炼厂如何优化加工

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炼厂如何优化加工

目前,我国炼油行业经过快速发展,面临产能过剩,柴油消费见顶,市场竞争剧烈的局面。同时,产品质量升级步伐加快、节能环保要求日趋严格,炼厂只有综合运用各种优化手段,挖潜增效,才能提高竞争能力。


1   炼厂生产过程中存在的主要问题


目前,不同炼厂在生产过程中存在的问题不同,综合大部分炼厂情况,共性问题如下。


1.1  原油性质波动大,不利于装置稳定、优化运行

大部分炼厂缺乏原油调合设施,由于原油品种多,且到厂不均匀,造成原油性质波动大,对长周期稳定和优化运行不利。

1.2  加工高含硫原油存在瓶颈

部分炼厂由于设备材质未升级,常减压、催化裂化硫含量设防值低,造成原油选择困难,炼厂不得不采购低硫中间基调和高含硫中间基、环烷基原油,导致原油成本偏高。部分低硫渣油进延迟焦化或渣油加氢加工,降低了炼厂的效益。

1.3  重油加工不优化

由于满足渣油加氢进料要求的原油可选范围有限,在生产实际中,为了保证装置长周期运行,掺渣率往往低于设计值,造成部分渣油进焦化,损失效益。和渣油加氢配套的重油催化生产运行方案不优化,造成催化剂金属污染失活、水热失活严重,产品分布不理想。大部分常减压装置都没有达到减压深拔的标准,导致延迟焦化进料残炭约20%,减压渣油TBP切割点只有540~ 545℃,重蜡油进延迟焦化生焦,损失效益。油浆没有较好的深加工路线,出厂的不含税价很低,甚至是负值。

1.4  连续重整开工不足

目前,连续重整是炼厂效益最好的装置之一,但受原油加工量、原油成本限制,部分炼厂连续重整不能满负荷运行。

1.5  用氢成本高,节氢潜力较大

以氢气利用率为95%的炼厂为例,若吨原油耗纯氢10.03 kg,按11000元/吨纯氢计算,吨原油用氢成本110元,超过了外购燃动和辅材的总费用。目前,大部分炼厂燃料气中H2含量超过20%(v),少数炼厂燃料气中H2含量超过35%,氢气利用率低于 90%。氢气系统优化往往注重含氢气体回收,较少关注源头优化、很少开展梯级利用、更没有深入思考氢回收装置是否设置合理。

1.6  柴油消费见顶,出厂困难

柴油消费见顶下滑,同时质量升级加快。为了满足十六烷值和多环芳烃含量的要求,催化柴油的后路加工是关键。近年来,涌现了LTAG、FD2G、RLG、MHUG-Ⅱ、催化柴油制PX原料、催化柴油调船用燃料油等技术,但仍存在技术适用性、成熟度等问题。

1.7  汽油质量升级进一步加快,航空煤油产能和规划需求之间的缺口较大

国Ⅵ B乙醇汽油不能调入MTBE,芳烃、烯烃、蒸汽压指标进一步降低。短时间内MTBE装置改造为叠合装置、新建烷基化装置等压力较大。航空煤油产能和规划需求之间的缺口较大,受冰点限制,靠提高干点的措施增产手段有限,需规划建设或改造装置,把部分直馏柴油转化成航空煤油。

1.8  存在重视局部利益,牺牲全局利益的问题

炼厂之间在原油、产品出厂等方面存在资源分配不优化的问题。炼厂内部存在多目标优化,目标之间相互影响,影响整体效益。如提高装置分离效率和降低能耗;提高单装置液收、轻收、高价值产品收率和提高全厂效益;降低催化裂化剂耗和提高转化率的目标相互影响。如有些炼厂只要求增加催化汽油收率,却不考虑由此而付出的代价;有的只考核装置的生产成本,如能耗、剂耗,而不考核边际效益。

2   炼厂优化加工的思路和对策

针对上述问题,建议在原油采购、原油调和与加工、加工方案制定、装置操作、产品结构优化、产品调和、氢气利用、燃料、蒸汽动力系统等方面深入开展优化增效工作。从降本和增效两方面入手,一方面降低原料和生产成本,降低吨油成本;另一方面优化产品结构,提高吨产品价值。具体思路如下。

2.1  原油采购和加工优化

原油采购的品种和数量、采用何种加工方案是炼厂加工优化的首要问题。尽管原油成本在加工成本中占比最大,但并不意味着原油成本越低,效益越好,需综合考虑操作成本、产品结构及长周期运行风险等因素。线性规划(LP)及炼油全流程优化(Petro-SIM桌面炼油厂)模型是目前解决该类优化问题的主要工具。

LP模型求得优解后,可以获得边际油种和影子价格、产品盈利能力和灵敏度分析等,而桌面炼油厂模型则可根据动力学模型更加准确地计算产品分布和产品性质。


LP模型和桌面炼油厂模型需要相互配合。应用LP模型解决原油、库存、装置负荷、产品配合约束等问题,应用桌面炼厂模型解决加工流程优化、装置操作优化、产品调和优化等问题。

LP需要准确的装置子模型才能较好地反映原料和操作条件变化后,产品收率和性质的变化。国际上通常用动力学模型生成LP模型所需数据,国外先进公司的LP模型带有详细的装置子模型,国内企业的LP模型在这方面差距较大。

2.2  原油调和

进常减压装置原油性质如API、硫、酸值、水含量稳定是炼厂优化加工的重要保障。应用原油调和技术,稳定原油性质,有利于常减压及后续装置平稳运行。也为常减压及后续装置实施先进控制(APC)和在线实时优化(RTO)等调优手段创造条件。

2.3  加工流程优化

炼厂的加工流程中重油平衡、石脑油平衡、柴油平衡、氢气、燃料、酸性气系统平衡对炼厂盈利能力影响很大。不少炼厂在装置设防值以及上述平衡方面存在瓶颈,从而限制了加工原油的品种和数量,提高了原油成本,有的可能影响开工负荷,最终影响盈利能力。因此,在规划阶段,要十分重视加工流程优化。



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