液化氣生產(chǎn)流程優(yōu)化與產(chǎn)品收益研究

馬會霞

摘?要：氣體分餾裝置的最主要產(chǎn)品是丙烯，同時還生產(chǎn)丙烷和醚前碳四液化氣產(chǎn)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(chǎn)品價格也越高。本研究采用PRO II流程模擬軟件，根據(jù)華中某煉廠現(xiàn)有氣分裝置加工流程，模擬了三種氣分原料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案，通過提高液化氣產(chǎn)品的烯烴含量（提高液化氣產(chǎn)品的價格），實現(xiàn)產(chǎn)品總收益提升。在此研究基礎上，總結(jié)了各種產(chǎn)品的價格與流程調(diào)整后的最大化收益的對應關系，可為氣分原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造項目的經(jīng)濟可行性提供判斷依據(jù)。

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(chǎn)的液化石油氣產(chǎn)品的最主要的上游生產(chǎn)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(chǎn)品的烯烴含量與氣分裝置所處理的原料有很大關系。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(chǎn)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(chǎn)品產(chǎn)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(chǎn)品總產(chǎn)量有所增加，但總烯烴濃度減小，從而影響產(chǎn)品價格。因此，有必要對氣分裝置的原料和產(chǎn)品進行詳細經(jīng)濟性分析，確定最佳的原料組成方案，以期獲得最大產(chǎn)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(nèi)，保持兩套氣分裝置的丙烯、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，評估流程調(diào)整前后的經(jīng)濟效益，判斷產(chǎn)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(chǎn)品組成的年平均實測值與模擬值，具體數(shù)據(jù)見表1。本研究所得模擬結(jié)果與實測結(jié)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(chǎn)流程優(yōu)化

2.1?華中某煉廠液化氣現(xiàn)有生產(chǎn)流程

如圖1所示，華中某煉廠現(xiàn)行液化氣生產(chǎn)流程：常減壓裝置副產(chǎn)輕烴經(jīng)1套催化裂化的吸收解吸系統(tǒng)與1套催化裂化副產(chǎn)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(xù)重整副產(chǎn)液化氣直接作為飽和液化氣銷售。

采用第1節(jié)所述的流程模擬方法，模擬1#和2#氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，并計算本流程的液化氣物料平衡，具體結(jié)果見表2。

2.2?流程調(diào)整方案I

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

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

2.3?流程調(diào)整方案II

如圖3所示，調(diào)整方案II的效益增長點與調(diào)整方案I相同。二者的差別在于：前者將常減壓裝置副產(chǎn)液化氣通入連續(xù)重整裝置的穩(wěn)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(chǎn)液化氣通入延遲焦化的吸收解吸系統(tǒng)，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(diào)整方案II中兩套氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，以此計算該流程的物料平衡，列于表4。

2.4?流程調(diào)整方案III

如圖4所示，調(diào)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(diào)整方案III中兩套氣分產(chǎn)品的組成和產(chǎn)量，以此計算該流程的物料平衡，列于表5。

3?流程調(diào)整的經(jīng)濟性分析

3.1?流程調(diào)整方案的總收益計算

以物料平衡為基準，計算三種流程調(diào)整方案全部產(chǎn)品（包括干氣）的總價（詳見附表1-3），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、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(diào)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(diào)整方案，只要生產(chǎn)流程確定，其產(chǎn)品組成及產(chǎn)量亦隨之確定，因此，流程調(diào)整后產(chǎn)品的最大化收益僅為相應產(chǎn)品單價（元/噸）的函數(shù)，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(yè)氣與民用氣價格差X，上述所用價格的單位為元/噸。

流程調(diào)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(diào)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(diào)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(jié)論

在華中某煉廠現(xiàn)有液化氣生產(chǎn)流程基礎上，提出了三種流程調(diào)整方案，并采用PRO II流程模擬軟件，模擬了三種方案的產(chǎn)品組成和產(chǎn)量，三種流程調(diào)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(jié)了流程調(diào)整后的產(chǎn)品最大化收益隨各種產(chǎn)品市場價格變化的計算公式，可為決策液化氣生產(chǎn)流程優(yōu)化改造項目提供經(jīng)濟性判斷依據(jù)。

參考文獻

[1]2014年中石化煉油生產(chǎn)裝置基礎數(shù)據(jù)匯編[M].北京：中國石化煉油事業(yè)部，2015.

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