高酸原油及加工

9
～ 250 275
3.67
16.57
0.8766
304.5
10
～ 275 300
11
～ 300 320
12
～ 320 350
13
～ 350 360
14
～ 360 395
15
～ 395 425
16
～ 425 450
17
～ 450 475
18
～ 475 500
19
～ 500 520
20
～ 520 545
中海石油炼化有限责任公司
5
一、 高酸原油的资源、性质及分布
1.高酸原油的资源
含酸原油分类：
含酸原油：酸值＞0.5mg KOH/g 高酸原油：酸值＞1.0mg KOH/g
高酸低硫重质原油—四大洲的五个主要产油区 高酸高硫重质原油—委内瑞拉、美国南加利福尼亚
高酸低硫重质原油的生产分布
欧洲，以西北欧的北海原油为代表； 美洲，以巴西的玛琳（Marlim）原油为代表； 非洲，以西非的奎土（Kuito）和苏丹（Fula、Dar Bland）为代表； 亚洲，以中国的渤海原油（如蓬莱原油）为代表
1874-2300
3.55-5.05
1.19 19.87 10.36 11.02
7.13-10.53
0.03 0.13-0.62
199.33 2.42 0.18 2.92 ＜0.10 3.2 11.85
低硫重质中间基
20.33 54.18
玛琳
0.9326 -8.1 78.62 6.78 0.68 3700 1.27
0.49
0.49
0.7288
3.77
0.57
1.06
0.7389
1.26
0.87
1.93
0.7536
1.89
1.25
3.18
0.7723
6.29
1.72
4.90
0.7947
24.53
2.27
7.17
0.8247
63.96
3.78
10.95
0.8516
116.6
1.95
12.90
0.8671
230.7
中海石油炼化有限责任公司
6
一、 高酸原油的资源、性质及分布
年份 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
1998－2004年的高酸原油的产量
北欧 (kb/d) 510 580 600 630 725 765 740
美洲 (kb/d) 910 1160 1415 1675 1815 1875 1935
5.88 5.79 3.72 3.79
酸度/酸值 mgKOH/100mL /mgKOH/g
曹妃甸原油
0 2.05 22.82 149.98 1.45 2.89 3.29 3.78
酸度 酸值
中海石油炼化有限责任公司
11
一、 高酸原油的资源、性质及分布
14
12
10
， 值 酸
mgKOH/g8
6
4
2
0 0
1.55
＜0.10
＜0.10
8.24
8.34
1.02
13.63
＜0.10
0.81
67.8
15.6
9.8
38.2
11.7
12.25
11.85
11.9
11.65
低硫重质中间基 低硫环烷中间基 低硫重质中间基 低硫中质中间基 含硫重质中间基
26.77
21.83
44.75
34.72
63.92
51.19
72.07
机会原油
定义 一般是指金属、硫、酸含量高且密度大的原油 高酸重质原油是典型的机会原油
酸值高、轻组分少、密度和粘度大、胶质沥青质含量高、盐含量和重金属含量高，造成设备腐 蚀严重、产品质量与环保问题突出、可加工性差
加工机会原油的成本和效益简介
原油价格优势—约为普通原油价格的80%左右 经济效益
扣除增加的加工附加费（1.15～10.73美分/bbl ） 额外增加的经济效益约43.54～62.7美分／bbl
含盐量高
腐蚀\结垢\脱盐\催化剂中毒
贮罐脱水\脱盐（同上） \塔顶腐蚀控制\工艺阻垢剂
有机氯化物含量大
腐蚀\ HDS催化剂中毒
塔顶腐蚀控制\ HDS反应器床处理
酸含量高 腐蚀（含水及高温）
（总酸值，环烷酸值）
硫含量高（H2S及硫醇） 腐蚀\产品质量\运输、贮存及安全
塔顶腐蚀控制\高温腐蚀控制\材质升级 塔顶腐蚀控制\ H2S捕捉剂
关键：制订策略去研究、处理机会原油的加工问题，采取正确的策略保证设备可 靠性和运行时间不缩短
中海石油炼化有限责任公司
3
前言
中国海油惠州炼油介绍
规模：1200万吨/年，世界第一套全转化高酸原油的特大型炼厂 针对炼制机会原油的潜在风险，做了大量工作，保证成功投产和平稳运行
原油评价、装置设计 工程建设 试车 高酸原油加工：
原油 流花 新疆管输 杜里 罕戈 奎土
密度 g/cm320℃ 凝固点 ℃ 粘度 mm2/s50℃ 残炭 % 硫% N ppm
0.9208 -8
67.96 6.7 0.243 2569
0.907 -17.5 100.8 4.75 0.131
-
0.921 10
179.5 7.61 0.221 2235
0.8829 ＜-20 14.64 5.28 0.661 2538
Ni
5.68
9.8
36.61
8.41
41.96
Cu
金分ppm属析
V Ca Mg
Pb
Na
As
盐 mgNaCl/L
特性因素 K
原油类别
轻收 %
总拔 %
0.04
0.34
＜0.03
＜0.03
0.41
0.42
1.43
14.46
39.12
11.5
12.22
0.33
1.18
1.28
1.78
＜0.03
0.47
0.12
高酸原油加工问题示意图
中海石油炼化有限责任公司
16
二 、高酸原油加工存在的问题
1. 高温环烷酸腐蚀及其影响因素
高温环烷酸腐蚀主要发生在温度大于200℃特别是220℃、与环烷酸密切接触的设备 部位，其中腐蚀最严重的是常减压蒸馏装置的减压塔系统（包括减压加热炉、转油 线、减三、减四线、减压塔进料段及以下部位、减压塔内件等部位）
21
＞545
3.51 3.29 5.23 1.65 5.72 5.67 5.74 6.27 5.06 3.25 3.80 34.24
20.08 23.37 28.60 30.25 35.97 41.64 47.38 53.65 58.71 61.96 65.76 100
0.8791 0.8776 0.8946 0.9036 0.9096 0.9166 0.9342 0.9347 0.9347 0.9323 0.9352
金属负荷大 （钙、汞、 铁、硒…）
\
\
\
结垢 催化剂中毒 产品质量
SH&E
去除脱盐装置杂质\工艺阻垢剂\废水处理
镍/钒含量大 原料兼容性差
\
催化剂中毒
FCCU操作
结垢\脱盐\能耗
FCCU金属钝化方案 工艺阻垢剂
上游添加剂
结垢\发泡\脱盐\腐蚀\ WWTP
贮罐脱水\脱盐（同上） \塔顶腐蚀控制\工艺阻垢剂\废水处理
* 胶质+沥青质含量
8
一、 高酸原油的资源、性质及分布
高酸原油主要特点： 原油API度较低、密度大（多数大于0.93kg/m3）、粘度高， 尤其是沥青或胶质含量较高； 原油酸值高（如蓬莱19-3的酸值3.57mgKOH/g），但多数硫 含量相对较低； 凝点较低； 高酸原油一般具有较高的氮含量； 高酸原油的重金属含量较高； 高酸原油蒸馏的轻质油收率较低。
工艺、设备腐蚀控制与监控 长周期运行管理 专业化的三剂管理 污水处理与环保
2009年4月全厂投运，目前各装置运行平稳、产品质量优异，并成功炼制 十几种高酸原油，在技术、经济和安全、环保等各个方面取得令人满意的 成果
中海石油炼化有限责任公司
4
前言 一、高酸原油的资源、性质及酸分布 二、含酸原油加工存在的问题 三、加工高酸原油常减压装置的设计与做法 四、运行效果的评价 五、装置目前存在的问题及改进措施 六、结束语
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13
二 、高酸原油加工存在的问题
含酸原油的典型特性、工艺挑战与解决方案
原料的典型污染物
工艺挑战
解决方案
可过滤固体含量高
\\
\
结垢 发泡 脱盐效率 环保
\
贮罐脱水 脱盐（也列为工艺挑战）
\工艺阻垢剂\废水处理
含水量大
脱盐\产品质量\腐蚀\发泡\能耗
贮罐脱水\脱盐（同上） \塔顶腐蚀控制
11.3 11.5 11.5 11.5 11.5 11.6 11.6 11.7 11.8 12.0 12.1
10
一、 高酸原油的资源、性质及分布
典型海洋原油在常减压装置各侧线的酸值（度）数据
样品名称
常顶汽油 常一线油 常二线油 常三线油 减一线油 减二线油 减三线油 减四线油
蓬莱19-3原油
0 228.69 404.44 553.77
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9
一、 高酸原油的资源、性质及分布
3.高酸原油的酸分布
序号 沸点范围 ℃
1
＜80
2
～ 80 100
3
～ 100 120
4
～ 120 145
5
～ 145 170
6
～ 170 200
7
～ 200 235
8
～ 235 250
每馏占分原油%P（Lm1/m总9）收-3率原油实密沸(度20g℃点/cm) 蒸3 馏及凝℃各点 窄馏m/分1酸g0K0度性OmHL质
高酸原油酸值分布图
100
200
蓬莱19－3－2原油 克拉玛依1号 单家寺
300
400
沸点，℃
蓬莱19－3－4
苏丹Fulan2a 新疆混合原油
500
600
哈萨克斯坦 苏丹Fulan2b
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12
前言 一、高酸原油的资源、性质及酸分布 二、含酸原油加工存在的问题 三、加工高酸原油常减压装置的设计与做法 四、运行效果的评价 五、装置目前存在的问题及改进措施 六、结束语
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14
二 、高酸原油加工存在的问题
含酸原油加工的潜在问题
问题区域
问题说明
罐区 电脱盐罐
塔顶腐蚀 换热系统 废水处理
• 罐内污油量的增加
• 罐的容量减少
• 排水带油 • 乳化层加厚
• 脱后原油含水量高 • 处理量的降低
• 塔顶有机酸加剧腐蚀 • 塔顶结盐趋势增加
• 换热系统结垢趋势增加 • 能耗高
16.98* 2.92
16.6
24.7
179
含硫重质环烷基
达混合原油
0.9 38 23.7 7.7 0.11 3370 3.68
6.92 60.63 0.16 1.06 5.77 0.62 ＜0.10 41.94 ＜0.10 17.4 12.2
低硫中质石蜡基
21.5 48.1
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• 问题较多，见下图所示：
高固体含量
高油脂量
高COD 高有机酸
Hale Waihona Puke Baidu
高氨氮
Equal. 高油脂量
FDA API
DAF
Waste To Centrifuge
高固体含量
Clarifier
Waste To Belt Press
金属排放超标 如Hg, Se等,
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15
二 、高酸原油加工存在的问题
高酸原油及其加工
吴青
中国海油炼化与销售事业部惠州炼油分公司 2010年3月
目录
前言 一、高酸原油的资源、性质及酸分布 二、含酸原油加工存在的问题 三、加工高酸原油常减压装置的设计与做法 四、运行效果的评价 五、装置目前存在的问题及改进措施 六、结束语
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2
前言
炼油工业的挑战
原油资源的重质化、劣质化 生产过程清洁化 生产清洁燃料和高附加值石化产品
<-40 -30 -14 -10 -6 2 6 24
395.9 471.4 470.6
酸值
mgKOH /g
6.19 5.74 4.34 2.68 2.26 3.23 3.94 4.16
中海石油炼化有限责任公司
特因性数
11.3 11.7 11.7 11.6 11.5 11.3 11.2 11.2
11.2
67.1
蓬莱19-3
0.9276 -32
97.91 6.11 0.32 3000 3.57
17.7* 6
31.34
1.17
130
含硫重质环烷中间基
辽河
0.9338 3
509.4 8.98 0.2 4700 2.12
18.54* 7.5 46.6 0.17
低硫环烷基
多巴
0.9309 -13 141.9 5.47 0.16
西非 (kb/d) 100 110 170 200 255 265 475
远东 ( kb/d)
770 770 770 795 795 805 805
总量 (kb/d) 2290 2620 2955 3300 3590 3710 3955
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7
一、 高酸原油的资源、性质及分布
2.典型高酸原油的主要性质
主要集中在常减压与污水处理系统 惠炼的常减压蒸馏装置，除高温腐蚀所带来的巨大风险问题外，还有污油量增加， 废水处理系统困难以及原油单炼或掺炼的约束性等问题。下图描述了除产品质量控 制外的问题所在方面，即罐区、电脱盐罐、换热器系统、塔顶系统、废水处理系统 等。
塔顶
原油罐区
电脱盐罐 电脱盐排水
换热系统
废水处理系统
0.9283 ＜-20 54.83 6.54 0.691 4439
酸值 mgKOH/g 1.12
4.51
1.4
0.51
1.9
沥青质 % 胶质 % 蜡含量 %
Fe
4.12 16.56 6.37 2.45
12.58*
5.42 19.14 13.55 12.51
1.63 12.19 1.51 7.89
1.55 28.34 1.52 14.16