頂油氣線注中和緩蝕劑。

新增塔頂注水罐1臺，新增塔頂注水泵2臺，泵出口保留原有至閃頂、分餾塔頂的注水流程，新增注水分支至減頂油氣線、至西蒸餾等。

1.6 試驗注劑部分

新增供氫劑注入管線，引自西蒸餾的減壓餾分油經過流控調節閥后注入閃蒸塔底餾出線。新增穩定劑注入裝置1套，用于將減粘工業試驗用穩定劑-1注入減粘柴油出裝置線。新增供氫改進劑注入裝置1套，分別用于將減粘工業試驗用供氫改進劑注入閃蒸塔底餾出線；將試驗用穩定劑-2注入分餾塔底餾出線。

工藝流程圖見圖1。

圖1 減粘裂化裝置工藝流程圖Fig.1 Visbreaking unit process flow chart

2 技術特點

本裝置的加工原料為高密度、高粘度、高殘炭、高瀝青質、高金屬、高硫的委內瑞拉超重油原油，通過本次改造，使裝置在適應性和可操作性、產品質量、能耗指標、自動控制水平、設備防腐抗腐性能和長周期運轉等均達到較高水平。并為實現委內瑞拉超重油原地改質，最大限度運回國內加工奠定基礎。結合裝置現狀，充分依托裝置的現有設施，消除“瓶頸”，使改造后裝置的總體水平提高。裝置對原油硫含量、酸含量及原油性質等的變化具有較高的適應能力。本次改造將綜合采用下列技術：

（1）采用兩段上流式減粘裂化反應器，操作靈活。

（2）采用全填料減壓塔技術（包括高效填料及高效低壓降、氣液分配器、液體收集器等內件）。

（3）采用減壓塔進料分配器，降低霧沫夾帶技術。

（4）采用控制減壓渣油高溫熱裂解技術。

（5）采用“微濕式”減壓蒸餾深拔技術。

（6）采用低速轉油線、減壓爐管逐級擴徑、爐管吸收轉油線熱脹量技術。

（7）采用高效抽真空技術。

（8）采用“窄點”法優化換熱流程技術。

（9）采用集中回收煙氣余熱技術。

（10）采用防止煙氣露點腐蝕技術。

（11）采用低溫熱回收技術。

（12）采用工藝防腐和設備抗腐相結合的防腐技術。

3 原料性質

裝置原加工原料為遼河管輸超稠油。本次改造為適應加工委內瑞拉原油進行工業試驗的要求，以加工委內瑞拉原油為計算工況，以加工遼河超稠油為核算工況。

表1 原油性質Table 1 Properties of crude oil

4 產品方案

減粘裝置加工超稠油產品要求見表2。

表2 產品要求Table 2 Product requirements table

5 裝置物料平衡

裝置物料平衡見表3。

表3 物料平衡Table 3 Material balance table

6 主要操作條件

主要操作條件見表4。

表 4 主要操作條件Table 4 Main operating conditions

7 問題探討

（1）裝置開工初期，閃底油泵出現短暫汽蝕現象，分析原因為原油入閃蒸塔溫度偏低，不符合原油脫水需要，經調整操作將原油入閃蒸塔溫度適當提高，閃底油泵汽蝕現象得以解決。

（2）遼河石化公司減粘裝置加工原油密度大、粘度高、酸值高、重金屬含量高、腐蝕嚴重。雖然此次改造進行了優化調整，但仍存在安全隱患，為適應原油重質化、劣質化的趨勢，部分未改造的管線、設備等需將材質升級。

8 結 論

本裝置的加工原料為高密度、高粘度、高殘炭、高瀝青質、高金屬、高硫的委內瑞拉超重油原油，通過本次改造，使裝置在適應性和可操作性、產品質量、能耗指標、自動控制水平、設備防腐抗腐性能和長周期運轉等均達到較高水平。并結合裝置現狀，充分依托裝置的現有設施，消除瓶頸，使改造后裝置的總體水平提高。裝置對原油硫含量、酸含量及原油性質等的變化具有較高的適應能力。

裝置采用的添加改進劑的供氫熱裂化技術，經改造后滿足加工委內瑞拉原油進行工業試驗的要求，該裝置的投產成功提高了遼河石化分公司的減粘裝置的加工能力和產品質量，并為委內瑞拉重油減粘工業試驗打下良好基礎。

［1］尚海波. 遼河減粘裂化改造技術總結［J］. 化工設計，2004，14（6）：48-50.

［2］鄧文安,等. 加供氫劑的減壓渣油減粘裂化工藝的開發［J］. 煉油技術與工程，2006，36（12）：7-10.

［3］劉東,等.遼河減壓渣油供氫減粘裂化反應性能研究［J］. 石油大學學報：自然科學版，2002，26（2）：86-87.

［4］尹依娜，謝傳欣,等，遼河歡喜嶺減壓渣油供氫劑減粘裂化反應的研究［J］. 石油與天然氣化工，2003，32（1）：31-32.

［5］孫柏軍, 等. 孤島減壓 供氫劑臨氫減粘裂化的研究（一）［J］. 石油煉制，1991，22（2）：54-59.

［6］孫柏軍, 等. 孤島減壓供氫劑臨氫減粘裂化的研究（二）［J］. 石油煉制，1991，22（4）：62-65.

Reconstruction Design of 1Mt/a Visbreaking Unit for Extra Heavy Oil From Venezuela

XIE Guo-hong1, JIA Jian-ping2, HAN Bing1，LIU Xiao-yan1
（1. CPECC East China Design Branch, Shandong Qingdao 266071，China；2. Qingdao Huayou Engineering Construction Project Management Co.,Ltd., Shandong Qingdao 266071，China)

Original raw material in the visbreaking unit of Liaohe petrochemical company was super heavy crude.The visbreaking unit was reconstructed with hydrogen thermal cracking technology; after the transformation, the unit can process crude oil from Venezuelan, and the unit has put into operation successfully. Raw material adaptability, process capability and product quality of the reconstructed visbreaking unit in Liaohe petrochemical company were improved,which can lay a good foundation for viscosity reduction industrial tests of heavy oil from Venezuela.

Visbreaking; Extra heavy oil; Upflow; Hydrogen donor

TE 624

A

1671-0460（2012）06-0636-04

2012-02-08

謝國宏（1975-），女，遼寧朝陽人，高級工程師，1998年畢業于西安石油學院化工專業，研究方向：煉油設計工作。E-mail：xieguohong@cnpccei.cn。