茂名石化公司乙烯原料的优化

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优化何小龙(中国石油化工股份有限公司茂名分公司,广东茂名525011)[摘要]从炼油化I一体化的角度,介绍了中国石油化工股份有限公司茂名分公司(简称茂名石化公司)1.00 MVa乙烯装置的原料优化情况;分析了各种乙烯原料的性质及其裂解性能,通过技术经济分析,对乙烯原料的优化提出了建议。茂名石化公司乙烯装置的实际运行结果表明,在进行乙烯原料优化后,乙烯收率大幅度提高,乙烯原料单耗和能耗降低,乙烯生产成本降低。通过规模效益对比和预算得出,以20.00 MVa炼油能力配套1.00 MVa乙烯装置是炼油化I-体化的最佳组合,可以使乙烯原料充分优化。[关键词]炼油;蒸汽裂解;乙烯;原料优化[文章编号] 1000 -8144(2009)01 -0064 -04[中图分类号] TQ221.21[文献标识码] 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随着我国石化行业的飞速发展,世界各大石化对于国内石化企业来说,优化乙烯原料是提高竞争公司纷纷抢占国内市场，给我国石化企业带来很大力的重要手段。中国石油化工股份有限公司茂名压力。国外公司主要通过以下途径占领国内市场,分公司(简称茂名石化公司)现有炼油能力压制国内的石化企业:(1)利用国外(尤其是中东地13. 50 Mt/a,经过近年来的技术改造,已成为国内高区)优质廉价的石油和天然气资源生产石化产品，硫劣质原油加工基地,拥有完善的一次和二次加工再出口到我国;(2)利用所控制的资源抬高国际原装置,产品结构齐全。茂名石化公司的炼油装置除油价格,大幅度增加我国企业的采购成本;(3)把国提供正常成品油和润滑油基础油外，还为乙烯装置外的石油天然气资源运输到设在国内的合资或独提供原料。目前,茂名石化公司的乙烯原料还有部资企业生产产品,直接占领国内市场。而我国的石分依靠外购,在该公司20.00M/a炼油装置改扩建化企业在资源、技术等方面确实无法直接与国外企项目完成后，炼油能力可达到20.00MVa,乙烯原业抗衡,因此只有强化管理、科技创新优化资源和料京中国煤化工名石化公司乙烯原降低成本,才能在竞争中取得优势。料的MYHCNMHG-体化的思路, 在炼乙烯生产成本的高低对石化企业竞争力的强[收稿日期] 2008 -08 -01;[修改稿日期] 2008 -10 -20。弱起决定性作用,而乙烯原料是影响乙烯成本、提[作者简介]何小龙( 1965-) ,男,安徽省庐江县人,硕士.高级工程高产品收率及降低综合能耗的首要因素"。因此,师,电话0668 -2242793 ,电邮hxlmpcc@ 126. com。第1期何小龙。茂名石化公司乙烯原料的优化油装置改造后,充分优化乙烯原料,使乙烯原料轻使乙烯原料得到充分的优化,届时乙烯原料供应量质化、优质化，提高乙烯装置总收率,同时回收炼厂合计可达到3.69 Mta,高于3.40 Mt/a的需求,炼千气中的乙烯和丙烯,充分利用来自炼油装置的烯油化工一体化的优势可以得到充分发挥。烃资源,实现炼油化工一体化优势。本工作研究了在实现炼油化工一体化的前提2乙烯原料的优化下,茂名石化公司乙烯原料的优化方案。2.1石脑油优化优质的乙烯原料具有以下3个特征:(1)碳氢比1乙烯原料需求状况高。碳氢比是衡量原料裂解性能的最重要特性,一般目前，茂名石化公司乙烯装置的规模是来讲,碳氢比越高,裂解性能越好,乙烯收率越高,氢1.00 MVa、所需原料量为3.40 Mt/a。在乙烯原料气产量也越高。(2) 链烷烃含量高,特别是正构烷烃构成中,千气液化石油气(简称液化气)、重整拔头含量高。(3)芳烃指数( BMC)低。BMCI越低,三烯油、重整抽余油和加氢裂化尾油是优质原料,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。若炼油能力维持在13.50Mt/a,认为,BMCI大于13就不适合作乙烯原料[2]。则可提供给乙烯装置作优质原料的产品数量有限，以石脑油为主要裂解原料时，原料费用占总成影响了乙烯原料的优化。在炼油能力扩大到本的70%以上。石脑油的性质与其裂解性能有直20.00Mt/a后,液化气、重整拔头油和抽余油、加氢接关系。3种典型石脑油的性质与裂解性能的关系裂化尾油这些优质乙烯原料的产量都会大量增加，见表1。表13 种典型石脑油的性质与裂解性能的关系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-中国煤化工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可见,大庆直馏混合石脑油的乙烯单程2.3液化气优化收率为28.83% (高于设计原料的27. 99%),三烯根据茂名石化公司炼油系统的物料平衡,来自收率最高可达53. 84% ;阿曼直馏石脑油的乙烯单常减压蒸馏装置、加氢裂化装置和一-些加氢处理装程收率为28. 00% ,三烯收率达52. 14%。上述两种置(如柴油加氢处理、蜡渣油加氢处理装置等)的饱石脑油都是优质的乙烯原料。而伊朗直馏石脑油和类液化气中丙烷和丁烷的总质量分数达95%。的乙烯单程收率不高,三烯收率仅为45. 20% ,不是丙烷和丁烷是很好的乙烯原料,丙烷裂解时的乙烯理想的乙烯原料。根据上述评价结果,从炼油化工收率可达46% ~48%;丁烷裂解时的乙烯收率可达-体化的高度考虑,应尽可能多地炼制阿曼原油等34% ,丙烯收率也很高。液化气总量为0.24 Mt/a,轻质原油,使乙烯装置的效益最大化。若这些液化气完全用作乙烯原料,则乙烯产量相当石脑油的族组成与石脑油的裂解性能也有着于0. 30 Mt/a石脑油生产的乙烯量,即液化气与石直接的关系。通过评价实验得到了石蜡基原油石脑油的当量比为1 : 1.25。因此,用液化气作乙烯.脑油的链烷烃含量与三烯、三苯(苯、甲苯和二甲原料,乙烯收率高、单耗低、经济效益明显。目前，苯)收率的关系。实验结果表明,石脑油的链烷烃国内的不少石化企业为了临时利益而浪费液化气,.含量由75.01%(质量分数,下同)降至60. 46%时,以后应以炼油化工一体化为重,以长远眼光看待液三烯收率从55. 29%降至48. 93% ,降幅较大;而三化气的利用问题。目前,茂名石化公司的这类液化苯收率则从6. 67%升至10. 98%。在评价实验过程气基本.上全部作为乙烯原料，明显提高了乙烯收率。中还发现,西江、陆丰、尼罗、沙轻、文昌、沙中等石2.4重整拔头油优化蜡基原油石脑油的乙烯收率均高于31. 00%,三烯根据茂名石化公司炼油系统的物料平衡,两套收率在52.50%以上，是优质的乙烯原料。中间基催化重整装置满负荷生产时,可提供0.20 MVa重原油石脑油是较理想的乙烯原料,而环烷基原油石整拔头油。由于经过预加氢处理,加氢生成的轻组脑油的乙烯收率都低于25. 00% ,属于不理想的乙分在预分离塔塔顶被分离,因此重整拔头油中无C。烯原料。3种不同基质的原油石脑油中,石蜡基原.以上的组分,亦无环烷烃,大多是正构烷烃,还有少油的链烷烃含量最高,裂解性能最好;而环烷基原量的异构烷烃。重整拔头油的性质相当于轻烃,裂油石脑油由于环烷烃含量高,在高温裂解过程中具解性能优良。0. 20 Mt/a重整拔头油生产的乙烯量有强烈的生焦倾向,不仅乙烯收率低,而且裂解炉相当于0.24Mt/a石脑油生产的乙烯量,即重整拔清焦周期短。在今后的生产实践中,应多炼制石蜡头油与石脑油的当量比为1 : 1.2。目前,茂名石化基原油,而环烷基原油石脑油不适合用作乙烯原料。公司的重整拔头油全部作为乙烯原料,明显提高了2.2干气优化乙烯收率。茂名石化公司炼油系统有3套催化裂化装置2.5加氢裂化尾油优化(加工能力分别为0. 90,1.00,1.40 MVa)和两套焦加氢裂化尾油也是优质的乙烯原料。一般高化装置(加工能力均为1. 00 Mt/a) ,按干气平均收压加氢裂化(加氢压力17.5MPa)得到的尾油的率4.00%计,总干气量为0.20 Mt/a。干气中乙烯BMCI为10~12,中压加氢裂化(加氢压力.质量分数为14%~16%。目前，这部分资源未能利13. 5 MPa)得到的尾油的BMCI为12~14。经过评用,造成很大的经济损失。茂名石化公司计划建一价,BMCI为10~12的加氢裂化尾油作为乙烯原料套规模为0.20MUa的干气回收系统,处理催化裂时,乙烯单程收率为28.00%，总乙烯收率为化干气和焦化干气,干气经吸收工艺处理，并脱除30. 50% ,稍优于普通石脑油。而BMCI为12 ~ 14硫化物、氮化物等杂质进人乙烯装置的分离系统。处的加氢裂化尾油作为乙烯原料时,乙烯单程收率为理后的干气称作富乙烯气,富乙烯气进人乙烯分离系26.00%,总乙烯收率为29.00%,比普通的石脑油统后可直接回收0.057 Mt/a乙烯和0.024 Mt/a 丙差。BMCI高于14的加氢裂化尾油具有强烈的结.烯,加上富乙烯气中所含的乙烷、丙烷循环裂解,总焦倾中国煤化工实际使用结果表明，计可以得到乙烯0.136 M/a,丙烯0. 036 Mt/a。富中压YHC N M H G理想的裂解原料,裂乙烯气可通过管道从炼油装置输送至乙烯装置,届解性能较差,饱和度不高,不仅乙烯和三烯收率低，时新增的0.136 Mt/a乙烯可用于非聚合类装置的而且清焦周期短。目前,茂名石化公司的加氢裂化扩能改造原料,如乙二醇装置。尾油已全部作为乙烯原料,尤其是在1.00 Mt/a 乙第1期何小龙。茂名石化公司乙烯原料的优化●67●烯装置扩建后。石化公司乙烯原料单耗由3.02 tt降至2.87 Vt;与茂名石化公司现有的一套1. 00 Mt/a高压加氢只用相同性质的石脑油原料相比，每年可节省乙烯.裂化装置可提供加氢裂化尾油0. 077 MtVa, 在更换.原料120. 1 kt,每年减少的原料费用约9.3912亿.加氢裂化主催化剂并采取减少柴油方案的条件下,加元，即每吨乙烯的原料成本降低了939.12元。原料氢裂化尾油的产量可提高到0.200 Mt/a。在炼油能优化后,每吨乙烯的综合能耗下降158. 84 kJ。每年力扩增至20.00 Mt/a后,计划新建一套2. 40 Mt/a高可少用标油燃料52. 20 kt, 降低成本1. 044亿元。压加氢裂化装置,按加氢裂化尾油收率20%计,加氢由此可看出,原料优化的效益十分显著。裂化尾油总量可达到0.470 Mv/a。由此可看出,茂表2原料优化前后 1.00 Mt/a乙烯装置的物耗和能耗的对比名石化公司炼油系统的高压加氢裂化装置不仅可Table 2 Consumptions of feedstock and energy for 1. 00 Mta为催化重整装置提供优质原料，还可为乙烯装置提ethylene plant before and afer optimization供优质的加氢裂化尾油原料。因此,2.40 Mt/a高压BeforeAfter加氢裂化装置的建设对芳烃产业链的形成和炼油optimization optimization化工一体化等都具有重要的意义。Feedstock2.6催化重整 芳烃抽余油优化Rich ethylene gas/kt83.2Liquefied petroleum gas/kt170. 3.催化重整芳烃抽余油是经芳烃抽提后的抽余Hydrocracking trail oil/kt76.7组分,主要组成为C。烷烃,链烷烃体积分数为Naphtha/kt24161 965.785%、环烷烃体积分数为10%、芳烃体积分数为Total feedtock/kt2416.2 295. 95%。虽然芳烃抽佘油的链烷烃含量较高,但环烷烃Operation time per year/h8 000含量也较高,因此乙烯收率比普通石脑油低。在乙Ethylene output(t.h-1)125烯原料不足时,可适当补充一些芳烃抽余油,将其Feedstock consumption/(t.t-1)3.022.87与其他原料混合共裂解。目前,茂名石化公司两套Total yield of ethylene,%33.1134. 80共1.60Mt/a催化重整装置可提供芳烃抽余油约Integration energy consumption per2 487. 102328. 260.10 Mt/a。ton ethylene/kJIntegration energy consumption ratio1.000.935茂名石化公司的炼油系统可以随时根据原油品种和生产状况为乙烯装置提供优质原料。经过测算，1. 00 Mt/a 乙烯装置所需的原料量与4结论17.50MU/a的炼油能力相匹配,此时原料基本处于(1)茂名石化公司乙烯装置规模扩建到平衡状态,只能保持乙烯装置的基本需要,无法做1.00Mt/a时,通过原料优化,可使乙烯原料单耗由到优化。如果将炼油能力提高到20.00 Mt/a,可提3.02 /t降至2.87 Vt,总乙烯收率从33. 11%提高.供的乙烯原料量较多,就可以实施优化方案，可充到34.80%,每吨乙烯的综合能耗从2487.10kJ降分发挥炼油手段齐全的优势。因此，最佳的原料优至2 328. 26 kJ。化组合是规模较大的炼油装置配套大型乙烯装置,(2)在炼油化工一体化的前提下,茂名石化公如20.00 Mt/a炼油装置配套1. 00 Mt/a乙烯装置,司目前13. 50 Mt/a的炼油能力与1. 00 MVa乙烯30. 00 Mu/a炼油装置配套2. 00 Mt/a乙烯装置。综能力配备,乙烯原料优化不够充分;而炼油能力扩上所述,大型乙烯装置的建设或改造必须依托大规大到20.00Mt/a后,石脑油及其他乙烯原料的产量模的炼油装置。增加,可使乙烯原料得到充分优化，进- -步提高乙3乙烯原料优化的效益烯收率,降低能耗。充分优化裂解原料,使裂解原料轻质化.优质化,参考文献同时采用引进的工艺技术新建装置回收炼厂干气中中国煤化工原料的初步研究、石油化的乙烯和丙烯,提高乙烯装置总收率,降低综合能耗。MYHCNMHG在此前提下,对比了原料优化前后1.00Mt/a乙烯装2鞠林青 ,霍宏伟,刘虹等.优化总工艺加工流程合理安排乙烯原置的物耗和能耗,结果见表2。由表2可见,乙烯装置料.当代石油石化,2006 ,14(2):32 -34规模为1.00 Mt/a时,实现炼油化工- -体化可使茂名(编辑王萍)