改炼西哈混合原油对PK炼油厂的影响

柏锁柱

（中国石油国际勘探开发有限公司，北京100011）

哈萨克斯坦PKOP奇姆肯特炼油厂（简称PK炼油厂），始建于1985年，2018年9月完成现代化改造。该厂为燃料型炼油厂，设计加工能力为600×104t/a，主要装置有常压蒸馏、减压蒸馏、催化裂化、汽油加氢、催化重整、柴油加氢、煤油加氢、气体分馏、异构化、硫磺回收等装置，目前主要加工库姆科尔原油和阿克纠宾原油［1，2］。改造后，设计原油为西伯利亚原油、阿克纠宾原油和库姆科尔原油的混合原油。主要产品是92#/95#号汽油、柴油、航空煤油、重油、液化气。汽、柴油产品质量可满足欧V质量标准，目前按欧IV标准生产。

随着哈国库姆科尔原油的减产，从2020年底起，PK炼油厂将切换至加工西哈混合原油。由于混合原油偏重，改炼对该厂的各装置负荷、产品分布及各大平衡将产生较大影响，需采取相应对策。

1 西哈原油特性分析

1.1 混合原油组成

西哈混合原油仍以Kumkol（库姆科尔）和Actobe（阿克纠宾）原油为主，以及哈萨克斯坦国的5种其它原油，其组成比例见表1。

表1 西哈混合原油的构成

但是轻质Kumko原油的比例明显降低，Actobe和Buzachi等重质原油的比例增加。Actobe原油属于含硫中间基原油，原油钠含硫为49μg/g。新增Buzachi原油来自北布扎奇油田，该油田埋藏浅，原油黏度高、含酸且金属含量高，开发难度较大。

1.2 各馏分主要特性

西哈混合原油与炼油厂目前加工的库姆科尔和阿克纠宾混合油及其原设计原油性质对比分析见表2。

表2 各原油主要馏分性质分析

由表2可知，西哈混合原油的API度低，石脑油和煤油馏分少，而蜡油和渣油馏分多，另外，西哈混合原油其酸值和金属含量高，属于含酸原油。

PK炼油厂2次加工装置以200×104t/a的重油催化裂化装置为主，因此常压渣油的性质能否作为催化裂化原料是重要的分析因素。当前由于油品较好，100%的常压渣油直接作催化装置原料。

炼油厂现有减压蒸馏装置和减粘裂化装置不再运行，节省了炼油厂加工成本。西哈混合原油的常渣与当前常渣相比，其残炭差别不大，硫含量增加，氮含量降低，金属含量翻倍。金属含量的超标将严重影响催化裂化装置的催化剂寿命。因此，对于西哈混合原油，其常渣组分不再适宜单独作为催化裂化的原料，需掺炼部分蜡油馏分以改善原料的性质。常压渣油性质的对比见表3。掺炼减压蜡油馏分后，催化原料的性质得到明显改善，与当前催化原料性质相当。见表4。

表3 常压渣油（360℃+）的性质对比分析

表4 掺炼部分减压蜡油的催化原料

2 新原油对全厂的影响

2.1 各装置加工负荷情况

针对西哈混合原油，石脑油的切割点从100℃调整到90℃，以增产重整和航煤产品的数量；石脑油和煤油的切割点为140℃（煤油工况）/180℃（柴油工况）；煤油和轻柴油的切割点为240℃；轻重柴油的切割点为300℃，重柴油和常渣的切割点为348℃；减压蜡油和渣油的切割点为520℃。

针对西哈混合原油，需要运行减压蒸馏装置，以生产部分减压蜡油作为催化装置的混合原料，考虑到催化剂因素，催化原料的金属含量限制为25×10-6。西哈混合原油石脑油馏分少，因此催化重整和异构化装置的运行负荷降低。加工西哈混合原油后，各装置的加工负荷情况见表5。

表5 各主要装置设计规模及运行负荷情况

2.2 产品调和影响

当前根据生产计划，加工规模为550×104t/a。原油变更后，加工量按照600×104t/a分析其适应性，以确定瓶颈因素。全厂物料平衡情况见表6。

表6 变更前后全厂物料平衡（冬季）情况

（1）汽油产品PK炼油厂的汽油调和组分分别是加氢催化汽油、重整汽油、异构化油以及MTBE产品。原油变更后，由于重整加工量减少，汽油产品数量由221.3×104t/a降至209.4×104t/a。为保证半再生重整装置的长周期运行，重整汽油产品的辛烷值限定在RON96，因而全厂汽油调和所需的外购MTBE数量较原来有所增多［3］。

（2）柴油产品PK炼油厂的柴油主要来自柴油加氢装置，部分煤油馏分经过加氢后也作为柴油组分。为实现全部催化LCO的加工，柴油加氢装置处理能力需达到200×104t/a。原油变更后，柴油产量由161.7×104t/a增至187.9×104t/a。柴油加氢改造之前，部分催化LCO加工无法通过柴油加氢成为合格的柴油产品［4，5］。

（3）煤油产品 原油变更后，炼油厂的煤油产品数量由36.3×104t/a减少到30.8×104t/a。为实现较好的效益，需将石脑油和煤油的切割点提高到180℃，以增加重整装置的原料。尽管炼油厂也希望能够多产煤油产品，但是石脑油的最低负荷将影响到重整装置的运行。

（4）燃料油产品 目前，PK炼油厂的燃料油调和组分是常压渣油、催化油浆。原油变更后，燃料油产品数量由59.9×104t/a增至103.3×104t/a。燃料油增加的主要原因是全厂加工量提升，且西哈混合原油的渣油馏分更多，催化裂化装置无法全部加工处理，减压渣油只能作为燃料油的组分。

2.3 各大平衡的影响

原油变更后，全厂的汽油和煤油产品数量减少，柴油和燃料油产品数量增加，原油变更后，全厂的硫平衡没有明显的变化。

因石脑油馏分少，重整装置操作负荷已降低为71%，重整氢作为全厂最主要的氢源，导致全厂氢气不足。PK炼油厂的氢源主要是催化重整产氢，催化干气PSA提氢作为补充氢源。炼油厂的氢气用户主要是石脑油、汽油、煤油和柴油的加氢，其中柴油加氢为全厂最主要的氢气消耗单元。

3 应对新原油采取的措施

（1）为实现冬季工况满负荷生产，减压蒸馏装置需要进行改造以提高其处理量，从140×104t/a到160×104t/a，另外1个改造原因是以需要提高减压真空度，以适应夏季操作工况。

（2）由于西哈混合原油酸含量增大，需要开展腐蚀检测工作，并在减压塔顶采用注入中和剂、缓蚀剂和水等进行防腐。

4 结束语

加工西哈混合原油后，炼油厂的最大加工规模仍能到600×104t/a，由于新的原油更重且金属含量更高，炼油厂需重新启动减压蒸馏装置以得到部分减压蜡油馏分以改善催化装置的进料。

原油变更后，全厂的汽油和煤油产品数量减少，柴油和燃料油产品数量增加。因石脑油馏分少，重整装置操作负荷降已低为71%，重整氢作为全厂的最主要的氢源，导致炼油厂全厂氢气不足，全厂的硫平衡没有明显的变化。

为适应新原油工况，减压蒸馏装置需进行扩能改造，并增加减压真空度。柴油加氢装置也需进行适应性改造，以全部加工催化LCO产品。