液化氣生產(chǎn)優(yōu)化方案及技術(shù)經(jīng)濟分析

羅勤高

(中國石化煉油銷售有限公司，上海 200050)

目前煉化企業(yè)液化石油氣加工流程差異性較大，多數(shù)氣分裝置僅以催化裂化液化氣作為原料，少數(shù)氣分裝置用于分離催化裂化液化氣和焦化液化氣組成的混合原料。催化裂化液化氣和焦化液化氣中均含有高附加值的丙烯、異丁烯和正丁烯，二者混合作為氣分原料，經(jīng)分離得到的丙烯、丙烷和碳四產(chǎn)品的產(chǎn)量均會有所提高。但由于焦化液化氣中的碳四烯烴含量顯著低于催化裂化液化氣，以催化裂化和焦化混合液化氣作為氣分原料，其碳四產(chǎn)品的產(chǎn)量雖有所增加，但碳四產(chǎn)品總烯烴濃度會有所下降，其價格也會隨之降低。因此，判斷究竟是單獨以催化裂化液化氣為原料還是混合焦化液化氣為原料，哪種方案的經(jīng)濟性更好，需對原料和產(chǎn)品進行詳細的計算分析，才能確定哪種原料方案的產(chǎn)品總收益最大。

1 流程模擬

采用化工穩(wěn)態(tài)(PROII)流程模擬軟件對某廠1#氣分和2#氣分裝置進行流程模擬，保證兩套氣分裝置的處理量在設計負荷之內(nèi)，保持兩套氣分裝置的丙烯和丙烷產(chǎn)品組成不變，計算液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整后的各種氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，對流程調(diào)整前后的經(jīng)濟效益進行評估，用以判斷流程調(diào)整后的產(chǎn)品最大收益。

為驗證流程模擬方法的準確性，將兩套氣分裝置產(chǎn)品組成的年平均實測值與模擬值進行對比，對比結(jié)果列于表1。對比結(jié)果表明所得模擬結(jié)果與實測結(jié)果相同。

表1 1#氣分和2#氣分產(chǎn)品實測值和模擬值對比

續(xù)表1

注：2#丙烷產(chǎn)品實測平均值中，丙烷質(zhì)量分數(shù)僅為93.51%，本模擬所得2#丙烷產(chǎn)品的丙烷純度為96.16%，達到2#氣分裝置的設計值。

2 液化石油氣產(chǎn)品生產(chǎn)方案優(yōu)化研究

2.1 現(xiàn)行生產(chǎn)方案

目前某廠的液化氣生產(chǎn)流程為：常減壓裝置副產(chǎn)輕烴先進入1套催化裂化的吸收解吸系統(tǒng)，同1#催化裂化副產(chǎn)液化氣混合，一部分作為1#氣分的原料，一部分同2#催化裂化液化氣混合，作為2#氣分的原料；延遲焦化液化氣直接作為民用液化氣銷售；連續(xù)重整副產(chǎn)液化氣直接作為飽和液化氣銷售。

PROII流程模擬軟件模擬兩套氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，并以此計算本流程的液化氣物料平衡(見表2)。采用現(xiàn)行液化氣生產(chǎn)流程見圖1。

表2 現(xiàn)行液化氣生產(chǎn)流程物料平衡

圖1 現(xiàn)行液化氣生產(chǎn)流程示意

2.2 優(yōu)化生產(chǎn)方案Ⅰ

優(yōu)化方案Ⅰ：將常減壓裝置副產(chǎn)液化氣從進催化裝置改進焦化裝置(見圖2)。因常減壓裝置副產(chǎn)液化氣主要由飽和烴組成，采用調(diào)整方案I后，兩套氣分的原料全部來自于催化裂化副產(chǎn)液化氣組成，經(jīng)氣分分餾后，所得碳四的烯烴含量會有所增加，單價也會相應的提高。

圖2 液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整方案Ⅰ示意

采用前述流程模擬方法，調(diào)整方案Ⅰ中兩套氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，并與原流程相應產(chǎn)品進行對比，計算該流程液化氣物料平衡，具體列于表3。

表3 液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整方案Ⅰ物料平衡

2.3 優(yōu)化生產(chǎn)方案Ⅱ

優(yōu)化方案Ⅱ：將常減壓裝置副產(chǎn)液化氣改進連續(xù)重整裝置的穩(wěn)定塔(見圖3)。與優(yōu)化方案Ⅰ的差別是：優(yōu)化方案Ⅱ生產(chǎn)的液化氣作為裂解液化氣銷售，優(yōu)化方案Ⅰ生產(chǎn)的液化氣作為民用液化氣銷售。

圖3 液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整方案Ⅱ示意

采用前述流程模擬方法，模擬調(diào)整方案Ⅱ中兩套氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，并與原流程相應產(chǎn)品進行對比，以此計算全廠的液化氣物料平衡，具體列于表4。

表4 液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整方案Ⅱ物料平衡

2.4 優(yōu)化生產(chǎn)方案Ⅲ

優(yōu)化方案Ⅲ：(1)回收焦化液化氣中丙烯及碳四烯烴；(2)提高碳四烯烴含量，進而提高碳四價格。圖4為液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整方案Ⅲ示意。

圖4 液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整方案Ⅲ示意

采用前述流程模擬方法，模擬調(diào)整方案Ⅱ中兩套氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，并與原流程相應產(chǎn)品進行對比，以此計算全廠的液化氣物料平衡(表5)。

表5 液化氣生產(chǎn)流程調(diào)整方案Ⅲ物料平衡

續(xù)表5

3 生產(chǎn)方案優(yōu)化的經(jīng)濟性分析

以物料平衡為基準，計算3種流程調(diào)整方案全部產(chǎn)品(包括干氣)的總價，并與原流程液化氣產(chǎn)品進行對比，對比結(jié)果列于表6。流程調(diào)整方案Ⅰ～Ⅲ的年總收益分別為944，1 164，1 993萬元。

表6 3種流程調(diào)整方案產(chǎn)品價格衡算及收益對比 萬元/年

4 方案調(diào)整的最大化收益計算公式

生產(chǎn)流程確定后，各種產(chǎn)品的組成及產(chǎn)量也隨之確定，因此流程調(diào)整后的最大化收益僅為各種產(chǎn)品的單價(元/t)的函數(shù)，以此可預計各種產(chǎn)品價格波動對總收益的影響。

設干氣價格為A，丙烷價格為B，丙烯價格為C，裂解氣價格D，民用氣價格M，工業(yè)氣與民用氣價格差X，上述所用價格的單位為元/t。

流程調(diào)整方案Ⅰ總收益(Q1)計算公式：

Q1=0.918 5×M-1.444 8×X-0.027 0×A-0.923 7×B+0.041 7×C+0×D+838

流程調(diào)整方案Ⅱ總收益(Q2)計算公式：

Q2=-1.444 8×M-1.444 8×X-0.0271×A-0.923 7×B+0.041 7×C+2.363 3×D+838

流程調(diào)整方案Ⅲ總收益(Q3)計算公式：

Q3=-2.750 6×M-0.406 9×X+0.010 6×A-0.025×B+0.386×C+2.363 3×D+72

5 結(jié)論

(1)通過對3種流程調(diào)整方案與原流程液化氣產(chǎn)品的對比，流程調(diào)整方案Ⅰ～Ⅲ的年總收益分別為944，1 164，1 993萬元。生產(chǎn)方案的優(yōu)化創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。

(2)3種流程調(diào)整方案中方案Ⅲ焦化液化石油氣進氣分，生產(chǎn)丙烯、醚前碳四等產(chǎn)品的經(jīng)濟性最好。但由于焦化液化石油氣總硫含量高，導致方案Ⅲ生產(chǎn)的丙烯硫含量較高，需通過水解脫除或摻煉等辦法才能作為連續(xù)法聚丙烯裝置的原料使用。