溶剂脱沥青装置加工渣油分析
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
( 1) wenku.baidu.com渣油组分中的轻组分含量低于原混合
原料; ( 2) 溶脱装置采用的抽提溶剂是混合 C4 组 分，其中 C3 等轻组分含量比较高( 约 3% ) ，导致 溶剂的选择性变差。
3． 2 洗涤油的收率经济预算
目前装置实际加工原料是: 减压渣油、洗涤油
和Ⅰ套焦化装置重蜡油的混合渣油。改变生产原
料进装置后，考察加工纯渣油( 阿曼和巴士拉) 的
3． 3 能 耗
生产装置的能源消耗是衡量经济效益的一个 重要 指 标，能 耗 低 则 生 产 成 本 低，产 品 的 利 润 升 高。相关能耗数据见表 5。
表 5 溶脱装置能耗( 标准油) 对比 Table 5 Compare of energy consumption( reference oil)
1 原料性质 在满 足 DOA 质 量 ( 运 动 黏 度) 合 格 的 前 提
下，考察溶脱装置加工阿曼、巴士拉混合渣油的产 品收率。纯渣油与原混合原料物理性质见表 1。
从表 1 可以看出，两种原料的性质相差较大， 纯渣油的残炭值和运动黏度都比原混合原料高; 特别是在温度为 150 ℃ 时，纯渣油的运动黏度高 达 110． 0 mm2 / s，是原混合原料运动黏度的 2 倍 多。在密度相近的条件下，通过四组分分析可以 推测出: ①与原混合原料相比，纯渣油的胶质、沥
deasphalting unit
项目 流量 /t·h －1 洗涤油浆量 /t·h －1 P101 出口流量 / t·h － 1 剂油比 V102 进料温度 / ℃ V102 顶压力 / MPa T102 背压 / MPa T102 顶压力 / MPa
原混合原料 23． 32 42． 75 67
4． 0 ～ 5． 0 130 ～ 140 3． 9 ～ 4． 2
关键词: 溶剂脱沥青 渣油 脱沥青油 脱油沥青
溶剂脱沥青是从减压渣油中制取高黏度重质 润滑油发展起来的技术，目前为止已有 60 余年的 历史。随着世界范围内原油资源重质化、劣质化 速度的加快和对轻质油品需求的不断增加，溶剂 脱沥青工艺作为渣油加工的重要手段，日益受到 重视［1-2］。
中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司 ( 镇海炼化) 溶剂脱沥青装置( 以下简称溶脱装 置) 原设计以减压渣油( 渣油、催化裂化油浆和洗 涤油按一定比例混合) 为原料，设计处理能力为 0． 60 Mt / a，年运行时间 8 400 h，以混合 C4 组分作 为抽提溶剂，采用超临界萃取技术回收溶剂，可生 产脱沥青油( 以下简称 DAO) 和脱油沥青( 以下简 称 DOA ) ，DAO 作 为 蜡 油 加 氢 装 置 的 原 料，而 DOA 主要作为化肥的原料，同时也用于沥青调合 原料。由于镇海炼化渣油库存量较高，尝试利用溶 脱装置加工纯渣油，考察装置的处理能力及产品质 量，为重油轻质化技术的发展提供依据。
33． 92 62． 76
洗涤油 1 168 56． 72 43． 85
重蜡油 50 100
原混合原料 1 635 52． 23 47． 33
以纯渣油的收率不变估算洗涤油的 DAO 收 率为 56． 72% 。根 据 公 司 核 算 单 位 提 供 的 结 算
价，加工 1 t 洗涤油的经济效益为 76． 02 RMB ￥ ， 当处理量为 48 t / h 时，基本能平衡公司洗涤油产 量，此时经济效益为 3 649 RMB ￥ / h。
情况下，洗涤油则不进装置，其收率数据见表 4。
表 4 洗涤油作原料时溶脱装置的收率 Table 4 Yield of solvent deasphalting unit while
washing oil as feedstock
项目 原料 /t·d －1 DAO 收率，% DOA 收率，%
纯渣油 417
of pure residue and mixed feedstock kg / t
项目 水 新鲜水 凝结水 电 1． 0 MPa 蒸汽 燃料气 热出料 合计
纯渣油 － 0． 21 0． 00 － 0． 21 5． 90 4． 46 25． 92 － 1． 02 35． 06
原混合原料 － 0． 19 0． 00 － 0． 19 5． 90 3． 88 19． 40 － 1． 68 27． 31
看不见 看不见 438 420
1． 4 2． 4 22． 0 24． 8
纯渣油
Ⅰ
Ⅱ
53． 1 46 320． 0 3． 10 1 018． 3
56． 9 34
4． 76 5． 30 932． 2 933． 7
看不见 看不见 518
0． 5 0． 1 5． 0 6． 6
分析表 6 数据可知: ( 1) 加工纯渣油得到的 DOA 产品的软化点 较低，针入度较大，运动黏度较小，说明 DOA 产品 中轻组分含量高; ( 2) 加工纯渣油得到的 DAO 产品的 500 ℃ 体积馏出量少，但密度和残炭值均比加工混合渣 油的产品低，说明得到的 DAO 馏分比较窄; ( 3 ) 加 工 纯 渣 油 时，溶 剂 与 DOA 分 离 效 果 较差。
第3 期
胡勇刚等． 溶剂脱沥青装置加工渣油分析
— 11 —
度( 即抽提温度) 降低了 5 ℃ 。F101 出口温度增 加了 3 ℃ ，F102 出口温度增加了 4 ℃ ，导致炉子 温差增加了近 10 ℃ ; ②为了保证抽提效果，剂油 比从 4． 48 提高至 5． 5，也增加了燃料消耗。
( 2) 蒸汽。纯渣油物性比原混合原料物性 差，胶质和沥青质等重组分含量高，增加了溶剂与 DOA、溶剂与 DAO 分离的难度，因此标定期间蒸 汽单耗( 标准油) 为 4． 46 kg / t，原混合原料蒸汽单 耗为 3． 88 kg / t，增加了 0． 58 kg / t。 3． 4 产品质量
DAO w( 硫) ( 荧光法) ，% 残炭，% 密度 / kg·m － 3 馏程 /℃ 初馏点 10% 馏出量 / mL 350 ℃ 500 ℃
原混合原料 ⅠⅡ
58． 3 56． 1 24 29
420． 0 360． 0 3． 67 3． 01 1 038． 1 1 037． 7
2． 31 2． 05 5． 09 5． 01 944． 5 944． 2
从表 5 数据分析得出，溶脱装置处理纯渣油 时，装置的综合能耗( 标准油) 为 35． 06 kg / t，劣于 设计值( 33． 4 kg / t) 。综合能耗每月比原混合原 料提高了 7． 75 kg / t，主要原因是燃料气和蒸汽的 消耗量增大，具体分析如下:
( 1) 燃料气。加工纯渣油时燃料气的能耗 ( 标准油) 为 25． 92 kg / t，加工原混合渣油时的能 耗为 19． 40 kg / t，燃料气消耗增加 6． 52 kg / t，主要 原因是: ①加工纯渣油时，加热炉( F101) 进料温
收稿日期: 2010 － 12 － 21; 修改稿收到日期: 2011 － 01 － 20。 作者简介: 胡勇刚，高级技师，主要从事渣油加工工艺。 * 联系人: 孙宇，E-mail: sycup911@ 163． com。
— 10 —
炼油技术与工程
2011 年第 41 卷
常生产，增强 V102 中气、液两相分离效果，对操
物料平衡是反映生产装置平稳运行的一个重
要技术参数，体现装置的生产能力，掌握物料平衡
是生产装置操作的一个关键。考察的纯渣油和原
混合原料的物料平衡数据如表 3 所示。
表 3 纯渣油与混合物料的物料平衡对比
Table 3 Compare of material balance of pure residue
由表 3 分析得知，当溶脱装置的纯渣油加工 量为 1 347． 12 t / d 时，小时平均处理量为 56． 13 t / h 时，DAO 的收率约为 30． 78% ，DOA 的收率约为 69． 22% 。
结合表 1 和 表 3 的 数 据，分 析 溶 脱 装 置 的 DAO 收率偏低的主要原因为:
升至4． 3 MPa; ( 5) DOA 汽提塔( T102) 塔顶压力降
低 0． 06 MPa，以提高 T102 油与溶剂之间的分离效
果; ( 6) T102 背压由 2． 8 MPa 下调至 2． 6 MPa。
表 2 溶脱装置主要操作条件 Table 2 Main process conditions of solvent
青质质量分数较高，经过溶脱装置可提高 DOA 收 率; 同时也增加了溶剂分离难度，提高了装置的能 耗; ②纯渣油的饱和烃、芳烃质量分数相对于原混 合原料低，势必降低溶脱装置的液体收率。
表 1 纯渣油与混合原料的物理性质 Table 1 Physical properties of pure residue
4结论 ( 1) 纯渣油物性差，胶质、沥青质等重组分含
量较高，所以，DOA 收率高，达到 69% 以上; 加工该 纯渣油时，V102 界位处于 60% ～ 70% 运行，原料与 溶剂容易在抽提器中形成混相，打破抽提平衡;
纯渣油 110． 0 2． 95 18． 97 995． 5 30． 7 23． 3 37． 8
8． 2
2 操作条件优化 由于纯渣油的物性较差，适当调整溶脱装置
相关主要生产运行参数，选择适宜的运行条件，相 关操作参数见表 2。
考察过程中，溶脱装置最高处理量为 56． 69 t /h。由于此次考察的纯渣油的性质比原混合原 料的物 理 性 质 差，由 表 3 可 知，加 工 纯 渣 油 时， DOA 的收率为 66． 52% ，导致抽提器( V102) 的液 位一直处于 60% ～ 70% 的高位运行，为了维持正
2011 年 3 月
炼油技术与工程 PETROLEUM REFINERY ENGINEERING
第 41 卷第 3 期
溶剂脱沥青装置加工渣油分析
胡勇刚，傅钢强，孙 宇*
( 中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司，浙江省宁波市 315207)
摘要: 利用溶剂脱沥青装置加工处理高密度的阿曼和巴士拉混合纯渣油，在适宜的操作条件下，考察了装置的 最大处理量和脱沥青油的收率，分析了脱沥青油和脱油沥青的产品性质。结果表明: 溶剂脱沥青装置处理纯渣油 时，由于纯渣油物性极差，导致脱沥青油收率为 30． 78% ，脱油沥青收率为 69． 22% ，装置能耗相比加工原混合原料 时增加了 28． 38% 。
选取溶脱装置两组加工纯渣油和原混合原料数 据，对应的 DOA 和 DAO 的主要物性如表 6 所示。
表 6 产品性质对比 Table 6 Compare of product properties
项目
DOA 软化点 /℃ 针入度( 25 ℃) / ( 1 /10 mm) 运动黏度( 150 ℃) / mm2·s －1 w( 硫) ( 荧光法) ，% 密度 / kg·m － 3
and mixed feedstock
原料 /t·d －1
渣油 洗涤油 重蜡油 合计
1 347． 12 0
0 2 222
417 1 168 50 1 635
DAO 产量 / t 收率，%
684 30． 78 870 53． 21
DOA 产量 / t 收率，% 1 538 69． 22
765 46． 79
2． 80 0． 71
纯渣油 56． 69
0 58 5． 0 ～ 6． 0 125 ～ 135 4． 2 ～ 4． 3 2． 60 0． 65
通过 对 以 上 主 要 运 行 参 数 的 调 整，提 高 了 DAO 产品收率，增强溶剂与 DOA、溶剂与 DAO 之 间的分离效果。
3 结果分析
3． 1 物料平衡
作条件做出如下调整:
( 1) V102 进料温度由 130 ℃ 逐渐降至 125 ℃ ;
( 2) V102 的界位保持在 60% 以上运行，渣油处理
量从 67 t / h 下降至 58 t / h; ( 3) 剂油比由 3． 9 上升
至 6． 0; ( 4) V102 反应压力略有上升，从 4． 15 MPa
and mixed feedstock
项目 运动黏度( 150 ℃ ) / mm2 ·s － 1 w( 硫) ( 荧光法) /% 残炭，% 密度 / kg·m － 3 饱和烃，% 芳烃，% 胶质，% 沥青质，%
原混合原料 46． 50 2． 91 16． 93 996． 1 37． 3 40． 5 16． 4 5． 8
原料; ( 2) 溶脱装置采用的抽提溶剂是混合 C4 组 分，其中 C3 等轻组分含量比较高( 约 3% ) ，导致 溶剂的选择性变差。
3． 2 洗涤油的收率经济预算
目前装置实际加工原料是: 减压渣油、洗涤油
和Ⅰ套焦化装置重蜡油的混合渣油。改变生产原
料进装置后，考察加工纯渣油( 阿曼和巴士拉) 的
3． 3 能 耗
生产装置的能源消耗是衡量经济效益的一个 重要 指 标，能 耗 低 则 生 产 成 本 低，产 品 的 利 润 升 高。相关能耗数据见表 5。
表 5 溶脱装置能耗( 标准油) 对比 Table 5 Compare of energy consumption( reference oil)
1 原料性质 在满 足 DOA 质 量 ( 运 动 黏 度) 合 格 的 前 提
下，考察溶脱装置加工阿曼、巴士拉混合渣油的产 品收率。纯渣油与原混合原料物理性质见表 1。
从表 1 可以看出，两种原料的性质相差较大， 纯渣油的残炭值和运动黏度都比原混合原料高; 特别是在温度为 150 ℃ 时，纯渣油的运动黏度高 达 110． 0 mm2 / s，是原混合原料运动黏度的 2 倍 多。在密度相近的条件下，通过四组分分析可以 推测出: ①与原混合原料相比，纯渣油的胶质、沥
deasphalting unit
项目 流量 /t·h －1 洗涤油浆量 /t·h －1 P101 出口流量 / t·h － 1 剂油比 V102 进料温度 / ℃ V102 顶压力 / MPa T102 背压 / MPa T102 顶压力 / MPa
原混合原料 23． 32 42． 75 67
4． 0 ～ 5． 0 130 ～ 140 3． 9 ～ 4． 2
关键词: 溶剂脱沥青 渣油 脱沥青油 脱油沥青
溶剂脱沥青是从减压渣油中制取高黏度重质 润滑油发展起来的技术，目前为止已有 60 余年的 历史。随着世界范围内原油资源重质化、劣质化 速度的加快和对轻质油品需求的不断增加，溶剂 脱沥青工艺作为渣油加工的重要手段，日益受到 重视［1-2］。
中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司 ( 镇海炼化) 溶剂脱沥青装置( 以下简称溶脱装 置) 原设计以减压渣油( 渣油、催化裂化油浆和洗 涤油按一定比例混合) 为原料，设计处理能力为 0． 60 Mt / a，年运行时间 8 400 h，以混合 C4 组分作 为抽提溶剂，采用超临界萃取技术回收溶剂，可生 产脱沥青油( 以下简称 DAO) 和脱油沥青( 以下简 称 DOA ) ，DAO 作 为 蜡 油 加 氢 装 置 的 原 料，而 DOA 主要作为化肥的原料，同时也用于沥青调合 原料。由于镇海炼化渣油库存量较高，尝试利用溶 脱装置加工纯渣油，考察装置的处理能力及产品质 量，为重油轻质化技术的发展提供依据。
33． 92 62． 76
洗涤油 1 168 56． 72 43． 85
重蜡油 50 100
原混合原料 1 635 52． 23 47． 33
以纯渣油的收率不变估算洗涤油的 DAO 收 率为 56． 72% 。根 据 公 司 核 算 单 位 提 供 的 结 算
价，加工 1 t 洗涤油的经济效益为 76． 02 RMB ￥ ， 当处理量为 48 t / h 时，基本能平衡公司洗涤油产 量，此时经济效益为 3 649 RMB ￥ / h。
情况下，洗涤油则不进装置，其收率数据见表 4。
表 4 洗涤油作原料时溶脱装置的收率 Table 4 Yield of solvent deasphalting unit while
washing oil as feedstock
项目 原料 /t·d －1 DAO 收率，% DOA 收率，%
纯渣油 417
of pure residue and mixed feedstock kg / t
项目 水 新鲜水 凝结水 电 1． 0 MPa 蒸汽 燃料气 热出料 合计
纯渣油 － 0． 21 0． 00 － 0． 21 5． 90 4． 46 25． 92 － 1． 02 35． 06
原混合原料 － 0． 19 0． 00 － 0． 19 5． 90 3． 88 19． 40 － 1． 68 27． 31
看不见 看不见 438 420
1． 4 2． 4 22． 0 24． 8
纯渣油
Ⅰ
Ⅱ
53． 1 46 320． 0 3． 10 1 018． 3
56． 9 34
4． 76 5． 30 932． 2 933． 7
看不见 看不见 518
0． 5 0． 1 5． 0 6． 6
分析表 6 数据可知: ( 1) 加工纯渣油得到的 DOA 产品的软化点 较低，针入度较大，运动黏度较小，说明 DOA 产品 中轻组分含量高; ( 2) 加工纯渣油得到的 DAO 产品的 500 ℃ 体积馏出量少，但密度和残炭值均比加工混合渣 油的产品低，说明得到的 DAO 馏分比较窄; ( 3 ) 加 工 纯 渣 油 时，溶 剂 与 DOA 分 离 效 果 较差。
第3 期
胡勇刚等． 溶剂脱沥青装置加工渣油分析
— 11 —
度( 即抽提温度) 降低了 5 ℃ 。F101 出口温度增 加了 3 ℃ ，F102 出口温度增加了 4 ℃ ，导致炉子 温差增加了近 10 ℃ ; ②为了保证抽提效果，剂油 比从 4． 48 提高至 5． 5，也增加了燃料消耗。
( 2) 蒸汽。纯渣油物性比原混合原料物性 差，胶质和沥青质等重组分含量高，增加了溶剂与 DOA、溶剂与 DAO 分离的难度，因此标定期间蒸 汽单耗( 标准油) 为 4． 46 kg / t，原混合原料蒸汽单 耗为 3． 88 kg / t，增加了 0． 58 kg / t。 3． 4 产品质量
DAO w( 硫) ( 荧光法) ，% 残炭，% 密度 / kg·m － 3 馏程 /℃ 初馏点 10% 馏出量 / mL 350 ℃ 500 ℃
原混合原料 ⅠⅡ
58． 3 56． 1 24 29
420． 0 360． 0 3． 67 3． 01 1 038． 1 1 037． 7
2． 31 2． 05 5． 09 5． 01 944． 5 944． 2
从表 5 数据分析得出，溶脱装置处理纯渣油 时，装置的综合能耗( 标准油) 为 35． 06 kg / t，劣于 设计值( 33． 4 kg / t) 。综合能耗每月比原混合原 料提高了 7． 75 kg / t，主要原因是燃料气和蒸汽的 消耗量增大，具体分析如下:
( 1) 燃料气。加工纯渣油时燃料气的能耗 ( 标准油) 为 25． 92 kg / t，加工原混合渣油时的能 耗为 19． 40 kg / t，燃料气消耗增加 6． 52 kg / t，主要 原因是: ①加工纯渣油时，加热炉( F101) 进料温
收稿日期: 2010 － 12 － 21; 修改稿收到日期: 2011 － 01 － 20。 作者简介: 胡勇刚，高级技师，主要从事渣油加工工艺。 * 联系人: 孙宇，E-mail: sycup911@ 163． com。
— 10 —
炼油技术与工程
2011 年第 41 卷
常生产，增强 V102 中气、液两相分离效果，对操
物料平衡是反映生产装置平稳运行的一个重
要技术参数，体现装置的生产能力，掌握物料平衡
是生产装置操作的一个关键。考察的纯渣油和原
混合原料的物料平衡数据如表 3 所示。
表 3 纯渣油与混合物料的物料平衡对比
Table 3 Compare of material balance of pure residue
由表 3 分析得知，当溶脱装置的纯渣油加工 量为 1 347． 12 t / d 时，小时平均处理量为 56． 13 t / h 时，DAO 的收率约为 30． 78% ，DOA 的收率约为 69． 22% 。
结合表 1 和 表 3 的 数 据，分 析 溶 脱 装 置 的 DAO 收率偏低的主要原因为:
升至4． 3 MPa; ( 5) DOA 汽提塔( T102) 塔顶压力降
低 0． 06 MPa，以提高 T102 油与溶剂之间的分离效
果; ( 6) T102 背压由 2． 8 MPa 下调至 2． 6 MPa。
表 2 溶脱装置主要操作条件 Table 2 Main process conditions of solvent
青质质量分数较高，经过溶脱装置可提高 DOA 收 率; 同时也增加了溶剂分离难度，提高了装置的能 耗; ②纯渣油的饱和烃、芳烃质量分数相对于原混 合原料低，势必降低溶脱装置的液体收率。
表 1 纯渣油与混合原料的物理性质 Table 1 Physical properties of pure residue
4结论 ( 1) 纯渣油物性差，胶质、沥青质等重组分含
量较高，所以，DOA 收率高，达到 69% 以上; 加工该 纯渣油时，V102 界位处于 60% ～ 70% 运行，原料与 溶剂容易在抽提器中形成混相，打破抽提平衡;
纯渣油 110． 0 2． 95 18． 97 995． 5 30． 7 23． 3 37． 8
8． 2
2 操作条件优化 由于纯渣油的物性较差，适当调整溶脱装置
相关主要生产运行参数，选择适宜的运行条件，相 关操作参数见表 2。
考察过程中，溶脱装置最高处理量为 56． 69 t /h。由于此次考察的纯渣油的性质比原混合原 料的物 理 性 质 差，由 表 3 可 知，加 工 纯 渣 油 时， DOA 的收率为 66． 52% ，导致抽提器( V102) 的液 位一直处于 60% ～ 70% 的高位运行，为了维持正
2011 年 3 月
炼油技术与工程 PETROLEUM REFINERY ENGINEERING
第 41 卷第 3 期
溶剂脱沥青装置加工渣油分析
胡勇刚，傅钢强，孙 宇*
( 中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司，浙江省宁波市 315207)
摘要: 利用溶剂脱沥青装置加工处理高密度的阿曼和巴士拉混合纯渣油，在适宜的操作条件下，考察了装置的 最大处理量和脱沥青油的收率，分析了脱沥青油和脱油沥青的产品性质。结果表明: 溶剂脱沥青装置处理纯渣油 时，由于纯渣油物性极差，导致脱沥青油收率为 30． 78% ，脱油沥青收率为 69． 22% ，装置能耗相比加工原混合原料 时增加了 28． 38% 。
选取溶脱装置两组加工纯渣油和原混合原料数 据，对应的 DOA 和 DAO 的主要物性如表 6 所示。
表 6 产品性质对比 Table 6 Compare of product properties
项目
DOA 软化点 /℃ 针入度( 25 ℃) / ( 1 /10 mm) 运动黏度( 150 ℃) / mm2·s －1 w( 硫) ( 荧光法) ，% 密度 / kg·m － 3
and mixed feedstock
原料 /t·d －1
渣油 洗涤油 重蜡油 合计
1 347． 12 0
0 2 222
417 1 168 50 1 635
DAO 产量 / t 收率，%
684 30． 78 870 53． 21
DOA 产量 / t 收率，% 1 538 69． 22
765 46． 79
2． 80 0． 71
纯渣油 56． 69
0 58 5． 0 ～ 6． 0 125 ～ 135 4． 2 ～ 4． 3 2． 60 0． 65
通过 对 以 上 主 要 运 行 参 数 的 调 整，提 高 了 DAO 产品收率，增强溶剂与 DOA、溶剂与 DAO 之 间的分离效果。
3 结果分析
3． 1 物料平衡
作条件做出如下调整:
( 1) V102 进料温度由 130 ℃ 逐渐降至 125 ℃ ;
( 2) V102 的界位保持在 60% 以上运行，渣油处理
量从 67 t / h 下降至 58 t / h; ( 3) 剂油比由 3． 9 上升
至 6． 0; ( 4) V102 反应压力略有上升，从 4． 15 MPa
and mixed feedstock
项目 运动黏度( 150 ℃ ) / mm2 ·s － 1 w( 硫) ( 荧光法) /% 残炭，% 密度 / kg·m － 3 饱和烃，% 芳烃，% 胶质，% 沥青质，%
原混合原料 46． 50 2． 91 16． 93 996． 1 37． 3 40． 5 16． 4 5． 8