炼化企业全流程优化工作探讨

原创 2016-11-18 任锡宁 燕山石化 昆仑咨询

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编者按

中国石化的炼化全流程优化多年来一直走在行业前列，为此本刊特精选燕山石化任锡宁关于全流程优化方面的论述，供对这一领域感兴趣的朋友们参阅。

近些年来，随着行业竞争的加剧，炼化企业的生产经营形势日益严峻。要实现盈利的目标，就需要优化生产经营方式的转变、优化产品结构。通过优化创效、降本压费，实现内涵式发展，不断提高企业的核心竞争力。

企业效益、竞争力和技术经济指标的提升要靠自身持续的努力，优化工作是提升企业核心竞争力的重要措施之一。优化是在众多的方案中寻找最优方案。炼化企业生产经营中，企业管理者在特定环境下，对内部组织的各类资源进行有效配置，选择优良组合，以便实现确定目标的实施过程。其有效性集中体现在以最少的资源投入，取得最大的合乎需求的产出，获得最佳的效率和效益，既能满足各方面的基本要求，又能获得好的经济效益。

“大优化大效益、小优化小效益”，炼化企业的优化主要围绕七个方面开展：

1）抓好原油采购优化：当前原油成本占企业加工成本的95%以上，原油采购优化是企业降本增效的重中之中。

2）炼化一体化优化：系统优化时，不能只顾炼油，也不能只看化工，要着眼与整体、全局优化，将炼油、化工结合起来，从炼化整体效益最大化出发，实现一加一大于二的系统资源优化。

3）加工方案优化：从原油加工方案、蒸馏侧线产品走向、蜡重油平衡、装置原料组成结构，成品油调和、氢气平衡等方面进行的全过程优化。

4）产品结构优化: 以市场为导向，及时调整生产优化方案，按照“装置产品结构是什么，企业能够产什么；哪个附加值最高，就多产哪个产品；市场需要什么，企业就产什么”的原则，优化产品结构，最大限度生产高附加值产品，提升产品的附价值。

5）装置操作优化：精心操作、调整，保证上下游之间物料供应稳定。通过优化操作，提高技术经济指标，充分发挥装置的能力，减少物耗、能耗。

6）公用工程优化: 系统性地抓好水、电、风、汽优化，在确保生产安全的前提下，努力降低公用工程成本，实现节能减排的目标。

7）装置大修优化：在做好大修准备的前提下，根据市场产品价格走势和装置运行状况合理安排装置检修时间，将检修对效益的影响降到最低；优化装置停开工方案，实现“零”排放。

本文主要从前四个方面对炼化企业全流程优化工作进行阐述。

1、抓好原油采购优化

炼油企业如何根据自身加工流程特点，充分发挥现有装置加工潜力，在满足产品出厂质量要求的前提下，采购及加工适量高硫、高酸重质原油，实现原油劣质化，大幅降低原油采购成本，对提高炼油企业的效益起着至关重要的作用。

1.1 原油的选择原则“性价比最高”

企业要根据自身装置配套、适应性、产品结构情况等，加强测算，综合考虑产品附加值和原料成本，决策选择最适合的油种，“不求价格最低，但求性价比最高”。

1.2 做好原油选择的测算工作，提高选择的准确性

1）根据实际生产输送、加工、库存平衡情况以及原油的市场情况，通过固定油种和数量，利用PIMS软件对采购原油进行测算，测算出既适合装置配输，市场上也可以落实，效益相对最优的油种及数量组合，提供利用PETRO-SIM进行测算。

2）根据原油采购方案，利用PETRO-SIM软件得出蒸馏原油、渣油性质以及开工方案建议，对各方案投入产出进行比较，为原油采购决策提供依据。

3）根据测算后的结果，落实原油资源的过程中，要做好低硫原油的采购替代方案，优先考虑性价比较高的原油。

1.3 科学、合理控制原油库存

1）加强市场研判，控制好采购节奏，实现低价时多买、高价时少买。

2）科学合理控制原油库存，并且通过科学统筹安排原油到港时间，减少原油低库存对生产平衡带来的压力和风险。

3）充分利用商储库原油资源，安排好自身采购原油结构，适时借用商储原油，降低企业原油库存风险。

2、抓好炼化一体优化

炼化一体的企业在系统优化时，不能只顾炼油，也不能只看化工，要着眼与整体、全局优化，将炼油、化工结合起来，从炼化整体效益最大化出发，实现一加一大于二的系统资源优化。

2.1 建立化工和炼油之间产品的双向输送

炼化一体企业，炼油与化工两个大板块之间有非常多的联系，如何实现两个板块的产品双向输送是实现一体化优化的关键。比如炼油的轻石脑油、尾油等作为化工的原料，而化工产出的抽余油、C5、C9、混合C4等是作为产品直接外销，还是返回炼油调和汽柴油等，这是炼化一体化企业所要关注、优化的地方。

2.2 将两者低附加值产品相互加工利用，提高综合附加值

比如将催化焦化干气利用装置分离出富乙烯气到裂解装置增加乙烯产量、将炼油干气中分离出富乙烷气作为乙烯原料等，将炼油作为干气燃料的低附加值产品作为化工生产的优化、廉价原料转产附加值更高的乙烯化工产品。

2.3 乙烯原料优化

1）乙烯裂解的石脑油进料结构进行调整，不再加工常规直馏石脑油。将直馏石脑油进行切割，低于70℃的作为乙烯料，高于70℃的作为重整料，实现合理利用。

2）建议加氢裂化重石脑油作为重整原料，不再直接调合汽油出厂；加氢裂化轻石脑油不要作为乙烯原料，而是用于调合汽油。

3）优化加氢裂化操作，原则上柴油不要切入尾油中，尾油BMCI应控制低于12。

3、加工方案优化

加工方案的优化就是从原油进厂开始，根据原油资源情况，蒸馏加工方案的优化，进而对蒸馏的各个馏分，包括石脑油、常一线、常二线、蜡油和渣油的加工方案进行优化，其次是对以二次、三次装置产品的优化，直至最后的成品油调和方案优化和产品出厂质量控制等方面。

3.1 原油加工方案的优化

由于燕山蒸馏装置的加工能力不同、防腐设防值不同，以及二次装置对于原料硫含量要求的不同，直接影响到蒸馏装置原油加工方案。燕山石化虽进行了加工含硫油的适应性改造，但从装置配置和效果看，原油硫含量的适应性仍较差，原油采购成本和油种选择难度很大。

燕山石化4套蒸馏装置中，只有4#蒸馏可加工含硫原油，硫含量的设计值仅为1.5%，使得全厂的硫含量偏低。4#蒸馏按照设计的硫含量选择原油，原油品种的选择面很窄，且采购成本较高。实际操作中，部分低硫油与高硫、含硫油混合才能满足所需原油性质，使得低硫渣油资源无法进催化裂化掺渣，只能由焦化或丙烷脱沥青加工，造成资源浪费。

进口低硫油利用现有塘燕管线顺序输送，并在1#蒸馏单独加工，4#蒸馏加工的原油在曹妃甸用高硫油和含硫油调合后直供装置。低硫油和含硫油分输分炼后，4#蒸馏加工含硫油的负荷降低，可增加低硫渣油进催化的数量，提高掺渣比。

原油分炼后，2#蒸馏不变，1#蒸馏只加工低硫原油，平均S≤0.5%，4#蒸馏加工其余原油（包括低、含、高硫原油），平均S≤1.5%。1#蒸馏加工量增加，低硫渣油增加，使催化掺渣提高，4#蒸馏加工量降低，硫含量增加，高硫渣油减少，使溶剂脱沥青负荷降低。催化掺渣的提高，挤出蜡油进高压加裂，提升企业效益。

3.2 石脑油优化

炼油厂的石脑油馏分是汽油馏分的潜馏分，是炼油厂中轻端馏分，其馏分范围比较宽，一般都指蒸馏馏程为≤180℃的馏分，并且将≤65℃馏分称为轻石脑油, 65～180℃的馏分称为重石脑油。石脑油馏分的碳数分布范围主要是C₅～C₁₂。石脑油的主要用途包括汽油调和组分、乙烯裂解原料和重整生产原料

直馏石脑油是一次加工装置生产的石脑油，主要是常减压蒸馏的初馏塔顶和常压塔顶生产的石脑油，这类石脑油不含烯烃。不同类型原油的直馏石脑油的性质及组成差别很大。二次加工石脑油，主要是包括加氢石脑油、焦化石脑油和裂解石脑油，这类石脑油含有不同量的烯烃。

根据《乙烯装置专用石脑油质量标准》要求石脑油中的链烷烃含量不低于65%，烯烃含量不大于1.0%，硫含量不大于0.08%。燕山目前加工的进口原油普遍是烷烃含量偏低，不适合作为裂解料使用，而适合作为裂解料的原油只有沙中、沙轻和阿曼和焦化石脑油。因此在计划安排过程中，要根据一次石脑油和二次石脑油的质量情况，作好“宜烯则烯，宜芳则芳”工作，实现石脑油组分的分储、分炼和外售，以提升企业的效益。

3.3 柴油组分优化

柴油组分主要包括直馏柴油、焦化柴油、催化柴油和加氢裂化柴油，重点是作好上述柴油组分切割点的优化工作。其中焦化柴油和焦化蜡油之间的平衡、切割，主要考虑焦化蜡油对于效益的贡献情况，加氢柴油主要是和尾油之间的切割点控制，根据尾油质量情况进行控制，但是考虑到裂解料的分储分炼情况，在裂解料不足的情况下，要将部分加氢柴油作为裂解料使用，在计划安排中也要将质量好的尾油和加氢柴油分割开，以保证裂解装置原料的稳定性、分储分炼。

在目前严格限制原油加工量、蜡油组分不足的情况下，如何确保二次装置满负荷运行，优化蒸馏装置常二线的切割点就更显得尤为重要。应用PETRO-SIM软件降低对常二线的终馏点，将重柴油组分作为蜡油使用，供加氢裂化料使用，测算中这部分重柴油组分创造的价值。

催化柴油是较差的柴油组分，如何将催化柴油组分升值，是柴油组分优化的重点工作之一。催化柴油的主要消化方式是催化柴油进加氢裂化、部分催化柴油回炼和进RLG装置。催化柴油进加氢裂化是有经济效益的，但是对产品分布有一定的影响。

3.4 蜡油加工方案的优化

在所有原油组分中蜡重油组分的优化最为复杂，其中蜡油进加氢裂化、催化裂化和润滑油装置的效益，以优选蜡油加工路。通过对比分析得出，在相同价格体系下，蜡油作为高压加氢料的效益明显好于作为催化料，因此在计划安排中蜡油组分应优秀考虑作为高压加氢料使用。

3.5 渣油加工流程优化

在重油加工方面，依据效益情况测算渣油加工的路线，应该是催化裂化、丙烷脱沥青、延迟焦化，因此渣油要优先供给催化裂化装置加工，充分发挥催化的掺渣能力，但由于受到没有渣油加氢装置的限制，要优先执行三套蒸馏运行方式，尽最大可能为催化装置提高掺渣率创造条件，4#蒸馏在进行减压深拔改造后，进一步压减渣油的产量，降低延迟焦化装置的复合，进而减少石油焦的产量。

为了确保焦化原料的劣质化，采取将油浆进溶剂脱沥青、脱油沥青进延迟焦化加工的组合工艺，油浆深加工使沥青装置负荷增加，从而一方面燃料油产量下降，此外蜡油产量增加顶出更多蜡油组分供加氢装置加工，提高加氢裂化装置的负荷。

4、产品结构优化

以市场为导向，及时调整生产优化方案，按照“那个附加值最高，就多产那个产品；市场需要什么，企业就产什么”的原则，优化产品结构，最大限度生产高附加值产品，提升产品的附价值。

在原油加工量受限的情况下，企业必须以利润最大化为目标，加强市场信息的分析研究、捕捉市场机遇，同时加强企业内部计划和生产、技术、销售部门的沟通协调，形成以市场为中心，以利润最大化为目标的反应机制，及时调整装置生产方案，不断适应市场的变化，才能在激烈的竞争中寻求生存和发展。

5、结束语

计划、组织、控制是管理的三项职能，而作为计划，是管理工作之先，而优化是提高计划水平的重要手段之一。因此，炼化企业要提高优化水平，需要做好以下几个方面：

1）充分掌握PIMS和PETRO-SIM软件，使其相辅相成，提高PIMS优化的准确性；

2）立足装置实际构成，提高采购原油的性价比，降低原油采购成本；

3）进行全过程的加工流程优化，包括原油加工方案、产品价格优化、中间物料流向优化，实现物尽其值；

4）寻找、分析、解决企业瓶颈，为优化生产方案创造条件。