液化氣生產流程優化與產品收益研究

馬會霞

摘?要：氣體分餾裝置的最主要產品是丙烯，同時還生產丙烷和醚前碳四液化氣產品。醚前液化氣的價值主要取決于異丁烯和正丁烯的含量，總烯烴含量越高，液化石油氣產品價格也越高。本研究采用PRO II流程模擬軟件，根據華中某煉廠現有氣分裝置加工流程，模擬了三種氣分原料結構的優化方案，通過提高液化氣產品的烯烴含量（提高液化氣產品的價格），實現產品總收益提升。在此研究基礎上，總結了各種產品的價格與流程調整后的最大化收益的對應關系，可為氣分原料結構優化改造項目的經濟可行性提供判斷依據。

關鍵詞：氣體分餾裝置;液化石油氣;流程模擬;收益最大化

中圖分類號：TB?文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.27.072

煉廠生產的液化石油氣產品的最主要的上游生產裝置是氣體分餾裝置（簡稱氣分裝置）。醚前液化石油氣和醚后液化石油氣產品的烯烴含量與氣分裝置所處理的原料有很大關系。多數氣分裝置僅以催化裂化液化氣作為原料，少數氣分裝置也用于加工一定比例的焦化液化氣或其它來源的液化氣。

2014年中國石化下屬煉廠共有氣分生產裝置50套，總加工能力1513萬噸/年。其中，僅10套裝置采用催化裂化和焦化液化氣的混合原料，焦化液化氣占總進料量的3.92%，其余氣分裝置僅采用催化裂化液化氣作為原料。

催化裂化液化氣和焦化液化氣均含丙烯、正丁烯和異丁烯等高附加值組分，以二者混合氣作為氣分原料，可提高碳三和碳四等有用產品產量。但因二者碳四烯烴含量存在顯著差異（焦化液化氣中的碳四烯烴含量低），導致以混合氣為原料時，雖碳四產品總產量有所增加，但總烯烴濃度減小，從而影響產品價格。因此，有必要對氣分裝置的原料和產品進行詳細經濟性分析，確定最佳的原料組成方案，以期獲得最大產品收益。

1?研究方法

本研究選擇華中某煉廠的兩套氣分裝置作為研究對象，采用PRO II流程模擬軟件對華中某煉廠15萬噸/年1#氣分和30萬噸/年2#氣分進行流程模擬，保證兩套氣分裝置的處理量在設計負荷之內，保持兩套氣分裝置的丙烯、丙烷產品組成不變，計算液化氣生產流程調整后的各種氣分產品的組成和產量，評估流程調整前后的經濟效益，判斷產品的最大收益。

為驗證流程模擬方法的準確性，對比1#和2#氣分裝置產品組成的年平均實測值與模擬值，具體數據見表1。本研究所得模擬結果與實測結果相同，證明本研究采用的流程模擬方法準確可信。

2?華中某煉廠液化氣生產流程優化

2.1?華中某煉廠液化氣現有生產流程

如圖1所示，華中某煉廠現行液化氣生產流程：常減壓裝置副產輕烴經1套催化裂化的吸收解吸系統與1套催化裂化副產液化氣混合，該部分混合氣一部分進入為1#氣分作為原料，另一部分與2套催化裂化液化氣混合，進入2#作為原料;延遲焦化液化氣直接作為民用液化氣銷售;連續重整副產液化氣直接作為飽和液化氣銷售。

采用第1節所述的流程模擬方法，模擬1#和2#氣分產品的組成和產量，并計算本流程的液化氣物料平衡，具體結果見表2。

2.2?流程調整方案I

如圖2所示，流程調整方案I的效益增長點：因常減壓裝置副產液化氣的主要組成為飽和烴，采用調整方案I后，兩套氣分的原料全部由催化裂化副產液化氣供料，經氣分分餾后，所得碳四的烯烴含量增加，產品價格也會相應有所提高。

采用前述流程模擬方法，模擬調整方案I中兩套氣分產品的組成和產量，以此計算該流程的物料平衡，列于表3。

2.3?流程調整方案II

如圖3所示，調整方案II的效益增長點與調整方案I相同。二者的差別在于：前者將常減壓裝置副產液化氣通入連續重整裝置的穩定塔，同重整液化氣共同作為飽和液化氣銷售;后者將常減壓裝置副產液化氣通入延遲焦化的吸收解吸系統，同焦化液化氣共同作為民用液化氣銷售。

采用前述流程模擬方法，模擬調整方案II中兩套氣分產品的組成和產量，以此計算該流程的物料平衡，列于表4。

2.4?流程調整方案III

如圖4所示，調整方案III的效益增長點：（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。

采用前述流程模擬方法，模擬調整方案III中兩套氣分產品的組成和產量，以此計算該流程的物料平衡，列于表5。

3?流程調整的經濟性分析

3.1?流程調整方案的總收益計算

以物料平衡為基準，計算三種流程調整方案全部產品（包括干氣）的總價（詳見附表1-3），并與原流程液化氣產品進行對比，對比結果列于表6。流程調整方案I、II和III的總收益分別為944萬元/年、1164萬元/年和1993萬元/年。

3.2?流程調整方案的最大化收益計算公式

無論采用上述的哪種流程調整方案，只要生產流程確定，其產品組成及產量亦隨之確定，因此，流程調整后產品的最大化收益僅為相應產品單價（元/噸）的函數，由此可判斷出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，工業氣與民用氣價格差X，上述所用價格的單位為元/噸。

流程調整方案I總收益計算公式：

Q1=0.9185×M-1.4448×X-0.0270×A-09237×B+0.0417×C+0×D+838

流程調整方案II總收益計算公式：

Q2=-1.4448×M-1.4448×X-0.0271×A-0.9237×B+0.0417×C+2.3633×D+838

流程調整方案III總收益計算公式：

Q3=-2.7506×M-0.4069×X+0.0106×A-0.0250×B+0.386×C+2.3633×D+725

4?結論

在華中某煉廠現有液化氣生產流程基礎上，提出了三種流程調整方案，并采用PRO II流程模擬軟件，模擬了三種方案的產品組成和產量，三種流程調整方案的總收益分別為944萬元/年、1164萬元/年和1993萬元/年。在此研究基礎上，總結了流程調整后的產品最大化收益隨各種產品市場價格變化的計算公式，可為決策液化氣生產流程優化改造項目提供經濟性判斷依據。

參考文獻

[1]2014年中石化煉油生產裝置基礎數據匯編[M].北京：中國石化煉油事業部，2015.

[2]胡偉慶.液化石油氣產品及其評價手冊[M].上海：華東理工大學出版社，2015.