1、 化学工程与装备 2023 年 第 2 期 28 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 2 月 炼油厂装置物料直供流程优化及效果分析 炼油厂装置物料直供流程优化及效果分析 周 云（福建溥泉新能源科技有限公司，福建 福州 350500）摘 要：摘 要：在促进绿色发展的背景下，节能降耗已经成为炼油厂加工和生产物料流程优化的主要目标。近年来，以物料输送装置调整和改进为主的装置物料直供流程的优化，在降低炼油厂的资源消耗量和减少污染排放方面取得了一定的成果。本文以某炼油厂的装置物料直供流程为主要研究对象，着重对关于炼油厂装置物料直供流程优化及效果进行了研究和分析，旨
2、在促进炼油厂物料输送和加工效率水平的提高。关键词：关键词：炼油厂；物料直供；流程优化 前 言 前 言 基于技术改进和节能减排的要求，炼油厂在生产经营的过程中不仅需要扩大规模，还需要不断对现有的装置进行改进和优化，才能够合理控制用于炼油厂生产加工的成本。装置物料直供流程是炼油厂生产经营中的重要环节，对炼油厂装置物料直供流程优化及效果进行分析，能够为促进炼油厂技术水平和生产效率的提高提供一定的思路。1 炼油厂装置物料直供流程运行中存在的问题 1 炼油厂装置物料直供流程运行中存在的问题 原油加工是炼油厂最主要的生产经营任务，原油加工中各装置物料的输送方式大多都是以管线输送的方式为主，在应用新装置之后
3、，物料的加工流程也需要进行适当的优化1。而在这个优化的过程中，发现装置物料直供流程运行中仍然存在着一定的问题：首先，优化之后的装置能耗逐渐增加。管线输送方式以上游装置、中间产品罐、下游装置的顺序来进行输送。考虑到储罐中的原油在实际运输中的安全要求，一般需要在物料进罐之前对其降温，将温度控制在储罐设计温度标准之下。而油品性质又会受到整个储运系统运行情况的影响，因而在系统运行中需要消耗蒸汽来维持温度2。在这个过程中，开泵输送很容易提高电耗，加热则会消耗热能。其次，物料在进罐储存之后，由于储罐会受到蒸发环境的影响，很容易增加各种挥发性有机物的排放量，进而提高治理这些挥发性有机物的难度。除此之外，较多
4、的罐区数量也会提高实际收付物料的工作量。这些问题的存在，不仅会影响到实际的原油加工效果，还会提高整个原油加工过程的资源消耗量和有机物的排放量，因而需要对炼油厂装置物料直供流程进行优化，达到节能减排和优化油品加工出场流程的目的。2 炼油厂装置物料直供流程优化及效果的具体分析2 炼油厂装置物料直供流程优化及效果的具体分析 2.1 加氢裂化、SSOT 装置航煤流程优化 在对装置物料直供流程进行优化时，发现加氢裂化和SSOT 装置产品航煤在进入不合格罐区的 4247 和 4248 两台储罐之后，以开泵的方式倒至合格罐区航煤成品罐之后，可以通过添加剂分析的方式达到出厂的合格标准3：泵的额定流量为装置最大
5、流量的 1.05-1.1 倍；泵的额定扬程为装置所需的扬程；泵的转速保持在 3000-4600r/min 左右。该炼油厂中应用的加氢裂化装置以中型加氢装置为主，分别应用6BP 和 8BP 两种规格的加氢进料泵，参数为 200-400m3/h，扬程为 2100m,转速为 2990r/min，功率要小于 2000kW。在对加氢裂化以及 SSOT 装置的航煤外送泵参数进行核算之后发现，两种装置都具有能够直接将物料输送到合格罐区航煤成品罐的条件。具体来说，在对加氢裂化以及 SSOT 装置航煤流程进行优化时，结合炼油厂的实际条件，将装置的航煤外送线与合格罐区航煤成品罐的流程以跨接的方式实现产品航煤物料的
6、直供。对于这一流程的优化，主要是以克服管道运输限制，缩短物料输送距离的方式，通过省略中间灌区来满足物料的直供需求4。在这个优化的过程中，一般需要停用不合格灌区的 4247、4248 两台储罐以及一台 633 输送泵（最大流量达到 3400n3/h，最高扬程达到 5800m，最高转速能够达到6000r/min），能够在保证正常原油加工秩序的同时，确保航煤出装置的流量能够稳定运行。2.2 加氢裂化装置柴油直供流程优化 加氢裂化装置柴油在炼油厂中主要被用来生产轻质白油，在实际对柴油进行加工的过程中，柴油在经装置引进到储罐之后，能够通过开泵的方式，让 42612 输送泵直接供给炼化工公司专线出厂。基于
7、这一情况，对整个加氢裂化装置柴油直供流程进行优化，可以将加氢裂化装置的柴油线直接与泵出口线以跨接的方式优化，让出产的柴油能够直接供应到炼化工公司的租赁装置中，从而达到提高生产效率的目的。当加氢裂化装置的加工量稳定在 219 吨/小时的情况下，由于已经超过了设计标准下的 214 吨/小时，在测得操作条件为 15.5MPa 之后，确定优化后的系统流程的压力设计操作压力在 15-16MPa 的范围之内，因而能够满足流程的优化要DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.049 周 云：炼油厂装置物料直供流程优化及效果分析 29 求。2.3 第三、第四常减压装置减四线直供 VRDS
8、 装置 第三常减压装置和第四常减压装置生产的重整原料由于含有较大的出水量，需要在出装置之后进入到灌区脱水，因而难以满足物料直供的相关要求。但在第三常减压装置和第四常减压装置中，减四线产品主要从 VRDS 装置中输出，因而具备让物料直供的条件，可以应用第三、第四常减压装置减四线直供 VRDS 装置来满足物料直供的需求5。减四线是 VRDS 装置的主要原料，在优化之前，第三常减压装置和第四常减压装置的减四线需要分别走两条物料的输送线路，然后再分别进入到重油原料灌区的 6 台储罐当中。这个物料的输送往往会受到流程的限制，需要由 6 台储罐同时作为活罐来运行，而仅有 1 台变频泵来满足物料的输送需求。
9、在将直供 VRDS 装置应用到第三、第四常减压装置减四线的传输流程之后，能够省略让物料进入到重油原料灌区的步骤，直接让第三、第四常减压装置中输出的减四线物料输送到重油加氢装置当中，由于 VRDS 装置的产品输送以151.2t/h 的常压渣油为主，在结合第三、第四常减压装置减四线柴油 42-85t/h 之后发现，有效降低了 VRDS 原料泵42611 的输送量。在炼油厂的实际运行当中，第三常减压装置每个月还需要承担加工低硫原油的任务。在这一加工期间，VRDS 装置应用的原料很容易存在过剩的情况，在应用直供 VRDS 装置之后，可以让第三常减压装置减底渣油，让减四线产品能够直供 VRDS 装置。在
10、流程优化之后，VRDS 装置应用的原料泵也能够停运 9-10d 左右，能够有效节省物料输送过程中产生的能耗。2.4 VRDS 装置蜡油进料流程优化 以蜡油进料为主的 VRDS 装置主要位于第三常减压装置减三线、第三延迟焦化装置蜡油的输出当中。在装置原料输出的过程中，第三常减压装置中输出的减三线产品蜡油会输入到原料罐区的储罐当中，基于蜡油的生产要求，需要通过开补量泵的方式，对 VRDS 装置中的物料油品进行稀释。在对 VRDS 装置蜡油进料流程进行优化之后，可以将蜡油直供到 VRDS 装置当中，并通过对第三常减压装置内部原本的减三线输送线路进行调整，让第三常减压装置输出的减三线产品也能够直供到
11、VRDS 装置当中。原本处于常减压装置下的减压渣油以 151.2t/h 为主，在流程优化之后，稀释油和蜡油的输送量分别能够达到 20-50 和 42-85t/h。以这种方式来实现对 VRDS 装置蜡油进料流程的优化，不仅能够省略引用罐区补量泵 4243 的步骤，还能够确保整个第三常减压装置减压塔液位的稳定，为蜡油进料的加工过程提供更加稳定的加工和运行条件。2.5 加氢裂化、SSOT 装置尾油流程优化 加氢裂化以及 SSOT 装置输出后的尾油需要进入到乙烯供油罐区中的乙 07、乙 08 两台容量为 5000m3的储罐当中。炼油厂在输出尾油物料之后，需要应用开泵的方式将其运输到烯烃厂。在这个装置物
12、料加工和运输的过程中，由于机泵需要连续不间断的运行，因而会消耗掉巨大的电能。与之前的第三、第四常减压装置输出的物料相比，加氢裂化装置以及 SSOT 装置输出的尾油不仅质量更加稳定，含水量也更少。在对两种装置的具体参数进行核算之后，发现装置的外送机泵乙 11 和管线都能够满足将物料直供到烯烃厂的条件。在原有的物料输送过程中，由加氢裂化装置输出的尾油物料除了需要直供烯烃厂之外，还有部分物料需要被引入到加氢罐区的脱蜡原料罐中。而这个过程往往只能够依靠人工手动来对阀门的开度进行控制，增加了罐区人员的工作量。对加氢裂化和 SSOT 装置尾油流程进行优化时，可以通过在脱蜡原料罐前增加压控阀来实现对尾油直供
13、量的有效调节。在优化流程之后发现，停用两台储罐后的挥发性有机物的排放量减少了 0.06t/a。2.6 二加氢装置 LTAG 原料流程优化 二加氢装置输出的原料为第二、第三催化裂化装置柴油。在二加氢装置输出物料之后，需要将柴油先输送到加氢罐区中的 624、625、627 三台 5000m3 的储罐当中，然后再通过开泵的方式来将其应用到二加氢装置中用做原料。从这一原料输送的实际情况来看，二加氢装置当前很难实现物料的直供。这主要是因为经由第二、第三催化裂化装置输出的柴油，在去装洗、被用作尾气吸收剂等操作之后，多余的部分会进入到灌区之内。在停用 05、4261 原料泵的基础上，对这一流程进行优化之后，
14、如果在这个过程中对物料输送路线进行更改，没有做好进料量的控制，很容易影响到二加氢装置自身操作的稳定性。因而在对二加氢装置 LTAG 原料流程进行优化的过程中，为了避免这种问题的出现，可以将二、三催化柴油线分别以跨接的方式连接到二加氢装置的 2 条原料线上。这样不仅能够省略原料泵的物料输送步骤，还能够通过减少罐区催化柴油输转的方式来达到柴油直供二加氢装置的要求。2.7 实施效果 在应用各种装置物料直供流程的优化方案之后，能够得到以下几个方面的效果：首先，储罐在应用过程中会产生较多的挥发性有机物，在对装置物料直供流程进行优化之后，炼油厂停用了 18 台左右的储罐，依据炼油厂当地的平均气温、太阳辐射
15、面积、储罐中的油品性质、储罐结构等参数对储罐挥发性有机物的排放量进行计算之后可以发现，停用18 台储罐能够减少约 9.72t/a 的挥发性有机物排放量，因而能够呈现出较为明显的社会效益。其次，在对装置物料直供流程进行优化的过程中，省略部分需要应用到油泵的物料输送步骤（如表 1）。机泵原本在运转过程中产生的负荷在 70-80%的范围之内，在得到该统计结果时，将机泵的负荷取 75%，电价按照 0.64 元/度的标准，装置每年的开工时数为 8400 小时/年。按照这一标准，在对物料直供优化后的炼油厂停用泵统计结果进行分析之30 周 云：炼油厂装置物料直供流程优化及效果分析 后可以发现，在节电量达到
16、380.9104kWh 时，节省下来的电费成本约为 245.7 万元。表 1 物料直供优化后的炼油厂停用泵统计结果 表 1 物料直供优化后的炼油厂停用泵统计结果 位号 电机功率/kW 所在装置 节电量/（kWh）a-1）创效/（万元a-1）633 55 加氢裂化 36.1104 23.1 42612 75 二油品 49.3104 31.6 42611 75 汽油半成品 49.3104 31.6 4243 75 尾油 49.3104 31.6 乙 11 200 二油品 131.4104 84.1 05 75 拔头油 49.3104 31.6 4261 75 二油品 16.2104 12.1 合计 380.9104 245.7 由此可以看出，对部分装置物料直供流程进行优化，能够有效达到节能降耗的目的。在这个优化的过程中，炼油厂需要从自身的原油加工过程入手，尽可能对所有能够进行优化的物料输送路线进行调整和改进。3 结 论 3 结 论 综上所述，基于炼油厂生产经营的实际过程，对物料直供流程进行优化改造，能够有效解决当前炼油厂在物料直供方面存在的问题。结合炼油厂应用装置物料直供流程的实际情况来看
