1、高酸重质原油全额高效加工的技术创新 与工业 应用亚洲石化科技大会 中国北京中国石油和化学工业联合会 -欧洲石化咨询公司 联合主办中海石油炼化有限责任公司1 概况2 主要技术集成与创新3 应用锦州 9-3E渤海海域油气田绥中 36-1锦州 20-2/N锦州 9-3秦皇岛 32-6渤西油田群 (5)渤中 34-2/4埕北油田蓬莱 19-3 I渤中 25-1/S渤南 (2)曹妃甸 11-1/11-2曹妃甸 11-3/11-5旅大 5-2旅大 4-2南堡 35 2旅大 10-1曹妃甸 11-6/12-1S渤中 34-5渤中 28-2SNBZ13-1CFD18-2锦州 21-1渤中 34-1渤中 34-
2、3渤中 28-2S蓬莱 19-3 期、蓬莱 25-6、蓬莱 19-9曹妃甸 18-1锦州 25-1S秦皇岛 33-1秦皇岛 32-6N渤中 3-2渤中 19-4旅大 27-2/32-2渤中 34-1N渤中 26-2N渤中 29-4金县 1-1共计： 53个锦州 25-1Bz26-3岐口 17-2东中国海油在渤海发现 PL19-3亿吨级整装油田，结合炼油工业重质化、劣质化发展趋势，做出了建设惠州炼油项目的决定，集中加工海洋高酸重质原油 。1、概况 1999年中国海洋石油总公司在渤海油区发现蓬莱 19-3特大型亿吨级整装油田 中国海洋石油总公司决定在广东惠州高标准建设一个全额加工海洋高酸重质原油的
3、加工企业 要高效全额加工高酸重质原油，必须对核心工艺、防腐技术及污水处理技术进行攻关。 为此中国海洋总公司成立了专门项目组开展科研攻关，项目组坚持走自主创新之路，以“产、学、研”模式组织国内科研院所及著名大学，创新性开发了具有完全自主知识产权的高酸重质原油全额高效加工的技术。 密度大（ 0.92kg/m3）、粘度高， API度低（ 20.4），尤其是沥青或胶质含量较高，属于稠油或劣质原油； 酸值高（ 3.57mgKOH/g），硫含量较低； 凝点较低； 氮含量较高； 盐含量高、重金属含量较高； 煤油烟点、柴油十六烷值低； 轻质油收率较低； 低硫环烷中间基原油；PL19-3原油主要特点分 析 项
4、目 数 据 值密度 (20 )/g cm-3 0.9279API度 20.4酸值 /mgKOH g-1 3.57凝点 / -34残炭 ， % 5.77硫 ， % 0.31氮 ， % 0.38盐含量 /g.m-3 146.4胶 质 ， % 17.51铁 g g-1 18.5镍 g g-1 24.38钠 g g-1 78.72钙 g g-1 107.9镁 g g-1 70.63沸点 / 180 4.47沸点 / 560 33.54原油类别 低硫环烷中间基1、概况： PL19-3原油主要特点高酸重质原油腐蚀性强酸值高密度大 轻馏分少破乳脱盐脱水难重金属含量高一是设备腐蚀和催化剂堵塞和中毒风险巨大，给
5、炼油厂长周期运行提出严峻挑战二是原油各段馏份质量较差，很难满足产品高品质的质量要求三是重质和胶质、沥青质含量高，导致若采用普通加工工艺，全厂轻质油收率低四是高酸原油污水处理无成熟工艺技术，达标排放难度大加工过程出现如下问题：加工技术线路加工技术路线的重点和难点直馏煤、柴油改质路线直馏石脑油加工路线VGO加工路线乙烯原料的提供减压渣油加工路线芳烃原料的提供1、概况：加工路线选择超高酸值煤柴油馏分加工技术开发1通过对多种高酸重质原油酸分布研究表明，高酸重质原油各馏份酸值有较大差异，酸分布最集中的馏份是煤柴油馏份煤柴油馏份约占总酸量的 27.39% 柴油组份十六烷值低 （一般在 30左右） 航煤组份
6、烟点低 柴油馏分中环烷烃所占比重较大 （ 蓬莱 19-3原油柴油馏份中总环烷烃含量达到 49.9%）1 超高酸值煤柴油馏分加工技术开发加氢脱芳工艺试验 希望通过脱除该馏份芳烃的方式提高柴油产品十六烷值试验研究：采用催化加氢方式可有效解决加工过程脱酸问题 ， 但同时发现如果采用典型炼厂处理该馏份的加工工艺 -加氢精制工艺 ， 虽然可脱除煤柴油馏份中的硫 、 氮 、 氧等 ， 解决高酸问题 ， 但产品质量无法满足柴油的十六烷值和航煤烟点指标要求 。1 超高酸值煤柴油馏分加工技术开发 结构均以一 、 二 、 三环为主 ，在 350 以上 ， 还含有一定量的四 、 五环结构 芳烃含量很少 ， 烯烃含量
7、也较少 认为解决高酸原油加工问题的关键是如何最大限度的对环烷烃和芳烃进行开环中压加氢裂化工艺 柴油十六烷值可提高 20个单位 ， 航煤烟点达到 26.2mm，使装置柴油产品达到欧 标准 ，航煤符合国家 3号喷气燃料指标要求 同时 ， 还生产了芳潜含量很高的石脑油 ， 为重整提供更多的优质原料 。通过对国内外多种高酸重质原油的环烷酸进行分析：次高酸值蜡油馏分优化加工技术开发2对蓬莱 19-3原油酸分布研究表明，属高酸重质原油次高酸值馏份360-4504.3 mgKOH/g17.73%450-5243.7 mgKOH/g18.79%蓬莱 19-3原油酸但总流程设计中蜡油加工选择那种加工工艺或两个工
8、艺加工规模比例将对整个炼厂技术经济指标起到至关重要的作用。中试研究表明：催化加氢 催化裂化工艺 有效脱酸，成功解决高酸带来的一系列问题以产汽油为主 ，柴油因十六烷值低品质不高根据目标产品不同有多种类型 ， 与催化裂化工艺相比其特点是产品质量等级高 ， 轻质油收率高 ， 并可大量生产高附加值航煤和化工原料 ， 是炼厂实现配套生产芳烃和乙烯原料的重要手段2 次高酸值蜡油馏分优化加工技术开发催化裂化工艺 加氢裂化工艺2 次高酸值蜡油馏分优化加工技术开发通过研究发现 ， 高酸重质原油蜡油具有芳烃含量高的特点 ，将有利于加氢裂化装置生产高质量的芳烃原料加氢裂化工艺2 次高酸值蜡油馏分优化加工技术开发对高
9、压加氢裂化与催化裂化不同加工处理能力的组合的经济性比较降低加氢裂化工艺的氢气使用成本高酸重质原油全流程防腐技术开发31 、防腐蚀技术开发 高酸原油腐蚀规律及选材研究以蓬莱 19-3等三种高酸重质原油为介质 ， 对碳钢 、 Cr5Mo、 0Cr13、 不含 Mo奥氏体不锈钢以及 316L不锈钢进行了动态腐蚀评价 1） 在 280 出现腐蚀高峰 2） 在高温下 Cr5Mo耐环烷酸腐蚀性能低于碳钢 3） 不含 Mo奥氏体不锈钢在高酸原油中的腐蚀速率存在明显温度拐点高酸重质原油全流程防腐技术开发31 、防腐蚀技术开发 高酸原油腐蚀规律及选材研究在世界上首次明确了加工高酸原油的含 Mo与不含 Mo奥氏体
10、不锈钢的适用温度范围 经济合理地解决了该类原油在工业化加工中的腐蚀选材难题 形成了高酸原油加工设备和管道选材技术体系 授权了多项专利 目前该适用温度范围已被 SHT3129-2012 高酸原油加工装置设备和管道设计选材导则 采纳高酸重质原油全流程防腐技术开发31 、防腐蚀技术开发 工艺防腐技术研究通过对低温部位离子模型的研究及应用环烷酸腐蚀研究成果 ， 经过大量的试验研究 ，成功开发了多种针对高酸重质原油组合加注技术及助剂 （ 反向破乳剂 、 高 、 低温缓蚀剂 、 脱金属剂等 ） ， 同时设计开发了独特的助剂加注喷嘴结构形式和优化的加注点布局 ， 实现了对装置重点腐蚀部位的全覆盖和充分发挥助
11、剂效果 。高酸重质原油全流程防腐技术开发31 、防腐蚀技术开发 加工高酸油的腐蚀监测技术在世界上首次在常减压 、 加氢 、 焦化 、 催化等装置的重要部位建立了以在线腐蚀探针 、 腐蚀挂片 、 定点测厚和化学分析监测组成的四位一体的腐蚀监测技术 ， 四种监测技术的监测数据可相互补充 、 校核 ， 与其它企业采用单一的监测技术相比 ，监测结果更加准确 、 灵敏高酸重质原油全流程防腐技术开发31 、防腐蚀技术开发 同时开发了腐蚀监控系统软件 建立了腐蚀数据库和专家系统实现动态监测全厂设备管道的腐蚀状况和防腐措施效果 。 加工高酸油的腐蚀监测技术高酸重质原油全流程防腐技术开发32 高酸原油电脱盐成套
12、技术开发高酸重质原油密度大酸值高盐含量高环烷酸盐：较强的表面活性剂，脱盐过程中很容易发生乳化，生产顽固乳化液高酸重质原油全流程防腐技术开发32 高酸原油电脱盐成套技术开发通过对高酸重质原油环烷酸分布 、环烷酸微观结构进行分析以及环烷酸对界面张力影响的研究发现传统的单一电脱盐形式不能满足脱盐效果和稳定性为此创新采用了高速电脱盐和高效交直流电脱盐技术的组合模式（一级高速电脱盐技术和两级高效交直流电脱盐技术组合）高酸重质原油全流程防腐技术开发32 高酸原油电脱盐成套技术开发根据高酸原油破乳 、 水滴聚集 、 沉降的规律和高酸重质原油在高压电场中上升速度 成功开发了适用于高酸原油脱盐脱水的交流弱电场
13、直流中电场、直流高强电场的新型亲油垂直波纹聚结电极板成功开发高含酸原油加工含盐污水处理组合工艺4高酸重质原油加工产生常规炼厂3500 5500mg/l300 600 mg/l环烷酸类、芳香酸类（占 COD总量的 14.66%）N、 O杂环化合物（占 COD总量的 8.59%）对常规生化处理工艺的微生物有较强的抑制作用含盐污水COD动植物油成功开发高含酸原油加工含盐污水处理组合工艺4首次创新采用了大回流比 、 隔离式曝气的内循环曝气生物滤池 （ RBF）工艺对含盐污水进行预处理其具有抗冲击性强 、 微生物种群更加丰富的特点 可以有效去除生物毒性较强的有机酸类 、 杂环化合物 、 酚类等 ， 降解
14、率分别达到 90%、 30%、 95% 主要水质指标 COD由 3000mg/l降至 1200 mg/l成功开发高含酸原油加工含盐污水处理组合工艺4在全流程水质剖析过程中发现：杂环化合物大分子烷烃类酯类有机酸类水残余 COD 分子量在 200 400之间 碳原子 10 30个 占残余 COD总量的 85%以上成功开发高含酸原油加工含盐污水处理组合工艺4臭氧催化氧化专用催化剂 独特的一级两段臭氧催化氧化反应流程针对其水质特点 ， 在中试研究基础上成功开发高含酸原油加工含盐污水处理组合工艺4高酸重质原油含盐污水处理成套工艺一级两段臭氧催化氧化反应流程曝气生物滤池（ RBF）工艺臭氧催化氧化专用催化
15、剂高酸重质原油加工含盐污水处理组合工艺工艺包该成套技术 2011年通过石化联合会组织的鉴定 ， 鉴定结论认为：该成套技术不仅有效解决了高酸原油全额加工可行性问题 ， 同时实现了高效加工的目标 ， 整体水平达到世界先进水平 。创新技术 本成果技术指标及水平 国内外同类型技术水平 水平对比超高酸值煤柴油馏分加工技术柴油十六烷值从 33升至 52， 航煤烟点达到26.5mm满足国家 3号喷气燃料指标要求 无 国际领先高酸重质原油全流程防腐技术 加工劣质原油情况下实现整厂四年一修水平国际先进水平：整厂四年一修；国内先进水平：整厂三年一修 国际先进高酸原油电脱盐成套技术处理易乳化和重质原油情况下：脱后原
16、油含盐 1.86mg/l， 脱后含盐合格率 100 脱后含盐一般为 3mg/l 国际先进高酸重质原油污水处理技术开发100%处理高酸重质原油含盐污达到国家排放标准均采用和性质较好的污水汇兑方式处理 国际领先整体技术经济指标轻油收率： 82.98%可比综商： 96.45%加工损失： 0.35%单因耗能： 7.90千克标油 /吨 .因数国际 先进水平 ：轻质油 收率 82%；商品率 ： 95% 加工 损失： 0.4%中石化最优值：单因耗能 6.76千克标油 /吨 .因数 （ 青岛炼化 ） ；加工 损失 0.36%（ 金陵石化 ） ；轻质油收率 82.04（ 东兴石化 ） ；可比综商 96.33（ 天津石化 ）国际先进本成套技术指标与国内外技术水平对比3.1、国际评价机构评价2010、 2011、 2012年美国 SOLOMON公司对惠州炼油项目进行了总体评估 ， 认为惠州炼油在亚太与世界处于领先位置 。3.2、高酸重质原油加工技术的集成与应用成果签定李大东
