“燃料-润滑油”型炼油厂“油转特”方案研究.pdf

石油炼制与化工加工工艺PETROLEUM PROCESSING AND PETROCHEMICALS2023年9 月第54卷第9 期“燃料-润滑油”型炼油厂“油转特”方案研究史晓迪（中石化石油化工科学研究院有限公司，北京1 0 0 0 8 3）摘要：基于由糠醛精制抽出油生产环保型芳烃基橡胶增塑剂的可行性，为某1 0 Mt/a“燃料-润滑油”型炼油厂探索“油转特”转型方案，从全厂总流程角度出发设计了包含利用润滑油基础油糠醛精制抽出油生产环保型芳烃基橡胶增塑剂的“油转特”优化方案。采用该“油转特”方案测算结果表明：成品油收率由6 2.7%下降至50.7%，船用燃料油收率由4.3%增加至6.6%，润滑油基础油及工业白油收率由6.1%增加至7.9%，环保型芳烃基橡胶增塑剂产品产率为0.2 5%，特种产品产率为1.7 4%，说明该“油转特”方案的成品油产量降低，特色产品产量增加，达到了“油转特”的目的。关键词：“油转特”环保型芳烃基橡胶增塑剂原油加工流程根据生产原料油的不同，橡胶增塑剂主要有3类：石蜡基、芳烃基和环烷基，分别适用于不同的橡胶产品。其中，石蜡基橡胶增塑剂与橡胶相容性较差，限制了其应用，因而市场上应用较多的是芳烃基和环烷基增塑剂。芳烃基橡胶增塑剂与橡胶相容性较好，但一般含有致癌性的多环芳烃，在橡胶生产和使用过程中会释放有毒物质，因而市场迫切需要环保型芳烃基橡胶增塑剂。国内对环保型芳烃基橡胶增塑剂的市场需求约为1 50 kt/a，而国内现有产能仅约6 0 kt/a，因而多依赖进口。研究表明，通过加工润滑油基础油糠醛精制抽出油生产环保型芳烃基橡胶增塑剂，是一条具有经济性的可行路径。糠醛抽出油是润滑油基础油精制副产物，富含芳烃且经济价值较低，因而利用糠醛抽出油生产高价值的环保型橡胶增塑剂可为企业提升利润 2-9 。近年来，随着汽油、柴油市场消费量需求增长乏力趋势不断加重，以及化工原料和特种化学品需求不断增加，“燃料型”炼油厂逐渐向“油转化”和“油转特”方向发展。某1 0 Mt/a“燃料-润滑油”型炼油厂的主要产品为汽油、喷气燃料、柴油、润滑油基础油、石蜡等，而且其润滑油加工流程采用“老三套”加工工艺，在生产润滑油基础油的同时会副产大量糠醛精制抽出油，一般只能用作船用燃料油、沥青等产品的低价值调合组分。为推动该炼油厂实现“油转特”转型发展，考虑以生产环保型芳烃基橡胶增塑剂等特种产品为转型方案 1 0。因此，设计利用糠醛抽出油生产环保型芳烃基橡胶增塑剂方案，并对该“油转特”转型方案进行总流程优化研究。1企业流程概述某1 0 Mt/a“燃料-润滑油”型炼油厂主要设有常减压蒸馏、延迟焦化、蜡油加氢、催化裂化、加氢裂化、连续重整、产品加氢精制、糠醛精制、酮苯脱蜡、白土精制、润滑油加氢及石蜡加氢等炼油装置。该厂常减压蒸馏装置的部分减压蜡油作润滑油基础油生产装置的原料，部分减压蜡油经蜡油加氢精制后作催化裂化装置原料，其余作为加氢裂化装置原料；同时部分加氢裂化装置尾油作为润滑油加氢装置原料；部分减压渣油作为船用燃料油调合组分，其余减压渣油作为催化裂化装置掺炼渣油或由延迟焦化装置处理。2炼油厂加工方案基于炼油厂现有原油加工流程（基础方案），探索以生产环保型芳烃基橡胶增塑剂等特种产品推动炼油厂进行“油转特”转型，并分别对基础方案和“油转特”方案进行全厂总流程测算。2.1基础方案该炼油厂现有润滑油加工系统流程如图1 所示。该厂润滑油系统现有加工流程采用“老三套”加工收稿日期：2 0 2 3-0 1-0 4；修改稿收到日期：2 0 2 3-0 2-2 0。作者简介：史晓迪，硕士，工程师，主要从事炼油总流程优化研究工作。通讯联系人：史晓迪，E-mail:。第9 期常减压蒸馏常四线油减二线油减三线油减四线油润滑油加氢加氢裂化尾油图1 某炼油厂现有润滑油加工流程示意工艺，部分减压蜡油经酮苯脱蜡装置脱蜡后得到脱蜡油和脱油蜡；脱蜡油经糠醛精制装置加工得到精制油和抽出油，糠醛精制油经过白土精制后生产润滑油基础油，而糠醛抽出油作为船用燃料油调合组分外卖；脱油蜡经石蜡精制、石蜡加氢及石蜡成型装置生产半精炼石蜡或全精炼石蜡；部分减压蜡油及加氢裂化尾油作为润滑油加氢装置原料，经过加氢精制及异构脱蜡后生产加氢润滑油基础油或工业白油。2.2“油转特”优化方案对于基础方案进行“油转特”改造规划方案研究 1 1：增加低硫船用燃料油及高等级沥青产量；调整加氢裂化装置操作参数，增产加氢裂化尾油作为润滑油加氢异构单元原料，并确保尾油产量满足润滑油加氢装置要求；将润滑油加氢装置加工的直馏润滑油馏分改进酮苯脱蜡装置；利用减三线馏分油及减四线馏分油的糠醛抽出油，生产环保型芳烃基橡胶增塑剂和热拌沥青改质剂；润滑油加氢异构单元主要加工加氢裂化尾油，润滑油加氢精制单元加工处理糠醛精制油，停开用于糠醛精制油的1 号白土精制装置。优化后的润滑油加工流程如图2 所示。由图2 可知：在“油转特”优化方案中，将加工能力较小的原1 号糠醛精制装置改造为环保型芳烃基橡胶增塑剂生产装置，并新建2 号糠醛精制装置来处理酮苯脱蜡装置的脱蜡油；糠醛精制油进润滑油加氢精制单元生产工业白油，而糠醛抽出油作为环保型芳烃基橡胶增塑剂生产装置的原料，生产环保型芳烃基橡胶芳烃增塑剂；将润滑油加氢异构装置的精制单元及异构化单元分开操史晓迪.“燃料-润滑油”型炼油厂“油转特”方案研究一1号糠醛精制号白土精制脱蜡油精制油酮苯脱蜡脱油脱油蜡蜡下油石蜡精制632号糠醛精制润滑油加氢润滑油基础油抽出油船用燃料油、沥青等调合组分石蜡加氧石蜡成型石蜡加氢润滑油基础油工业白油精制油抽出油脱蜡油常减压蒸馏酮苯脱蜡脱常四线油减二线油脱油蜡减三线油减四线油蜡下油油石蜡精制异构单元加氢裂化尾油图2 该炼油厂优化后的润滑油加工流程示意作，其中润滑油加氢异构单元的原料全部为加氢裂化尾油；最后，将酮苯脱蜡装置的蜡下油作为催化裂化原料。生产方案调整后，增加了低硫船用燃料油及高等级沥青的产量，并新增了环保型芳烃基橡胶增塑剂的生产流程；进而利用润滑油加氢装置的加氢单元处理糠醛精制油，生产工业白油兼产部分APII类润滑油基础油，利用润滑油加氢装置的异构单元处理加氢裂化尾油，生产加氢基础油及工业白油。3新旧方案比较3.15外购原料对比优化前后不同加工方案下加工原油/原料组成如表1 所示。由表1 可知：“油转特”方案与基础方案的原油加工规模均为1 0 Mt/a；通过调整生产方案，“油转特”方案无外购烷基化油，但外购天然气增多。全厂流程优化后，汽油池组分性质得到改善，所以无需外购烷基化油，但加氢过程氢耗增大而导致天然气外购量增多。表1 两种方案原料组成对比项目基础方案原油加工量10000.00外购原料量301.39甲醇11.67MTBE148.15天然气58.24烷基化油83.33工业白油环保型芳烃基橡胶增塑剂热拌沥青改质剂石蜡加石蜡成型石蜡加氢润滑油基础油工业白油kt/a“油转特”优化方案10000.00299.2611.67148.15139.440643.2装置负荷对比两种方案中主要加工单元的加工负荷对比如表2所示。由表2 可知：由于增加了低硫船用燃料油及高等级沥青的产量以及润滑油基础油生产装置原料加工量增加，炼油系统催化裂化、延迟焦化等装置加工负荷下降。润滑油加工系统原料量增加，新建的2 号糠醛装置加工负荷为46 2.9 6 kt/a，改造的环保型芳烃基橡胶增塑剂生产装置的加工负荷为6 5.0 9 kt/a。表2 丙两种方案主要装置加工负荷对比“油转特”装置基础方案优化方案催化裂化2.037.04延迟焦化2 034.44蜡油加氢精制1 111.11高压加氢裂化1107.501号酮苯脱蜡270.372号酮苯脱蜡211.111号糠醛精制274.632号糠醛精制01号白土精制204.26环保型芳烃基橡胶增塑剂生产装置润滑油加氢异构降凝3.3产品结构对比两种方案的主要产品分布如表3所示。由表3可以看出：与基础方案相比，“油转特”优化方案的汽油和柴油收率明显下降，分别下降6.5%和7.9%，煤油产品收率虽然小幅增加，但成品油总收率由6 2.7 4%降至50.6 9%；低硫重质船用燃料油收率则由4.3%增加至6.6%；7 0 A沥青产率增幅较大，由1.35%增至7.8 1%；润滑油基础油及白油的产率由6.1%增至7.9%,其中润滑油基础油的品质提高，能够生产出HVII+类基础油，工业白油的种类也增多；优化方案增加了环保型芳烃基橡胶增塑剂等特种产品的生产流程，特种产品产率为1.7 4%。相比之下，采用“油转特”优化方案后成品油收率下降1 2.0 0 百分点，船用燃料油收率增加2.2 5百分点，润滑油基础油及白油产率增加1.7 7 百分点，特种产品产率增加1.7 4百分点，全厂产品结构表现出由燃油向特种油品转化的趋势，达到了“油转特”的目的。石油炼制与化工表3两种方案主要产品分布对比“油转特”“油转特”优化方案项目基础方案优化方案与基础方案差值汽油23.71煤油10.13柴油28.90石脑油6.29芳烃2.24低硫重质船用燃料油4.3170A沥青1.35kt/a石油焦丙烯备注糠醛抽出油1730.65石蜡1296.30半精炼石蜡956.39全精炼石蜡粗石蜡1296.30润滑油基础油361.85HVI I c75365.93HVI Ic1500停开462.96新建0停开065.09277.78342.41370.37370.372023年第54卷,%17.21-6.5012.482.3520.99-7.907.060.773.341.106.562.257.816.465.793.720.961.0200.381.081.350.680.850.290.360.110.144.364.290.0500.860.45HVIIc3500.57HVI Ic5000.48HVI II 20.63HVI II61.59改造HVI II8HVIIb350HVIIb500HVI II+4HVI II+6HVI I+8工业白油15号32号68号100号3号油料5号油料22号油料特种产品芳烃基橡胶增塑剂热拌沥青改质剂溶剂油硫磺商品液化气合计成品油船用燃料油润滑油基础油十白油6.13特种产品0-2.070.060.380.270.170.070.03-0.07-0.05-0.4100.570-0.480.660.030-1.590.18000.2700.2700.4001.5800.661.773.6000.2900.9000.6100.5400.031.081.230.68001.7400.2500.3801.100.940.842.862.8962.7450.694.316.567.901.74-0.180.270.270.401.580.661.840.290.900.610.540.030.15-0.681.740.250.381.10-0.100.0312.052.251.771.74第9 期3.4效益对比在国际原油价格为8 0 美元/bbl(1bbl1 59 L)及国内过去三年平均原油价格下分别对两种方案进行效益测算，结果如表4、表5所示。从表4和表5可以看出，采用不同的价格体系进行测算，“油转特”方案的总利润均比基础方案有明显增加。在8 0 美元/bbl价格体系下，加工每吨原油的效益增加7 3.6 9 元，全年效益增加7 36 9 0 万元；在国内过去三年平均价格体系下，加工每吨原油的效益增加2 6.55元，全年效益增加2 6 552 万元。相比基础方案，“油转特”优化方案虽然增加了新建及改造装置的投资，但通过全厂流程优化不再需要外购烷基化油，使全厂原料成本降低、产品结构改善，从而使全厂效益明显上升。因此，该炼油厂的“油转特”优化方案对其他需要进行“油转特”转型的炼油厂具有一定的借鉴意义。表48 0 美元/bbl价格体系下两种方案效益对比“油转特”项目基础方案原料购买/（万元a-1）基础产品销售/（万元a-1）基础投资估算/（万元a-1)基础公用工程/（万元a-1）基础总效益/（万元a-1)基础加工每吨原油增加效益/元基础表5国内过去三年平均价格体系下两种方案效益对比项目原料购买/（万元a-1）产品销售/（万元a-1）投资估算/（万元a-1）公用工程/（万元a-1）总效益/（万元a-1）加工每吨原油增加效益/元综上可知，该1 0 Mt/a“燃料-润滑油”型炼油厂，采用生产包含环保型芳烃基橡胶增塑剂等特种产品的“油转特”转型方案，通过增加低硫重质船用燃料油、高等级沥青产品产量以及增设环保型芳烃基橡胶增塑剂的生产流程，炼油厂成品油收率降低，船用燃料油、润滑油基础油以及特种产品产率增加，炼油厂效益明显提升。史晓迪.“燃料-润滑油”型炼油厂“油转特”方案研究优化方案8891.8791062.0523886.00688.5773690.4273.69“油转特”基础方案优化方案基础8.520.15基础28 583.15基础23886.00基础688.57基础26552.46基础26.55654结论(1)对某1 0 Mt/a“燃料-润滑油”型炼油厂，采用生产包含环保型芳烃基橡胶增塑剂等特种产品的“油转特”优化方案，通过增加低硫重质船用燃料油和高等级沥青产品产量以及增设环保型芳烃基橡胶增塑剂的生产流程，降低了炼油厂成品油收率，提高了船用燃料油、润滑油基础油以及特种产品产率，炼油厂效益得到明显提升。（2)与该厂原加工流程相比，“油转特”优化方案无外购烷基化油，但外购天然气量增多；增加了特色产品低硫重质船用燃料油及高等级沥青产品的产量；润滑油加氢异构装置的精制单元及异构化单元分开操作，糠醛精制油由润滑油加氢精制单元生产工业白油，糠醛抽出油则用于生产环保型芳烃基橡胶增塑剂；润滑油加氢异构单元原料全部调整为加氢裂化尾油；最大化地生产润滑油基础油、工业白油以及特种产品。(3)与原加工流程相比,采用设计的“油转特”优化方案后，成品油收率下降1 2.0 0 百分点，船用燃料油收率增加2.2 5百分点，基础油及白油产率增加1.7 7 百分点，特种产品产率增加1.7 4百分点。参考文献1管管翠诗，王玉章，丁洛，等.高倾点富芳烃原料生产环保橡胶填充油的技术开发.石油炼制与化工，2 0 1 3，44（8）：33-362彭东岳.REP-ARE成套技术填补国内空白 N中国石化报，2021-11-02(006).DOI:10.28130/ki.ncshb.2021.0035793王玉章，吴艳萍，施昌智，等.环保型芳烃橡胶填充油抽提工艺开发与工业应用 .石油炼制与化工，2 0 1 1，42（7）：1-44吴艳萍，王海燕，李卫.芳香基环保橡胶增塑剂A1820应用性能研究 J.石油炼制与化工，2 0 2 2,53（1）：7 9-8 55于恩强，李明.环烷基减四线馏分油加氢精制-糠醛萃取制备环保橡胶增塑剂的研究 J.石油炼制与化工，2 0 2 1，52（3：46-496田义斌，张海洪，韩龙年，等.环烷基蜡油生产橡胶填充油的工艺对比 J.石油炼制与化工，2 0 1 9,50（8）：1 7-2 17蔡烈奎，杨文中，马莉莉，等.环保橡胶油生产工艺研究及工业应用 J.石油炼制与化工，2 0 1 8，49（3）：6 6-7 08田义斌，张翠侦，马莉莉，等.环烷基减三线馏分油生产环保橡胶油工艺研究J.石油炼制与化工，2 0 1 7，48（6）：6 9-7 39甘巧.环保橡胶填充油生产技术研究.化纤与纺织技术，2021,50(8):23-2410“减油增化做特”：推动石化产业转型升级 N.中国石化报，2022-08-09(005).DOI:10.28130/ki.ncshb.2022.00203111孔亮，王金兰，郭杰，等.某石化企业绿色低碳转型发展案例研究与分析 J.炼油技术与工程，2 0 2 2,52（7）：1 4-1 766石油炼制与化工2023年第54卷SCHEME RESEARCH ON REFINERY FEATURED TRANSFORMATION OFFUEL-LUBRICATING OIL TYPE REFINERYShi Xiaodi(SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing Co.,Ltd.,Beijing 100083)Abstract:Based on the feasibility of producing environmentally-friendly aromatic-based rubberplasticizers from furfural extraction oil,the featured transformation program was explored for a 10 Mt/a“fuel-lubricant refinery.From the point of view of the whole plant process,the optimization schemewas designed,which included the production of environmentally-friendly aromatic-based rubberplasticizer by using furfural refined oil of lube base oil.The calculation results of the featuredtransformation scheme showed that the yield of refined oil decreased from 62.7%to 50.7%,the yield oflow sulfur marine oil increased from 4.3%to 6.6%,the yield of lube base oil and industrial white oilincreased from 6.1%to 7.9%,the yield of environmentally-friendly aromatic-based rubber plasticizerproducts was 0.25%,and the yield of special products was 1.74%,which showed that the output ofrefined oil in the featured transformation program was reduced,the output of characteristic products wasincreased,and the aim of featured transformation of the refinery was achieved.Key Words:transformation into a featured refinery;environmentally friendly aromatic-based rubberplasticizer;crude oil;process scheme中国石油石油化工研究院的简讯催化裂解制低碳烯烃技术通过验收近日，中国石油石油化工研究院的催化裂解制低碳烯日本完成从COz生产对二甲苯的中型试验烃(ECC)技术通过验收。炼化行业转型升级一方面要求炼化企业进行汽油质量升级，进一步降低柴汽比，优化炼化2023年3月，一个日本财团宣布在一个中试规模装置产品结构；另一方面要将低附加值的燃料油更多地转化为中成功地生产和提纯了以二氧化碳为原料制成的对二甲烯烃、芳烃等有机化工原料。该研究团队在此背景下围绕苯。富山大学、千代田公司和HighChem有限公司一直在生产需要，首次提出通过催化剂介孔结构控制氢转移反应合作以二氧化碳为原料生产对二甲苯，这是新能源和工业理论，为降烯烃催化剂及助剂的设计提供理论依据，开发技术开发组织(NEDO)计划下的研究项目“碳回收和下一ECC、深度降低汽油烯烃（CCOC)、重质柴油分区裂化转化代火力发电技术开发”的一部分。整个项目还有来自新日(DCP)等工艺。其中,ECC工艺在同一反应器体系内构造铁工程公司、新日铁公司和三菱公司的参与者。3个反应区，实现重油大分子提升管催化裂化、中分子和小自2 0 2 2 年3月以来，位于Koyasu研究园的Chiyoda分子催化裂解的分级独立控制反应模式。该工艺可以在中试装置已经开始使用HighChem公司的工业催化剂，该温和条件和苛刻条件下最大化生产丙烯，丙烯产率提高至催化剂是基于富山大学的研究成果，以二氧化碳为原料生20%，选择性增加至50%。产对二甲苯化合物。对二甲苯在外部设施中使用常规方此外，该研究团队通过活性组分调控、基质材料孔道法进行提纯。这项成就使得该技术向着商业化更进一步。调配等技术，突破传统降烯烃技术瓶颈，开发出系列助剂与传统的对二甲苯一样，用二氧化碳生产的对二甲苯产品提高丙烯收率与汽油辛烷值。该系列助剂在中国石经转化为精对苯二甲酸（PTA)后可用于多种类型树脂和油兰州石化公司、中国石油四川石化公司等单位的2 0 套相关化学品的生产。这种生产对二甲苯和PTA的新途径装置进行工业应用，丙烯收率平均提高1 百分点以上，汽有可能实现碳循环，从而可以减少二氧化碳的排放。油研究法辛烷值平均提高0.5以上。许建耘摘译自ChemicalEngineering，2 0 2 3-0 4-0 1 中国石化有机原料科技情报中心站供稿