茂名石化公司乙烯原料的優(yōu)化

石油化工●64●PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2009年第38卷第1期茂名石化公司乙烯原料的優(yōu)化何小龍(中國石油化工股份有限公司茂名分公司,廣東茂名525011)[摘要]從煉油化I一體化的角度,介紹了中國石油化工股份有限公司茂名分公司(簡(jiǎn)稱(chēng)茂名石化公司)1.00 MVa乙烯裝置的原料優(yōu)化情況;分析了各種乙烯原料的性質(zhì)及其裂解性能,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟分析,對乙烯原料的優(yōu)化提出了建議。茂名石化公司乙烯裝置的實(shí)際運行結果表明,在進(jìn)行乙烯原料優(yōu)化后,乙烯收率大幅度提高,乙烯原料單耗和能耗降低,乙烯生產(chǎn)成本降低。通過(guò)規模效益對比和預算得出,以20.00 MVa煉油能力配套1.00 MVa乙烯裝置是煉油化I-體化的最佳組合,可以使乙烯原料充分優(yōu)化。[關(guān)鍵詞]煉油;蒸汽裂解;乙烯;原料優(yōu)化[文章編號] 1000 -8144(2009)01 -0064 -04[中圖分類(lèi)號] TQ221.21[文獻標識碼] AOptimization of Ethylene Feedstock of Maoming Petrochemical CompanyHe Xiaolong( Maoming Petrochemical Company , SINOPEC,Maoming Guangdong 525011 ,China)[ Abstract ] Taking cracking fumaces of 1. 00 Mta ethylene capacity in Maoming PetrochemicalCompany as an origin, optimization of ethylene feedstocks was made from view points of techniqueand economy. Performances and characteristics of several ethylene feedstocks were analyzed. .Technical economies were compared from standpoint of integrating of petroleum refining and chemicalindustry. Advices on optimization of ethylene feedstocks were put forward consequently. Productionpractice shows that after optimization of ethylene feedstocks, high ethylene yield has been obtained,consumptions of feedstock and energy have been reduced and ethylene production cost has beenlowered. Through above investigation of technical economy for different scale plants, the combinationof 20. 00 Mt/a petroleum refining and 1. 00 Mt/ a ethylene installation would be optimal for integratedpetroleum refining -chemical industry, and ethylene feedstock could be fully optimized.[ Keywords ] oil refining ;steam cracking;ethylene ;feedstock optimization隨著(zhù)我國石化行業(yè)的飛速發(fā)展,世界各大石化對于國內石化企業(yè)來(lái)說(shuō),優(yōu)化乙烯原料是提高競爭公司紛紛搶占國內市場(chǎng)，給我國石化企業(yè)帶來(lái)很大力的重要手段。中國石油化工股份有限公司茂名壓力。國外公司主要通過(guò)以下途徑占領(lǐng)國內市場(chǎng),分公司(簡(jiǎn)稱(chēng)茂名石化公司)現有煉油能力壓制國內的石化企業(yè):(1)利用國外(尤其是中東地13. 50 Mt/a,經(jīng)過(guò)近年來(lái)的技術(shù)改造,已成為國內高區)優(yōu)質(zhì)廉價(jià)的石油和天然氣資源生產(chǎn)石化產(chǎn)品，硫劣質(zhì)原油加工基地,擁有完善的一次和二次加工再出口到我國;(2)利用所控制的資源抬高國際原裝置,產(chǎn)品結構齊全。茂名石化公司的煉油裝置除油價(jià)格,大幅度增加我國企業(yè)的采購成本;(3)把國提供正常成品油和潤滑油基礎油外，還為乙烯裝置外的石油天然氣資源運輸到設在國內的合資或獨提供原料。目前,茂名石化公司的乙烯原料還有部資企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品,直接占領(lǐng)國內市場(chǎng)。而我國的石分依靠外購,在該公司20.00M/a煉油裝置改擴建化企業(yè)在資源、技術(shù)等方面確實(shí)無(wú)法直接與國外企項目完成后，煉油能力可達到20.00MVa,乙烯原業(yè)抗衡,因此只有強化管理、科技創(chuàng )新優(yōu)化資源和料京中國煤化工名石化公司乙烯原降低成本,才能在競爭中取得優(yōu)勢。料的MYHCNMHG-體化的思路, 在煉乙烯生產(chǎn)成本的高低對石化企業(yè)競爭力的強[收稿日期] 2008 -08 -01;[修改稿日期] 2008 -10 -20。弱起決定性作用,而乙烯原料是影響乙烯成本、提[作者簡(jiǎn)介]何小龍( 1965-) ,男,安徽省廬江縣人,碩士.高級工程高產(chǎn)品收率及降低綜合能耗的首要因素"。因此,師,電話(huà)0668 -2242793 ,電郵hxlmpcc@ 126. com。第1期何小龍。茂名石化公司乙烯原料的優(yōu)化油裝置改造后,充分優(yōu)化乙烯原料,使乙烯原料輕使乙烯原料得到充分的優(yōu)化,屆時(shí)乙烯原料供應量質(zhì)化、優(yōu)質(zhì)化，提高乙烯裝置總收率,同時(shí)回收煉廠(chǎng)合計可達到3.69 Mta,高于3.40 Mt/a的需求,煉千氣中的乙烯和丙烯,充分利用來(lái)自煉油裝置的烯油化工一體化的優(yōu)勢可以得到充分發(fā)揮。烴資源,實(shí)現煉油化工一體化優(yōu)勢。本工作研究了在實(shí)現煉油化工一體化的前提2乙烯原料的優(yōu)化下,茂名石化公司乙烯原料的優(yōu)化方案。2.1石腦油優(yōu)化優(yōu)質(zhì)的乙烯原料具有以下3個(gè)特征:(1)碳氫比1乙烯原料需求狀況高。碳氫比是衡量原料裂解性能的最重要特性,一般目前，茂名石化公司乙烯裝置的規模是來(lái)講,碳氫比越高,裂解性能越好,乙烯收率越高,氫1.00 MVa、所需原料量為3.40 Mt/a。在乙烯原料氣產(chǎn)量也越高。(2) 鏈烷烴含量高,特別是正構烷烴構成中,千氣液化石油氣(簡(jiǎn)稱(chēng)液化氣)、重整拔頭含量高。(3)芳烴指數( BMC)低。BMCI越低,三烯油、重整抽余油和加氫裂化尾油是優(yōu)質(zhì)原料,乙烯(乙烯(包括乙烷)、丙烯和丁二烯)收率越高。一般收率高,效益好。若煉油能力維持在13.50Mt/a,認為,BMCI大于13就不適合作乙烯原料[2]。則可提供給乙烯裝置作優(yōu)質(zhì)原料的產(chǎn)品數量有限，以石腦油為主要裂解原料時(shí)，原料費用占總成影響了乙烯原料的優(yōu)化。在煉油能力擴大到本的70%以上。石腦油的性質(zhì)與其裂解性能有直20.00Mt/a后,液化氣、重整拔頭油和抽余油、加氫接關(guān)系。3種典型石腦油的性質(zhì)與裂解性能的關(guān)系裂化尾油這些優(yōu)質(zhì)乙烯原料的產(chǎn)量都會(huì )大量增加，見(jiàn)表1。表13 種典型石腦油的性質(zhì)與裂解性能的關(guān)系Table 1 Propertes of three kinds of napbhtha and their correlation with cracking performanceMixed straight naphthaStraight naphthaItenDesigned naphthafrom China Daqingfrom Omanfrom IranProperties of feedstock0.737 90.733 10. 704 10. 736 9Bromine value/g2.120.421.50w(H) ,%15. 0415.2014.68w( As) ,10-9150.070.3<5.0<1.0 .w(S),10-6188. 4188.4110.6700.0w(N),10-61.011.5382.0 .0. sw(V),10-6Disllae temperature/CInitial boiling point44. 00.44.0047.5050.0090%122. 40122. 40.102. 94122.40Dry point175. 00168. 60181.00Composition(W) ,%n-Paraffin28.. 5073. 64.27.43iParaffin28. 50.94.35 .33. 13Naphthene36. 2019.3626. 83Aromatics6.805.657.0012. 61BMCI15.7012. 166.0515.22.Operation conditionType of cracking furnaceVSCUNorth furmaceNorth fumaceCoil outlet temperature/C810 - 870860840Residence time/s0.290.28Yields of main products( w) ,%27. 99.28. 8328.0022. 542.933. 50-中國煤化工4. 10C14.584°5.754. 92-MHCNMHG4.28Benzene7.047.04 -6.504.005.04C5 +C+"C; +C; .51.2550.31 -53. 8452. 1445. 20BMCI: bureau of mines correlation index.石油七工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2009 年第38卷由表1可見(jiàn),大慶直餾混合石腦油的乙烯單程2.3液化氣優(yōu)化收率為28.83% (高于設計原料的27. 99%),三烯根據茂名石化公司煉油系統的物料平衡,來(lái)自收率最高可達53. 84% ;阿曼直餾石腦油的乙烯單常減壓蒸餾裝置、加氫裂化裝置和一-些加氫處理裝程收率為28. 00% ,三烯收率達52. 14%。上述兩種置(如柴油加氫處理、蠟渣油加氫處理裝置等)的飽石腦油都是優(yōu)質(zhì)的乙烯原料。而伊朗直餾石腦油和類(lèi)液化氣中丙烷和丁烷的總質(zhì)量分數達95%。的乙烯單程收率不高,三烯收率僅為45. 20% ,不是丙烷和丁烷是很好的乙烯原料,丙烷裂解時(shí)的乙烯理想的乙烯原料。根據上述評價(jià)結果,從煉油化工收率可達46% ~48%;丁烷裂解時(shí)的乙烯收率可達-體化的高度考慮,應盡可能多地煉制阿曼原油等34% ,丙烯收率也很高。液化氣總量為0.24 Mt/a,輕質(zhì)原油,使乙烯裝置的效益最大化。若這些液化氣完全用作乙烯原料,則乙烯產(chǎn)量相當石腦油的族組成與石腦油的裂解性能也有著(zhù)于0. 30 Mt/a石腦油生產(chǎn)的乙烯量,即液化氣與石直接的關(guān)系。通過(guò)評價(jià)實(shí)驗得到了石蠟基原油石腦油的當量比為1 : 1.25。因此,用液化氣作乙烯.腦油的鏈烷烴含量與三烯、三苯(苯、甲苯和二甲原料,乙烯收率高、單耗低、經(jīng)濟效益明顯。目前，苯)收率的關(guān)系。實(shí)驗結果表明,石腦油的鏈烷烴國內的不少石化企業(yè)為了臨時(shí)利益而浪費液化氣,.含量由75.01%(質(zhì)量分數,下同)降至60. 46%時(shí),以后應以煉油化工一體化為重,以長(cháng)遠眼光看待液三烯收率從55. 29%降至48. 93% ,降幅較大;而三化氣的利用問(wèn)題。目前,茂名石化公司的這類(lèi)液化苯收率則從6. 67%升至10. 98%。在評價(jià)實(shí)驗過(guò)程氣基本.上全部作為乙烯原料，明顯提高了乙烯收率。中還發(fā)現,西江、陸豐、尼羅、沙輕、文昌、沙中等石2.4重整拔頭油優(yōu)化蠟基原油石腦油的乙烯收率均高于31. 00%,三烯根據茂名石化公司煉油系統的物料平衡,兩套收率在52.50%以上，是優(yōu)質(zhì)的乙烯原料。中間基催化重整裝置滿(mǎn)負荷生產(chǎn)時(shí),可提供0.20 MVa重原油石腦油是較理想的乙烯原料,而環(huán)烷基原油石整拔頭油。由于經(jīng)過(guò)預加氫處理,加氫生成的輕組腦油的乙烯收率都低于25. 00% ,屬于不理想的乙分在預分離塔塔頂被分離,因此重整拔頭油中無(wú)C。烯原料。3種不同基質(zhì)的原油石腦油中,石蠟基原.以上的組分,亦無(wú)環(huán)烷烴,大多是正構烷烴,還有少油的鏈烷烴含量最高,裂解性能最好;而環(huán)烷基原量的異構烷烴。重整拔頭油的性質(zhì)相當于輕烴,裂油石腦油由于環(huán)烷烴含量高,在高溫裂解過(guò)程中具解性能優(yōu)良。0. 20 Mt/a重整拔頭油生產(chǎn)的乙烯量有強烈的生焦傾向,不僅乙烯收率低,而且裂解爐相當于0.24Mt/a石腦油生產(chǎn)的乙烯量,即重整拔清焦周期短。在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中,應多煉制石蠟頭油與石腦油的當量比為1 : 1.2。目前,茂名石化基原油,而環(huán)烷基原油石腦油不適合用作乙烯原料。公司的重整拔頭油全部作為乙烯原料,明顯提高了2.2干氣優(yōu)化乙烯收率。茂名石化公司煉油系統有3套催化裂化裝置2.5加氫裂化尾油優(yōu)化(加工能力分別為0. 90,1.00,1.40 MVa)和兩套焦加氫裂化尾油也是優(yōu)質(zhì)的乙烯原料。一般高化裝置(加工能力均為1. 00 Mt/a) ,按干氣平均收壓加氫裂化(加氫壓力17.5MPa)得到的尾油的率4.00%計,總干氣量為0.20 Mt/a。干氣中乙烯BMCI為10~12,中壓加氫裂化(加氫壓力.質(zhì)量分數為14%~16%。目前，這部分資源未能利13. 5 MPa)得到的尾油的BMCI為12~14。經(jīng)過(guò)評用,造成很大的經(jīng)濟損失。茂名石化公司計劃建一價(jià),BMCI為10~12的加氫裂化尾油作為乙烯原料套規模為0.20MUa的干氣回收系統,處理催化裂時(shí),乙烯單程收率為28.00%，總乙烯收率為化干氣和焦化干氣,干氣經(jīng)吸收工藝處理，并脫除30. 50% ,稍?xún)?yōu)于普通石腦油。而B(niǎo)MCI為12 ~ 14硫化物、氮化物等雜質(zhì)進(jìn)人乙烯裝置的分離系統。處的加氫裂化尾油作為乙烯原料時(shí),乙烯單程收率為理后的干氣稱(chēng)作富乙烯氣,富乙烯氣進(jìn)人乙烯分離系26.00%,總乙烯收率為29.00%,比普通的石腦油統后可直接回收0.057 Mt/a乙烯和0.024 Mt/a 丙差。BMCI高于14的加氫裂化尾油具有強烈的結.烯,加上富乙烯氣中所含的乙烷、丙烷循環(huán)裂解,總焦傾中國煤化工實(shí)際使用結果表明，計可以得到乙烯0.136 M/a,丙烯0. 036 Mt/a。富中壓YHC N M H G理想的裂解原料,裂乙烯氣可通過(guò)管道從煉油裝置輸送至乙烯裝置,屆解性能較差,飽和度不高,不僅乙烯和三烯收率低，時(shí)新增的0.136 Mt/a乙烯可用于非聚合類(lèi)裝置的而且清焦周期短。目前,茂名石化公司的加氫裂化擴能改造原料,如乙二醇裝置。尾油已全部作為乙烯原料,尤其是在1.00 Mt/a 乙第1期何小龍。茂名石化公司乙烯原料的優(yōu)化●67●烯裝置擴建后。石化公司乙烯原料單耗由3.02 tt降至2.87 Vt;與茂名石化公司現有的一套1. 00 Mt/a高壓加氫只用相同性質(zhì)的石腦油原料相比，每年可節省乙烯.裂化裝置可提供加氫裂化尾油0. 077 MtVa, 在更換.原料120. 1 kt,每年減少的原料費用約9.3912億.加氫裂化主催化劑并采取減少柴油方案的條件下,加元，即每噸乙烯的原料成本降低了939.12元。原料氫裂化尾油的產(chǎn)量可提高到0.200 Mt/a。在煉油能優(yōu)化后,每噸乙烯的綜合能耗下降158. 84 kJ。每年力擴增至20.00 Mt/a后,計劃新建一套2. 40 Mt/a高可少用標油燃料52. 20 kt, 降低成本1. 044億元。壓加氫裂化裝置,按加氫裂化尾油收率20%計,加氫由此可看出,原料優(yōu)化的效益十分顯著(zhù)。裂化尾油總量可達到0.470 Mv/a。由此可看出,茂表2原料優(yōu)化前后 1.00 Mt/a乙烯裝置的物耗和能耗的對比名石化公司煉油系統的高壓加氫裂化裝置不僅可Table 2 Consumptions of feedstock and energy for 1. 00 Mta為催化重整裝置提供優(yōu)質(zhì)原料，還可為乙烯裝置提ethylene plant before and afer optimization供優(yōu)質(zhì)的加氫裂化尾油原料。因此,2.40 Mt/a高壓BeforeAfter加氫裂化裝置的建設對芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的形成和煉油optimization optimization化工一體化等都具有重要的意義。Feedstock2.6催化重整 芳烴抽余油優(yōu)化Rich ethylene gas/kt83.2Liquefied petroleum gas/kt170. 3.催化重整芳烴抽余油是經(jīng)芳烴抽提后的抽余Hydrocracking trail oil/kt76.7組分,主要組成為C。烷烴,鏈烷烴體積分數為Naphtha/kt24161 965.785%、環(huán)烷烴體積分數為10%、芳烴體積分數為T(mén)otal feedtock/kt2416.2 295. 95%。雖然芳烴抽佘油的鏈烷烴含量較高,但環(huán)烷烴Operation time per year/h8 000含量也較高,因此乙烯收率比普通石腦油低。在乙Ethylene output(t.h-1)125烯原料不足時(shí),可適當補充一些芳烴抽余油,將其Feedstock consumption/(t.t-1)3.022.87與其他原料混合共裂解。目前,茂名石化公司兩套Total yield of ethylene,%33.1134. 80共1.60Mt/a催化重整裝置可提供芳烴抽余油約Integration energy consumption per2 487. 102328. 260.10 Mt/a。ton ethylene/kJIntegration energy consumption ratio1.000.935茂名石化公司的煉油系統可以隨時(shí)根據原油品種和生產(chǎn)狀況為乙烯裝置提供優(yōu)質(zhì)原料。經(jīng)過(guò)測算，1. 00 Mt/a 乙烯裝置所需的原料量與4結論17.50MU/a的煉油能力相匹配,此時(shí)原料基本處于(1)茂名石化公司乙烯裝置規模擴建到平衡狀態(tài),只能保持乙烯裝置的基本需要,無(wú)法做1.00Mt/a時(shí),通過(guò)原料優(yōu)化,可使乙烯原料單耗由到優(yōu)化。如果將煉油能力提高到20.00 Mt/a,可提3.02 /t降至2.87 Vt,總乙烯收率從33. 11%提高.供的乙烯原料量較多,就可以實(shí)施優(yōu)化方案，可充到34.80%,每噸乙烯的綜合能耗從2487.10kJ降分發(fā)揮煉油手段齊全的優(yōu)勢。因此，最佳的原料優(yōu)至2 328. 26 kJ?；M合是規模較大的煉油裝置配套大型乙烯裝置,(2)在煉油化工一體化的前提下,茂名石化公如20.00 Mt/a煉油裝置配套1. 00 Mt/a乙烯裝置,司目前13. 50 Mt/a的煉油能力與1. 00 MVa乙烯30. 00 Mu/a煉油裝置配套2. 00 Mt/a乙烯裝置。綜能力配備,乙烯原料優(yōu)化不夠充分;而煉油能力擴上所述,大型乙烯裝置的建設或改造必須依托大規大到20.00Mt/a后,石腦油及其他乙烯原料的產(chǎn)量模的煉油裝置。增加,可使乙烯原料得到充分優(yōu)化，進(jìn)- -步提高乙3乙烯原料優(yōu)化的效益烯收率,降低能耗。充分優(yōu)化裂解原料,使裂解原料輕質(zhì)化.優(yōu)質(zhì)化,參考文獻同時(shí)采用引進(jìn)的工藝技術(shù)新建裝置回收煉廠(chǎng)干氣中中國煤化工原料的初步研究、石油化的乙烯和丙烯,提高乙烯裝置總收率,降低綜合能耗。MYHCNMHG在此前提下,對比了原料優(yōu)化前后1.00Mt/a乙烯裝2鞠林青 ,霍宏偉,劉虹等.優(yōu)化總工藝加工流程合理安排乙烯原置的物耗和能耗,結果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn),乙烯裝置料.當代石油石化,2006 ,14(2):32 -34規模為1.00 Mt/a時(shí),實(shí)現煉油化工- -體化可使茂名(編輯王萍)