渣油加氢装置换剂期间生产方案研究及优化

李永江 刘卫芳 张刚强

摘 要：结合某企业实例，简要介绍优化渣油加氢装置换剂期间生产方案的必要性，例如保护生态环境、提升原油产量等等，提出渣油加氢装置换剂期间生产方案优化措施，取得较好的经济效益与环境效益，希望可以给相关工作人员提供借鉴。

关键词：渣油加氢装置;换剂期间;生产方案

通过对渣油加氢装置换剂期间的生产方案进行全面优化，可以显著提升渣油品质，油品收率得到显著提高，对催化裂化汽油产品性质起到良好的改善作用。为了保证渣油加氢装置换剂期间生产方案得到更好实施，本文重点分析渣油加氢装置换剂期间生产方案优化措施。

1 优化渣油加氢装置换剂期间生产方案的必要性分析

在加工高硫原油炼油厂渣油加氢装置中，因为渣油加氢装置催化剂的寿命运行周期比较短，通常在1a到2a之间，其他类型的加氢装置运行周期能够达到2a到4a，运行周期无法实现同步，在渣油加氢装置换剂期间，需要大幅度改善原油性质，特别是单系列流程，在换剂期间，各项装置的管理难度特别大。此外，由于我国环保标准的逐年提高，炼油厂要保证全天候不放火炬。通过对渣油加氢装置换剂期间生产方案进行全面优化，可以显著提高炼油厂的经济效益，减少环境污染[1]。

2 优化措施分析

2.1 案例背景

某炼油厂采用单系列流程，渣油加氢装置经过改造升级后，柴油质量达到了国V品质。通过合理控制加工量与原料库存优化搭配，能够保证换剂期间物料的平衡。在换剂期间，减压装置低硫原油加工效率显著提升，加工少量高硫原油为辅助，生产出的多余酸性气体能够有效满足低负荷进料的要求。

2.2 换剂生产方案内容

最近一段时间以来，该企业对渣油加氢装置换剂生产方案进行全面优化，通过合理利用原油，通过减压装置，进而生产出质量较好的重交沥青，沥青生产设施更为完善。通过对换剂生产方案进行全面改进，能够满足产品升级需求。

结合以上变化，此次所采用的换剂方案，在原有换剂方案的基础上，进行大范围调整，核心目标是提升渣油加氢装置换剂期间的生产效率与经济效益。优化方案主要包含以下两方面内容：第一，渣油加氢装置换剂期间，尽可能多的采购劣质原油与高硫，生产较多沥青，在生产沥青的过程当中，以直馏柴油作为柴油加氢装置的原料，采用此种方法，不仅可以提升减压装置的运行负荷，而且可以延长减压装置的高硫原油加工时间[2]。第二，利用ESPO来代替西非原油，将催化裂化原油硫质量分数提高1%，催化汽油硫质量分数超出500μg/g，催化汽油加氢脱硫之后，可以满足出口汽油品质要求。通过进行二次加工，原料负荷与硫含量显著提升，酸性气产量明显增加，有效满足硫磺回收装置最低酸性气负荷运行需求。

2.3 换剂要点

2.3.1 换剂之前准备充足原料

从库存角度来分析，预留适量的加氢裂化与柴油加氢原料，同时减少ARDS装置原料库存量，可以提升加氢原料硫含量。

2.3.2 做好原油加工与装置负荷安排工作

渣油加氢装置换剂23d期间，共进行三次沥青生产，每次生产天数为三天，具体的生产方案如下：低硫原油生产三天、高硫原油生产沥青三天、低硫原油生产四天、高硫原油生产沥青三天、低硫原油四天、高硫原油生产沥青三天、低硫原油生产三天[3]。

2.3.3 换剂期间装置运行特点

结合渣油加氢装置换剂期间生产方案内容得知，在换剂期间，催化原料硫含量提升后，催化裂化汽油与液化石油气质量发生显著的变化，重点体现为硫含量的快速上升。在换剂期间与换剂前后，催化汽油的硫含量增加。经过汽油加氢脱硫之后，汽油的硫质量分数均在40μg/g以下，符合汽油出口要求。

结合相关规定标准要求得知，脱硫之后LPC硫质量分数在60μg/g以下，原料硫含量逐渐增加，在初始几天，LPC硫含量逐渐恢复正常。LPC硫含量出现超标现象，和催化原料硫含量较高，存在较大联系。催化原料硫含量增高的核心原因是原油品质不佳造成的，伴随ESPO加工比例的不断提升，催化原料硫含量逐渐下降。

另外，通过对外购的蜡油原料进行有效加工，以及生产沥青与库存进行加工，将高硫原料和低硫原料有效掺和，使得加氢原料自身的硫含量更加稳定，在此基础之上，酸性气体产量更加稳定。在酸性气体当中，加氢裂化原料的硫质量分数超过2%，柴油加氢原油硫质量分数超过0.6%。

渣油加氢装置换剂期间，对于某个时间段催化原料硫含量提升问题，在加氢裂化过程中，可以抽出15t/h的尾油尾催化生产原料，能够保证催化原料的硫含量高问题得到有效解决[4]。

渣油加氢装置运行过程当中，相关人员可以适当提升反应器的温度，有效降低反应器的压力差，装置运行到中后期，一反压力降逐渐提升，到运行后期，一反压力降的上升速度明显提升，此时，相关人员要全面考虑企业经济效益，确定最佳的停工换剂时间，并对原料性质进行改善与优化，避免压差快速上升。

2.4 效果分析

通过对渣油加氢装置换剂生产方案进行优化与改进，高硫原油与低硫原油的比例发生显著变化，催化加工量明显提升，原油加工量的比例明显提升，原油加工量增加，同时ARDS的库存快速下降，待ARDS投运之后，库存消化能力显著提高，取得良好的经济效益。

此外，现阶段所采用的优化方案，能够提升酸性气体产量，硫磺回收装置负荷满足规定要求，生产技术条件得到更好控制，渣油加氢装置得我安全性与稳定性得到双重提升，降低排放尾气超标风险的发生几率。同时，渣油加氢装置换剂生产方案的全面优化，能够减少换剂期间硫磺回收装置所产生的环境污染，保护生态环境[5]。

针对渣油加氢装置为主的炼油厂来讲，若渣油加氢装置换剂用时超出20天，在换剂的过程当中，加工流程的匹配度比较差，换剂生产方案当中的原料与燃料气平衡，是确保换剂方案顺利实施的关键。在换剂期间，相关人员可以调整减压装置，尽量提升沥青产量，增加高硫原油的加工量，避免出现渣油加工能力不足现象，从而为加氢装置提供良好原油，为硫磺回收装置提供适量的酸性气生产原料。

通过对渣油加氢装置换剂期间的催化汽油加氢脱硫装置进行优化，能够明显提升重油催化裂化原料的硫含量，对比较劣质含硫原油进行加工，减少低硫原油的加工量，不但能够提升增产换剂期间酸性气体生产量，而且可以取得较为突出的经济效益。

和之前的渣油加氢装置换剂期间生产方案相比较来讲，该优化方案具有以下特点：第一，原油成本显著降低，由于替换过去换剂期间西非低硫原油，使得原油成本明显下降。第二，减少停工装置数量。除了安装渣油加氢装置与硫磺装置之外，其余装置均能够稳定运行。第三，通过对渣油加氢装置换剂期间生产方案进行优化，可以提高换剂期间原油的加工量，确保常减压与加氢裂化装置的稳定运行。该炼油厂内部物料控制更加平衡，产品质量得到明显提升。

3 结束语

综上，通过对渣油加氢装置换剂期间生产方案进行全面优化，可以保证渣油加氢装置在换剂期间取得较好的经济效益。重油催化裂化原料硫含量的不断上升，在实际工作中，相关人员要结合汽油加氢装置处理特点，合理确定催化裂化原料硫含量。在此炼油厂中，主要采用汽油加氢处理方法，硫质量分数不宜超过1%。

参考文献：

[1]郭强，刘铁斌，韩坤鹏.400万t/a渣油加氢脱硫装置能耗分析及生产运行探讨[J].当代化工，2020，49（02）：493-496.

[2]鞠林青，李宁，刘亭亭，刘博，纪文峰.改善渣油加氢脱硫和重油催化裂化组合工艺加工灵活性的研究[J].中外能源，2017，22（11）：72-75.

[3]高楠，邓文，高岩，李云鹏，关延卿，郑丽群.渣油加氢装置汽提塔頂空冷器的腐蚀泄漏分析[J].石油化工腐蚀与防护，2019，36（04）：58-60.

[4]韩坤鹏，戴立顺，聂红.两类典型渣油原料加氢过程中脱金属催化剂运转初期失活研究[J].石油学报（石油加工），2019，35（04）：621-627.

[5]曹庆峰，董相磊，刘鑫.沸腾床渣油加氢反应分离过程对渣油胶体体系稳定性的影响[J].石化技术，2019，26（06）：349-350.