基于近紅外快評技術優化原油儲罐布局

周雪梅 賀亞軍

【摘要】 本文論述了近紅外原油快速評價技術特點，并通過利用近紅外快速評價技術優化調整原油混儲布局，完善改造工藝設施，實現原油儲存庫容冗余度減少、送裝置加工性質穩定。

【關鍵字】 原油，近紅外、快速評價，優化，儲罐

0背 景

蘭州石化公司擁有1050萬噸/年原油一次加工能力，其中3套常減壓裝置加工能力500萬噸/年，加工低硫低酸石蠟基原油，包括長慶、 青海、牙哈等;4套常減壓裝置加工能力550萬噸/年，加工高酸中間基原油，包括南疆、北疆、吐稠、北稠、吐哈等10多個區塊的原油。

1.原油混儲輸轉存在問題

油品儲運廠主要承接蘭州石化公司加工原油管輸接收、火車接卸、儲存和送裝置加工任務。目前，廠內用2座10萬立儲罐、2座5萬立儲罐收儲原油末站轉輸來的新混油，順序通過4套常減壓抽油泵直抽加工;用1座10萬立儲罐、1座5萬立儲罐、1座3萬立儲罐收儲原油末站轉輸來的長慶油，然后將火車槽車運來的青海油按經驗比例（≤30%）輸送至以上3座儲罐混儲，最后順序通過3套常減壓抽油泵直抽加工。

1.1 原油倉儲冗余度大

（1）常減壓裝置進料方式是利用常減壓抽油泵從油品儲運廠廠內儲罐直抽，通常把罐底油液位保留在5.5～6m，確保常減壓抽油泵入口有一定的靜壓，故導致廠內儲罐有效罐容大幅減少，給原油倉儲調度增加困難，且增加了罐底混油量，進一步影響常減壓進料性質的穩定。

（2）由于石蠟基的長慶油與中間基的新混油順序輸送進廠，為保證長慶油的純凈，不影響3套常減壓的加工，在切油頭時要求將長慶油往新混油切，從而造成石蠟基原油的浪費。因此需合理優化儲罐安排，盡可能降低油頭切換頻率。

1.2 送裝置加工原油性質不穩

（1）4套加工的新混油，由于參與配輸的油種來自不同區塊的原油且配輸比例不穩定，造成新混油性質變化較大，各儲罐中存儲的新混油彼此性質也存在差異，導致4套常減壓進料性質不穩。

（2）3套加工的長混油，由于長慶油與青海油在收儲時按經驗比例（青海油≤30%）進行混儲，混合后原油性質與預期也存在一定的偏差，難以保證3套常減壓進料性質的穩定。

基于以上矛盾，需開展原油混儲過程中快速評價技術的應用研究，優化控制原油混儲比例，提前預判加工原油詳細評價數據，指導調度系統準確判定各摻混原油的比例、油種，為煉廠生產平穩有序提供保障。

2.近紅外（NIR）原油快速評價技術特點及應用

近紅外光譜技術主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的，它記錄的是分子中單個化學鍵的基頻振動的倍頻和合頻信息，受含氫基團X-H（X-C、N、O）的倍頻和合頻的重疊主導，所以近紅外光譜測量的主要是含氫基團X-H振動的倍頻和合頻吸收，包含了絕大多數類型有機物組成和分子結構的豐富信息。可檢測樣品的密度、水含量、碳、氫、硫、氮、 酸值、傾點、粘度、殘碳、蠟含量、膠質、瀝青質、實沸點收率等性質數據。

NIR快速評價成功案例：金陵石化于2011年成功實施了基于原油近紅外快評技術的原油在線調合系統。自系統上線以來，快評后油品分析數據準確，調合系統實現了調合過程自動比例控制，調合優化軟件的各協調工作完成了原油罐存監視、組份跟蹤、在線優化配比等功能。

目前，此項技術以南京富島科技公司市場占有率最多，已在中石油大連分公司、廣西欽州分公司、中石化北海分公司、中石化茂名分公司等企業成功實施了基于近紅外檢測的原油快評系統。

3應用近紅外原油快評系統優化原油罐區布局

調整用2座10萬立儲罐收儲從末站或鐵路槽車進廠的長慶油，用1座3萬立儲罐收儲鐵路槽車進廠的青海油，經過加溫沉降脫水后，應用近紅外快評系統評價長慶油、青海油的詳評數據，指導分廠調度優化調合比例，利用配套的2組調合泵及流量調節設施，按調合比例精準輸轉至1#靜態混合器送3套常減壓加工，具體流程如圖1所示。期間對靜態混合器出口的長混油也進行近紅外快評，掌握長混油詳評數據。

調整用1座10萬立儲罐、3座5萬立儲罐收儲從末站進廠的新混油，經過加溫沉降脫水，應用近紅外快評系統評價各儲罐新混油的詳評數據，指導分廠調度優化調合比例，利用配套的2組調合泵及流量調節設施，按調合比例精準輸轉至2#靜態混合器送4套常減壓加工，具體流程如圖1所示。期間對靜態混合器出口的新混油也進行近紅外快評，掌握新混油詳評數據。42/7-9罐區的其余5具5萬立儲罐，42/1罐區1具3萬罐作為組份罐、應急罐使用。

通過以上統籌規劃廠內原油儲罐，設計配套相關工藝設備，依托近紅外快評系統，最終實現不同性質、不同區塊的原油分儲，增加廠內原油儲罐的有效罐容，提高儲罐使用效率。

4 取得的預期效果

4.1增加原油儲罐的有效罐容

通過對進廠原油的分類存儲，工藝設施的改造完善，常減壓裝置不在從油品儲運廠儲罐內直接抽油加工，而是通過調合泵后的靜態混合器向常減壓供料，廠內儲罐罐底油可由目前的5.5～6m降至2.5m左右，大幅度提高了儲罐的有效容積，減少了罐底油的混油量，增加了分廠調度的時間安排冗余度，降低了末站送油切油頭的頻率，確保了常減壓進料性質的波動。

4.2預知進廠原油性質，合理安排調合比例

利用近紅外原油快評系統對末站輸轉的新混、長慶油，鐵路槽車進廠的青海油、長慶油進行詳細評價，短時間內獲得原油性質（API、S含量、酸值、氯鹽、水含量、密度、實沸點收率等）關鍵數據，指導分廠調度合理配比調合長混、新混油，為煉廠提供性質穩定的加工油品。

4.3 預知送裝置加工原油性質，保障煉廠生產穩定

通過對1、2#靜態混合器出口油品性質的評價，常減壓裝置可提前預知加工原油質量性質、關鍵組分性質及各餾分段收率，裝置無需時刻準備應對由于進料性質不穩而可能出現波動，為裝置安穩長滿優運行提供穩態環境，確保二次加工裝置的穩定運行。

5 小結

原油罐區是承接公司計劃轉生產的重要節點，由于進廠原油性質的多樣性與變化性， 依據原油快速評價系統所得數據實現對摻煉原油比例及時調整，合理使用原油儲罐及相關工藝設施，提高儲罐的有效使用效率，增加計劃與生產的冗錯能力，從而更好的為計劃與生產協調創造條件，最終實現常減壓裝置穩定加工。

參考文獻

[1] 趙剛，原油調合技術的研究與應用[D]，山東：中國石油大學（華東）2007.

[2] 蔡智等，油品調合技術[M]，北京：中國石化出版社，2005.