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(huì)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(huì)有所下降，其價(jià)格也會(huì)隨之降低。因此，判斷究竟是單獨(dú)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(jì)性更好，需對(duì)原料和產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)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(duì)某廠1#氣分和2#氣分裝置進(jìn)行流程模擬，保證兩套氣分裝置的處理量在設(shè)計(jì)負(fù)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(jì)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(duì)流程調(diào)整前后的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)估，用以判斷流程調(diào)整后的產(chǎn)品最大收益。

為驗(yàn)證流程模擬方法的準(zhǔn)確性，將兩套氣分裝置產(chǎn)品組成的年平均實(shí)測(cè)值與模擬值進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比結(jié)果列于表1。對(duì)比結(jié)果表明所得模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相同。

表1 1#氣分和2#氣分產(chǎn)品實(shí)測(cè)值和模擬值對(duì)比

續(xù)表1

注：2#丙烷產(chǎn)品實(shí)測(cè)平均值中，丙烷質(zhì)量分?jǐn)?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(dá)到2#氣分裝置的設(shè)計(jì)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(jìn)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(jì)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(jìn)催化裝置改進(jìn)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(huì)有所增加，單價(jià)也會(huì)相應(yīng)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(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，計(jì)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(jìn)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(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，以此計(jì)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(jìn)而提高碳四價(jià)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(yīng)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，以此計(jì)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(jì)性分析

以物料平衡為基準(zhǔn)，計(jì)算3種流程調(diào)整方案全部產(chǎn)品(包括干氣)的總價(jià)，并與原流程液化氣產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，對(duì)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(jià)格衡算及收益對(duì)比 萬元/年

4 方案調(diào)整的最大化收益計(jì)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(jià)(元/t)的函數(shù)，以此可預(yù)計(jì)各種產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)對(duì)總收益的影響。

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

流程調(diào)整方案Ⅰ總收益(Q1)計(jì)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(jì)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(jì)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(duì)3種流程調(diào)整方案與原流程液化氣產(chǎn)品的對(duì)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(jì)效益。

(2)3種流程調(diào)整方案中方案Ⅲ焦化液化石油氣進(jìn)氣分，生產(chǎn)丙烯、醚前碳四等產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性最好。但由于焦化液化石油氣總硫含量高，導(dǎo)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。