提高尼日尔炼厂成品柴油密度的可行性分析

2020-04-22周鸿刚周小朋中石油兰州石化分公司甘肃兰州730060

化工管理 2020年9期

周鸿刚周小朋（中石油兰州石化分公司甘肃兰州730060）

尼日尔津德尔炼油有限公司（尼日尔炼厂）是中国石油天然气集团公司和尼日尔能矿部合资建设的尼日尔境内第一座现代化炼厂，炼厂主要包括常压蒸馏、重油催化裂化、催化重整与柴油加氢等9套工艺装置以及发电站等22套辅助系统，炼厂产品除满足尼日尔国内的需求外，部分产品还出口到周边一些国家。

柴油是压燃式发动机的燃料，柴油机的工作循环有进气、压缩、膨胀作功和排气四个过程，柴油是用高压油泵喷入气缸中，经雾化后的细小油滴与被压缩的高温空气混合，迅速蒸发汽化、自燃发火，随之膨胀作功。由于柴油机的压缩比及气缸内的温度和压力都明显高于汽油机，因此其热效率一般比汽油机高，当二者功率相同时，柴油机可节约燃料20%～30%[1]。

成品柴油由不同的柴油组分调和而成，是复杂的烃类混合物，碳原子数约10～24。密度指标是柴油产品标准中的一项，与柴油组分的化学组成密切相关，尼日尔石油部和一些客户频繁地询问炼厂生产增加柴油密度的可能性，本文从不同方面对此进行详细地分析说明。

1 不同国家柴油标准的对比

世界上不同的国家和地区，柴油的产品标准不尽相同，表1列出了相关国家的柴油产品标准的关键项目对比。

表1 不同国家柴油标准关键项目的对比

从表1可以看出，不同国家的柴油产品标准不一样，尼日尔柴油的密度指标≥820 kg/m3，浊点指标≤+5℃。

不同国家对柴油产品的密度要求不同，高密度的柴油燃料具有较高的热值，发动机可以产生较高的动力输出，燃烧也更经济，密度低限是判断发动机获得最大动力输出的最低要求，通过喷油器调节雾化流量，密度高限是为了防止在发动机满负荷运转时产生黑烟。不同国家或同一国家不同季节依据天气情况的不同，对柴油的标准也有不同要求，评定柴油低温流动性能的指标也不相同，尼日尔国家产品标准以浊点表征柴油的低温流动性，它关系到柴油机燃料供给系统在低温下能否正常供油，而且与柴油在低温下的储存和运输等作业能否正常进行有密切关系。柴油不同指标之间的结果是相互影响的，在提高柴油密度的同时，主要考虑对浊点的影响。

2 原油性质对柴油密度和浊点的影响

尼日尔炼厂所加工的原油直接从油田通过管输至炼厂，进厂原油由最初两个区块（A和B）的混合原油变成三个区块（A、B和C）的混合原油，为了解其性质，分别对三个区块的原油及不同比例的混合原油进行实沸点蒸馏原油评价和色谱模拟馏程分析，结果表明两个区块混合原油性质属于轻质低硫石蜡基，三个区块混合原油性质属于中质低硫石蜡基，而且后者比前者密度增加了十个单位，硫含量增加了一倍，这对成品柴油的密度和浊点也产生了一定影响，如表2 所示（各个结果均为平均值）。

表2 原油比例对柴油密度和浊点的影响

可以看出，在进厂原油只有两个区块时，原油密度在850 kg/m3左右，成品柴油的密度基本都达不到指标，但浊点满足指标，正因为此，在2015 年下半年以前，与尼石油部开会讨论决定，将柴油产品标准依据密度分为内销和外销，内销密度≥810 kg/m3，外销密度≥820 kg/m3，这解决了生产的难题，2015年下半年以后，随着C 区块比例的不断上升，原油密度在860 kg/m3左右，成品柴油的密度满足指标要求，浊点也合格但卡边，生产易于操作，因此柴油标准再没有分为内销和外销。说明三个原油区块比例的变化会影响成品柴油的密度和浊点，当进厂原油密度增加时，柴油的密度和浊点也会相应的增大，因此必须同时考虑这两个指标，不能单纯的只增加密度。

3 实际生产情况的分析

炼厂成品柴油的组分主要包括常一线、常二线、常三线和精制柴油。柴油加氢的原料是催化柴油，受限于氢气的量，直馏柴油组分未进行加氢处理，常一线煤油组分由于冰点高达-40℃，而且密度也不合格，因此不能生产航煤，也直接进入柴油成品罐，柴油的各组分性质如表3所示（在现有正常生产工况下均值）。

表3 柴油各组分的性质

各组分作用：常一线和常二线主要降低成品柴油的浊点，保证成品柴油有良好的蒸发性能，但影响密度的增加，同时三个区块原油的常二线收率也比两个区块原油的有所下降；常三线和精制柴油提高成品柴油的密度和十六烷指数，但影响浊点的降低，柴油加氢精制用以改善柴油的质量。

生产上采取的提高成品柴油密度的措施主要包括：（1）提高常三线的95%回收温度，目前控制≤385℃，意味着成品柴油浊点有可能不合格；（2）提高催化柴油的95%回收温度，目前控制≤365℃，从而提高精制柴油的密度和浊点，也可能造成成品柴油的浊点有可能不合格。综合以上可以看出，要提高成品柴油的密度，在生产上采取的措施十分有限，同时还要考虑对浊点的影响，当然生产系统会依据销售情况和市场信息会及时作出生产方案的调整，但必须满足各产品的质量要求。