炼油厂增加航空煤油产量技术措施分析

卞瑞庆

(中国石油长庆石化公司，陕西 咸阳 712000)

1 增产航煤背景

1.1 炼油产能过剩，成品油消费市场饱和

2019年，我国炼油能力达到8.6亿吨，但炼厂开工率不足76%，过剩炼油能力达到1亿t/a。成品油过剩问题突出，目前，柴油已达消费峰值，预计2025年左右汽油消费也将达到峰值。随着近年来大型炼化项目的逐渐投产，油品产能过剩局面将进一步加剧[1]。

1.2 航煤需求量增加

在汽油和柴油消费需求疲软的情况下，随着航空业的快速发展，航煤消费量大幅增长。2017年国内航煤表观消费量为3170万吨，同比上涨11.1%。2018年国内航煤表观消费量3450万吨左右，同比增长8.8%。预计未来5年国内航空煤油消费仍将快速增长[1]。以西部某枢纽机场为例，2016年，该机场航煤用量为 83.93 万吨，2017 年航煤用量为88.5 万吨。随着“一带一路”的发展，预计“十四五”期间及远期，机场旅客吞吐量将大幅提升。“十四五”期间，该机场还将建成投用T5航站楼，届时航煤年需求量将增加至150万吨，预测 2030 年航煤需求量将达到200万吨。

1.3 就地改造发展的需求

某炼厂是500万t/a的中小型炼厂，随着城市化的快速发展。面临城围炼厂的局面，面对大型炼化一体化的竞争，如何就地生存发展，是一道必须解决的难题。结合炼化行业产能布局调整及国内成品油市场需求变化，该炼厂充分利用毗邻机场的有利条件，抓住航煤需求持续增长契机，提出打造成为百万吨航煤基地的目标，增强就地发展的实力和核心竞争力。

2 2019年技改前航煤生产情况

该炼厂从2017年开始积极增产航煤产量，将60万t/a液相柴油加氢装置改造为航煤加氢装置，停运15万t/a航煤精制装置，加氢航煤产品于2017年11月底顺利通过航鉴委评审验收，满足各项指标要求，2018年航煤产量首次突破60万吨，将此阶段定为打造百万吨航煤基地的第一阶段。

该炼厂涉及航煤生产的装置有三套，常减压装置常一线抽出约8.37%的航煤组分至航煤加氢装置进行加工，按照500万t/a加工量计算，航煤产量为41.85万t/a。按照实际加工原油480万t/a计算，航煤产量为40.18万t/a。如表1所示。

表1 技改前常减压航煤收率

加氢裂化装置航煤抽出率约34.62%，按照120万t/a加工量计算，航煤产量为41.54万t/a，因原料受限，装置实际加工量维持在90万t/a，航煤产量为31.16万t/a。因此该炼厂在打造百万吨航煤基地的第一阶段已具备71.34万t/a航煤生产能力，但距离年产百万吨航煤还有一定差距，需要对增产航煤潜力进行分析，并通过技术改造措施实现航煤产量提升。如表2所示。

表2 技改前加氢裂化航煤收率

3 增产航煤潜力分析

3.1 常减压增产航煤潜力

对该炼厂原油进行馏程分析，140～240 ℃ 的航煤质量收率为13.98%，160～250 ℃ 的航煤质量收率为12.45%，170～250 ℃ 的航煤质量收率为11.18%，三组馏程的航煤收率均超过11%，比第一阶段常减压的航煤收率提高3%左右。结合石脑油的拔出率，常减压的航煤馏程温度控制在150～240 ℃ 为宜，干点若控制在 250 ℃，易造成闪点偏高[2]。干点控制在 240 ℃，预计航煤收率在12%左右，较第一阶段航煤收率提高4%左右。按照500万t/a加工量计算，常减压航煤产量为60万t/a，按照实际加工量480万t/a计算，常减压航煤产量为57.6万t/a。

3.2 加氢裂化增产航煤潜力

改造前加氢裂化按照120万t/a加工量计算，航煤产量为41.54万t/a，按照90万t/a加工量计算，航煤产量为31.16万t/a。通过将催化剂装填为多产航煤的催化剂后，可将航煤收率由34%提高至40.15%，按照加工量120万t/a和90万t/a计算，航煤产量分别提高至48.18万t/a和36.14万t/a。

因此，两套装置航煤生产潜力按照满负荷计算，产量为108.18万t/a，按照实际加工负荷计算，产量为93.74万t/a，满足打造百万吨航煤基地的要求。

4 增产航煤技术改造

按照打造百万吨航煤基地的总体部署，根据增产航煤潜力分析，实施第二阶段增产航煤技术改造。通过实施500万t/a常减压装置增产航煤改造、60万t/a航煤加氢分馏系统改造、140万t/a柴油加氢掺炼催化柴油改造、120万t/a加氢裂化装置更换多产航煤催化剂、航煤储运系统扩建、新铺设厂区至中航油公司航煤管道等工程，实现百万吨航煤生产目标。

5 技改前后航煤收率对比

2019年7-8月全厂停工检修，对装置实施技术性改造。装置开工后，各项指标运行正常，因航煤市场需求及2020年疫情影响，航煤需求量没有达到预期目标，2020年全年航煤产量只有67.87万吨，增产航煤的效果没有体现。随着2021年国内航空市场的逐渐恢复，航煤需求量不断增加，尤其是2021年7月的航煤销量达到7.41万吨，按此计算年产量接近90万吨，和改造后的目标值接近。因此以2021年7月的装置运行指标和检修前运行指标及设计指标进行对比分析，评价技改效果。

5.1 常减压航煤收率对比

对比检修前后航煤收率变化，2021年7月航煤收率提高至11.06%，较检修前提高2.69%，较设计收率低0.95%，基本达到设计目标(表3)。表明通过改造后，航煤收率提高明显。常减压物料平衡中，轻质油收率较检修前提高1.48%。

表3 常减压改造前后主要产品分布对比

5.2 加氢裂化航煤收率对比

对比检修前后航煤收率的变化，2021年7月航煤收率提高至39.91%，较检修前提高5.29%，较设计收率低0.24%，基本达到设计目标(表4)，表明通过改造后，航煤收率提高明显。

表4 加氢裂化改造前后主要产品分布对比

5.3 掺炼催化柴油比例变化

对比检修前后掺炼催化柴油比例，140万t/a柴油加氢装置由检修前的17.44%提高至2021年7月的21.79%，提高4.35%。加氢裂化装置由检修前的5.26%降低至2021年7月的2.27%，降低2.99%，降低掺炼催柴比例，对提高航煤产率有利。见表5。

表5 掺炼催化柴油比例变化

6 航煤产品质量分析

航空煤油是石油产品中指标项目最多，指标要求最严的产品之一[2]。技术改造后，在增加航煤产量的同时，航煤产品各项指标均满足要求。见表6。

表6 航煤储罐产品质量

7 结论

1)通过实施增产航煤技改后，常减压航煤收率由8%提高至12%，加氢裂化航煤收率由34%提高至40%，改造后航煤产量接近100万t/a，并通过扩建航煤储罐，铺设第二条航煤管道至机场等措施，该炼厂成功打造成为百万吨航煤基地。2)对2021年7月的运行数据和设计数据进行对比分析，常减压装置和加氢裂化装置航煤收率均满足设计要求。3)增产航煤技改后，航煤产品各项指标均满足要求。