劉家凱 路軍曉

中海油東方石化有限責(zé)任公司 海南 東方 572600

1 前言

中海油東方石化有限責(zé)任公司原料預(yù)處理裝置，由中國化學(xué)工程建設(shè)公司（SEI）進行基礎(chǔ)設(shè)計，中國石化集團洛陽工程有限公司（LPEC）進行詳細(xì)設(shè)計和施工建設(shè)，加工能力為200萬噸/年，是以加工低硫中間基原油（文昌原油75%）為主，石蠟基原油（西江原油25%）為輔的燃料型常壓蒸餾裝置。原油在本裝置內(nèi)經(jīng)脫鹽脫水、初餾系統(tǒng)、常壓蒸餾后被分為石腦油、柴油、催化裂化原料等滿足后續(xù)加工裝置要求的物料。初餾塔，常壓塔均采用組合導(dǎo)向浮閥塔盤，石腦油來自初餾塔和常壓塔頂，經(jīng)回流罐，在出裝置前合并，一起送至罐區(qū)。本文主要通過分析石腦油氮含量超標(biāo)的原因，尋求解決辦法。

石腦油（naphtha）是石油產(chǎn)品之一，又叫化工輕油、粗汽油，是以原油或其他原料加工生產(chǎn)的用于化工原料的輕質(zhì)油，主要用作化工原料。根據(jù)不同操作條件，可生產(chǎn)不同的餾程，主要生產(chǎn)指標(biāo)有初餾點、終餾點、氮含量等。石腦油產(chǎn)品為原油加工中常減壓蒸餾操作中的初、常頂產(chǎn)品。隨著催化裂化、催化重整、蒸汽裂解制乙烯等工藝的相繼問世與快速發(fā)展，石腦油成為二次加工的重要原料。

石腦油特性指標(biāo)，尤其氮含量指標(biāo)直接影響下游裝置。石油餾分中的氮含量隨著沸點增加而增加，約80%以上的氮存在于渣油中，但石腦油中仍然有氮元素的存在，而且石腦油中的氮可以使重整裝置催化劑失活，影響催化劑作用效果；含氮化合物對油品安定性也有影響，氮化合物通過自氧化，可生成膠質(zhì)和有色化合物，使油品的穩(wěn)定性變差。

2 原因分析

2.1 石腦油氮含量指標(biāo)現(xiàn)狀

裝置自2022年1月10日開始，原料預(yù)處理裝置石腦油出現(xiàn)氮含量控制指標(biāo)超高現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測出現(xiàn)多個樣品連續(xù)不合格，操作調(diào)整困難，影響產(chǎn)品順利出廠的問題。超出范圍較大，并不是特例，需要查找原因解決。

2.2 石腦油氮含量超標(biāo)原因分析

2.2.1 原油配比變化分析

石腦油中的氮含量與加工的原油關(guān)系密切，因此首先分析現(xiàn)有加工原油配比，與石腦油氮含量合格時各種原油配比進行對比，我們調(diào)查了裝置原油品種及其氮含量的數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計了前期石腦油氮含量合格時與現(xiàn)階段原因配比變化情況進行分析。

通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知：加工潿洲原油石腦油（160℃回收質(zhì)量）收率最高，是西江原油石腦油收率的1.85倍；是陸豐原油石腦油收率的2.1倍，因此可以得出，潿洲原油石腦油中氮含量在三種原油中占比最少。

實驗1：

為了驗證我們的判斷，裝置安排單獨加工潿洲原油（其它操作條件未改變），收集石腦油氮含量數(shù)據(jù)如下：

表1 裝置單獨加工潿洲原油石腦油氮含量統(tǒng)計

實驗結(jié)論：

潿洲原油中氮含量最高，可達(dá)1400mg/kg，但石腦油收率可達(dá)到西江原油和陸豐原油2倍左右，因此，加工潿洲原油生產(chǎn)的石腦油氮含量相比其它兩種原油最少。

由于原油供應(yīng)原因，在1月10原油配比發(fā)生很大變化，最明顯的變化就是潿洲原油罐存不足，停止加工潿洲原油，因此裝置按西江與陸豐1：1的比例進行生產(chǎn)，相比原來潿洲：西江：陸豐1：1：1，石腦油氮含量占比上升。

由此可見：本次出現(xiàn)石腦油氮含量超標(biāo)與原油配比變化同時出現(xiàn)，但由于原料供應(yīng)存在不確定性，調(diào)整難度大，還要尋求其它解決方案。

2.2.2 裝置注水調(diào)整分析

原油在生產(chǎn)加工過程中，會經(jīng)過一脫三注，進行脫鹽操作，其中加注最多的就是水，因此水的品質(zhì)可能會影響石腦油氮含量。本裝置采用硫磺裝置凈化水或新鮮水作為電脫鹽注水；使用含硫污水或新鮮水作為塔頂注水，因此通過實驗改變注水類型，來確定兩者之間的關(guān)系。

原油在經(jīng)過電脫鹽系統(tǒng)時，為了能將原油中的鹽脫出，會通過加入原油加工量3～5%的注水與原油充分混合，再將水經(jīng)過電脫鹽罐切出，最終達(dá)到洗鹽的目的。因此，電脫鹽注水品質(zhì)有可能對石腦油產(chǎn)品氮含量產(chǎn)生影響。

實驗2：

從1月22日我們將電脫鹽注水改為注新鮮水，其它操作條件不變，收集石腦油數(shù)據(jù)如下：

表2 裝置電脫鹽注新鮮水與注凈化水石腦油氮含量統(tǒng)計

通過幾天數(shù)據(jù)收集，當(dāng)電脫鹽注凈化水時，石腦油氮含量超指標(biāo)，當(dāng)電脫鹽注新鮮水時，石腦油氮含量指標(biāo)數(shù)值非常小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制指標(biāo)，說明電脫鹽注凈化水對癥結(jié)影響較大。因此可能得出結(jié)論：硫磺凈化水與原油接觸后對石腦油產(chǎn)品氮含量影響非常大，使用凈化水時的石腦油氮含量約是使用新鮮水時6倍之多。

3 應(yīng)對措施

通過對石腦油氮含量超標(biāo)原因的分析，我們確定原油配比變化和電脫鹽注水類型對石腦油產(chǎn)品氮含量影響很大，因此我們采取有針對性的調(diào)整操作，實現(xiàn)解決石腦油氮含量超標(biāo)問題。為了更有效地解決問題，針對要因提出了解決方案及可行性分析，原油配比受供應(yīng)與計劃所限制，很難改變，因此針對不同“電脫鹽注水品質(zhì)”制定相應(yīng)對策并對策方案進行優(yōu)化選擇。

方案1：電脫鹽注水改用新鮮水

當(dāng)電脫鹽注水類型改為新鮮水，實施完成后，我們對石腦油氮含量取樣化驗，所有樣品氮含量指標(biāo)都低于1mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于考核指標(biāo)≤3mg/kg，樣品合格率100%，但增加了新鮮水使用量，同時增加了大量污水處理費用，成本增加較多，不利于裝置經(jīng)濟合算。

方案2：調(diào)整電脫鹽注凈化水流量（電脫鹽注水量3%～8%的設(shè)計要求）

當(dāng)電脫鹽注凈化水量降至原油加工量2.5%時，已經(jīng)超出電脫鹽注水范圍，對電脫鹽脫后含鹽效果造成影響，偏離設(shè)計值。

實施效果：實施完成后，我們對石腦油氮含量取樣化驗，只有當(dāng)電脫鹽注凈化水達(dá)到原油加工量3%時，樣品才能勉強達(dá)到合格指標(biāo)，而且脫含鹽指標(biāo)出現(xiàn)超指標(biāo)。

方案3：改變電脫鹽注水流程，將二級切水回注一級

本次措施實施后，電脫鹽注水在3%～5%時石腦油氮含量指標(biāo)完全符合要求，滿足電脫鹽注水量3%～8%的設(shè)計要求，滿足電脫鹽脫后含鹽控制指標(biāo)要求。

實施效果：石腦油氮含量指標(biāo)完全符合要求，合格率100%。

4 結(jié)論

針對石腦油產(chǎn)品氮含量指標(biāo)超標(biāo)問題，可以采取以下措施，優(yōu)化操作條件，在保證裝置安全、平穩(wěn)運行的同時確保產(chǎn)品質(zhì)量合格。

根據(jù)原油供應(yīng)計劃合理安排原油配比，確保加工原料性質(zhì)變穩(wěn)定，減少對產(chǎn)品合格率的影響。

當(dāng)石腦油氮含量出現(xiàn)異常時，可以通過改變電脫鹽注水類型的方式快速解決問題，防止出現(xiàn)污染產(chǎn)品罐，甚至影響到出廠的嚴(yán)重后果。

在確保電脫鹽運行工況正常的前提下，減少新鮮水的使用量，實現(xiàn)凈化熱水的回收利用，降低使用新鮮水產(chǎn)生的成本。

改變電脫鹽注水流程，尋找同時滿足電脫鹽脫后含鹽指標(biāo)和石腦油氮含量指標(biāo)合格時的電脫鹽注凈化水量。

優(yōu)化硫磺裝置凈化水品質(zhì)，降低凈化水氨氮含量，為裝置提供更加優(yōu)質(zhì)的凈化水。