高酸重质油焕新生
[中国海洋石油报2015-06-29]
1999年,蓬莱19-3油田的发现令中国海油喜出望外,然而,这座被寄予厚望的特大型亿吨级整装油田却令人喜忧参半——其中蕴含大量的高酸重质原油,它酸值高、杂质多、品质差……既“不好吃”又“难消化”,即使大降“身价”也难觅市场。
但中国海油没有因它“天资不足”而轻易放弃,他们决心攻克这个世界性难题。在中海石油炼化有限责任公司的带领下,惠州炼化分公司(下称惠州炼化)等单位接下了这个重担。他们全力开展“高酸重质原油全额高效加工的技术创新及工业应用”项目,并以突破性的研究成果斩获2014年度“国家科技进步二等奖”。
技术攻坚不走寻常路
“此前,国内外均采用掺炼的方式加工高酸重质原油,100%集中加工高酸重质原油从无先例,惠州炼化没有任何经验可借鉴,这就是一个步履维艰、攻坚克难的过程。”炼化公司总工程师吴青说。
以蓬莱原油为代表,海洋高酸重质原油普遍杂质多、品质差,其中间馏分难以转化,所以产品收率较低。但惠州炼化相信,通过优化加工流程,总可以找到适合它的工艺。
如果利用原有的加氢精制技术处理高酸重质油的直馏煤柴油馏分,则无法满足柴油十六烷值、航煤烟点指标等要求。为此,惠州炼化另辟蹊径,创新选择中压加氢裂化技术,并根据馏分特点调整生产方案,多产柴油,适当生产汽油和航空煤油,大大提高了轻油收率和综合商品率。
同时,他们还充分利用每个设计细节来提高收率,比如外引天然气作为燃料和制氢原料,既满足环保要求,又使全厂商品率比一般炼厂高出了2至3个百分点。最终,高酸原油加工的工艺及设备设计总共获得了6项国家发明专利。
看病施药打造独门技
高酸重质油含盐量高,这是造成下游装置催化剂中毒和设备结垢的“罪魁祸首”。为此,惠州炼化以原有的两种电脱盐法为基础,开发出“高速+低速电脱盐结合”的专有技术。应用于原油电脱盐系统后,脱盐成功达到了设计指标。
但是在脱盐罐内,高酸重质油很容易发生乳化,从而引起电脱盐罐底油泥沉积、换热器结垢堵塞等诸多问题。因此,必须筛选最适宜的破乳剂、阻垢剂等化学助剂来进行消除。经过千百次试验,惠州炼化最终找到了合适的化学药剂配比。
加工高酸原油后形成的污水很难处理,其化学需氧量和含盐量都高于常规炼油厂许多倍。惠州炼化开展污水预处理、污水生物强化、臭氧催化氧化等研究试验,从小试、中试到工业推广应用,终于掌握了高酸原油加工的污水处理技术。
其中,惠州炼化主要剖析全流程污水水质,研究污染物的降解规律,开发了高酸重质原油含盐污水加工成套工艺。该工艺以RBF预处理技术、臭氧催化氧化后处理技术为核心,最终形成了高含酸原油加工污水处理组合工艺包。至此,惠州炼化首次实现了高含酸原油含盐污水不需混兑直接处理达标,全厂废水循环利用,为全额加工高酸原油提供了技术支持。
主动防御筑牢防腐关
原油高酸性的特点带来了一大隐患:设备和管线的腐蚀。腐蚀严重的设备如同定时炸弹,随时可能发生泄漏,后果不堪设想。
不同产地的含酸原油腐蚀情况不同,惠州炼化对它们分别进行了相关工艺的防腐评价研究,掌握腐蚀规律,建立了完善的腐蚀监测数据库。有了这一数据库,可对腐蚀情况实施全过程动态监控,构建了“主动防御”体系。
在此过程中,惠州炼化的一系列科研成果相继出炉,为高酸重质油加工积累了宝贵的经验财富,其中包括首个《加工高酸原油重点装置主要设备及管道设计选材导则》,以及《含酸原油加工过程的腐蚀研究与对策之研究综述报告》、《惠州炼油腐蚀流程》、《腐蚀与防护手册》、《电脱盐及工艺防腐技术研究报告》等等。
2009年4月,全世界首座100%加工海洋高酸重质原油的炼厂——惠州炼化竣工投产。它加工的是渤海高酸重质油,产出的却是高品质的汽油、航煤、柴油、液化气等15大类高附加值产品;它的轻质油收率高达82.98%、综合商品率达96.45%,而加工损失仅有0.35%;它的各项技术经济指标均达到国际先进水平,杰出表现令业界折服。
自惠州炼化投产至今年4月,炼厂已加工原油6741.71万吨,累计创造销售收入3667.88亿元。
