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浅析原料预处理装置轻质化改造

文档作者：裘宇鹏文档来源：中国石油化工股份有限公司济南分公司		更新日期： 2026年05月13日	点击数：
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33
石油化工
一、改造背景介绍
中石化济南分公司润滑油原料预处理装置（以下简
称预处理）2017年检修开工后，主要加工377管输原油与
355管输原油，设计加工量为250万吨/年，377管输原油
主要为临盘原油和进口原油，其中临盘原油中蜡含量较
高。装置工艺部分包含电脱盐系统、常压系统、减压系
统等三个部分，原油进入装置后经过升压升温进入电脱
盐罐脱盐脱水，脱后原油加热进入闪蒸塔，闪蒸塔气相
直接进入常压塔，塔底油加热后进入常压炉加热至365℃
左右进入常压塔分离出瓦斯、直馏汽油、航煤料、柴
油，常压塔底油进入减压炉加热至384℃左右进入减压塔
分离出蜡油、渣油。从装置组成上可以看出常压系统只有
常压塔产出汽油等轻质成分，加工轻质原油能力不足。
而近年来随着进口原油轻质化（如图1），原料预
处理装置常顶油气系统出现生产瓶颈，主要为常顶汽油
量过大外送困难，另外也出现常压塔顶压力过高、常顶
产品冷凝温度过高等问题；除了装置负荷率低之外也出
现减压系统进料偏低，减压炉最低负荷运行等问题。同
时，根据去年数据显示原油电脱盐入口温度偏低、闪蒸
塔入口温度偏低，造成常压部分拔出率较低，而减三
线、减四线、减五线、减压渣油等换后温度偏高，装置
能耗较高。
基于上述原因，现拟对初馏塔改造，提高常压系统
拔出率，同时强化各侧线产品与原油换热。
图1　进口原油密度以及预处理轻油收率趋势图
二、改造措施
1.闪蒸塔改造
按照改造前数据显示，提高装置加工量的瓶颈在于
汽油量外送困难，因此本次改造重点为将原有闪蒸塔改
造成初馏塔，塔顶增加油气冷却系统，产出汽油石脑油
产品，增加过汽化油直接进入常压塔16层塔盘流程，在
尽可能拔出轻组分的同时保住初馏塔汽化段分离出来的
轻组分，从而减轻常压炉以及常压塔负荷。具体改造措
施如下：
闪蒸塔C101在原有基础上内部新增填料、分布器、
集油箱等，并对塔内件进行核算，并提供作出相应的改
造，以确保满足生产需求。设备数据与改造流程见图1、
图2、图3。
表1　设备数据
塔名称 正常操作压
力MPa（g）
设计压力
MPa（g）
操作温
度℃
设计温
度℃
主要材
质
直径/
mm
初溜塔
C-101 0.05 0.28 240 260 Q245R Φ2600
图2　预处理初常顶系统改造前简易流程图
图3　预处理初常顶系统改造后简易流程图
新 增 初 顶 冷 却 系 统 ： （ 1 ） 增 设 初 顶 回 流 罐
（D-106），规格为φ3000×6000mm（切/切，液包
浅析原料预处理装置轻质化改造
裘宇鹏　　中国石油化工股份有限公司济南分公司
【摘　要】介绍了2021年原料预处理装置轻质化改造项目内容、对比分析原油轻质化改造对加工量以及能耗的影响。
【关键词】闪蒸塔改造；原油换热网络优化；换热终温；节能分析
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2022.11.011
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石油化工
φ1200×1200mm），内设隔油挡板、除沫器等。
（2）新增初顶空冷器（A-101）1 台，形式为蒸发
式冷凝器，型号 SYL9×3，材质为 08Cr2AlMo/Q245R
（正火）。
（ 3 ） 新 增 初 顶 油 泵 （ P - 1 3 3 A / B ） ， 额 定 流 量
88m3/h，电机功率 45KW，材质为S-6，密封系统为
Plan11+53B。
新增初过汽化油流程，与常二中油返塔线合并后
进入常压塔（C-102）：塔泵（P-134A/B），额定流量
18.3m3/h，电机功率约11KW，材质为S-6，密封系统为
Plan21+53B。
2.原油换热网络优化
考虑改造前装置电脱盐入口温度偏低，以及减三
线、减四线、减五线、减压渣油换热后温度偏高，能耗
偏高，因此换热方面重点是强化了目前这几路物流与原
油换热；同时初顶的取热考虑初顶油气和原油换热，也
可以降低热损失和提高电脱盐入口温度。具体改造措施
如下：
新增脱前原油——初顶汽油换热器（E-002A/B/C/
D）两台，并联。
新增脱前原油——常顶汽油换热器（E-001A/B）两
台，原为常顶汽油——热媒水换热器，流程动改，并联。
脱前原油——减四线（三）换热器（E-108）1台，
利旧改造，管壳程介质互换，壳程材质为Q345R。
脱前原油——减三线（二）换热器（E-110A/B）1
台，并改造为重叠，壳程材质为Q345R。
新增脱后原油——减渣（四）换热器（E-113A/B）
1台，并改造为重叠，型号为BES1100-4.0-325-6/25-
4I，壳程材质为Q345R，管程材质为10#。
脱后原油——减二中（四）换热器（E-123A/B）原
为2台，型号为BES600-2.5-85-6/25-4I，现均更新，型
号为 BES800-4.0-160-6/25-4I，壳程材质为 Q345R，管
程材质为06Cr19Ni10。
三、改造效果及分析
1.原油加工量分析
从表2可以看出装置2021年4月开工后，预处理装置
的原油加工量有了明显的提高，负荷率从之前的65%提
高至86%，提高了装置处理能力和生产效率。
表2　2020年1月至今生产数据
2020.1-
2020.6
2020.7-
2021.1 2021.5 2021.6 2021.7 2021.8
平均加工量t/h 192.0 195.5 180 260 250.5 259
负荷率% 63.62 65.54 66.98 87.41 84.17 86.95
轻油收率% 36.58 38.43 38.63 35.29 34.72 33.97
原油密度kg/m3 879.74 875.55 876.19 880.12 881.51 882.72
汽油收率% 12.21 13.88 14.01 12.54 11.72 11.08
减压进料占比% 28.99 27.77 28.76 29.01 29.46 30.11
注：2021年2月至4月装置停工
表3　预处理部分机泵数据
设备位
号
设备名
称 介质
流量(m3/h) 额定
流量t/
h
最低允
许流量
t/h
目前运
行流量
t/h
目前运
行负荷
最低 正常 额定 %
P-104A 常顶汽
油泵 常顶油 10.9 27.2 40 28.6 7.8 10 35.7
P-133A 初顶汽
油泵
初顶汽
油 35 83 56.1 23.7 15 26.7
P-120 减一中
泵
减一中
油 70 98 127 91.3 50.3 98 107.4
P-121B 减二中
泵
减二中
油 71 101.2 132 93.7 50.4 98 104.6
从上表3中可以看出加工量的提高是基于增设了初定
汽油泵。在只有常顶汽油泵外送汽油时，即使特殊情况
可以开双泵运行，外送量最多可达到38t/h，也很难提高
加工量至250t/h以上。
2021年4月份开工以来，受油品性质偏重影响，装置
汽油收率也较低，但根据两台汽油泵负荷情况（目前处
于低负荷情况），也推断预处理装置完全可以加工更轻
的原油，这个有待装置继续运行实践证明。
从表3中看到开工4个月来最高月平均加工量最大值
为260t/h，负荷率还未达到100%（约290t/h），但是最近
油品性质较重，减压进料占比大，加上在高温影响下夏
季生产减顶真空度波动较大，导致减一中，减二中流量
过大（近四个月平均约为95t/h左右），达到机泵最大运
行负荷，提量困难，从而限制了加工量的提升，产生了
新的加工量瓶颈。此工况预计在加工原油变轻后情况会
有好转，或许可以更进一步提高加工量，有待装置继续
运行实践证明。
2.换热终温分析
从原油换热网络优化措施中可以看出，此次换热系
统优化主要针对脱前、脱后系统进行了优化，其中脱前
系统新增加了两台换热器、改造两台换热器，脱后系
统改造两台换热器，对照图4可以看出，原油换热升温
明显，其中脱前温度增加了20℃，脱后系统温度增加约
10℃，有利于初馏塔轻油的拔出；而换热终温也随之提升
了约8℃，可以减少常压炉燃料气用量，达到节能效果。
3.能耗分析
从图5中可以看出预处理能耗中占比最多的为燃料
气，降低燃料气能耗将极大程度上降低装置综合能耗。
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石油化工
图4　预处理换热温度走势
图5　预处理2020年能耗占比
表4　2020年与2021年同比能源消耗比较
时间 2020.5 2020.6 2020.7 2020.8 2021.5 2021.6 2021.7 2021.8
燃料气
消耗量t 1190 1191 1206 1271.32 1126.16 1383.83 1387.96 1382
加工量t 138981 143177 149126 145980 148307 187308 186619 192040
燃料气
单耗单
耗kgoe/
t
8.134 7.902 7.682 8.273 7.213 7.018 7.065 6.836
用电量
kWh 916677 996898 914679 833837 919193 992136 1032511 1000336
电单耗
kgoe/t 1.517 1.601 1.41 1.313 1.425 1.218 1.272 1.198
1.0MPa
蒸汽单
耗kgoe/
t
1.64 1.4 1.03 0.97 1.03 0.85 0.88 0.85
综合能
耗kgoe/
t
8.86 8.61 7.12 8.61 8.17 8.41 7.5 8.23
注：燃料气消耗量为各个装置平衡前仪表读数
从表4中可以看出，由于本次改造增加初馏塔汽油
产出以及过汽化油流程，从而使原油中的轻组分更多的
在常压炉前拔出，从而降低了进入常压炉的初底油的轻
组分；另外，换热系统的优化使得换热终温得以提升，
使得常压炉前温度提升。基于以上两点都有利于减少加
热炉燃料气的消耗；但由于改造开工后加工量增加，所
以燃料气的消耗量有所提高，单耗下降明显。（以上分
析，忽略了燃料气热值的影响，只是初步浅析。）
本次轻质化改造新增初顶冷却风机6台，汽油以及过
汽化油泵2台，电能单耗增加，改造开工后加工量提高，
使得装置各个机泵流量上升也增加了用电量，因此两年
同期相比用电量增加，单耗降低。
1.0MPa蒸汽单耗略微降低。其原因为去年五月份和
六月份，运行部液环真空泵由于待检修无法运行，投用
的减顶三级抽空器，增加了蒸汽用量。用量减少与此次
轻质化改造关系不大。
其他几部分能耗占比较少，对综合和能耗影响较小。
基于以上几点，综合能耗降低。
四、总结
1.经过轻质化改造，预处理装置汽油产量增加明
显，由于开工后原油性质偏重，暂时无数据表明加工轻
质原油的可行性，但通过理论分析基本确认达到加工轻
质原油要求。
2.轻质化改造后，加工量提高约50t/h，负荷率提高
20%，减压进料量增加，有利于提高润滑油原料的产
出，提高经济效益。
3.通过初馏塔改造和网热网络优化以及加工量的提
升，综合能耗同比降低0.22kgoe/t，达到了减少能耗的目
的，提高了经济效益。
参考文献：
[1]250万吨/年润滑油原料预处理装置工艺技术规程，
2020年版.
[2]250万吨/年润滑油原料预处理装置岗位操作法，2020
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[3]预处理装置原油轻质化适应性改造方案（20200224）.
[4]方东.FCC循环油分子结构组成及催化加工利用的
研究[D].中国石油大学(北京)，2020.DOI:10.27643/
d.cnki.gsybu.2020.000124.
[5]郑书瑞.磷石膏α半水石膏制备轻质墙体材料的研究
[D].昆明理工大学，2016.
[6]佟伯峰.140万吨/年催化裂化工业装置技术改造和评
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作者简介：裘宇鹏（1989—），男，汉族，山东省济南
市人，本科学历，助理工程师，研究方向：石油化工。

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