石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2005年第34卷增刊石腦油催化裂解制烯烴技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析劉學(xué)龍,魯建春,周春艷,單崇杰,張鳳秋(中國(guó)石油吉林石化公司研究院,吉林吉林132021)[摘要〕通過(guò)對(duì)用石腦油生產(chǎn)烯烴的催化裂解和蒸汽裂解兩種工藝路線的對(duì)比,催化裂解更具有優(yōu)勢(shì)。無(wú)論是從其產(chǎn)品分布,還是從裝置經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)指標(biāo)上,石腦油催化裂解制烯烴的技術(shù)都較蒸汽熱裂解制烯烴技術(shù)具有先進(jìn)性,該領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)具有相當(dāng)?shù)闹匾饬x。關(guān)鍵詞]石腦油;催化裂解;蒸汽裂解;乙烯;能耗;經(jīng)濟(jì)效益[中圖分類號(hào)]TQ203.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A烴類蒸汽熱裂解制乙烯技術(shù)盡管經(jīng)過(guò)幾十年的是單純的進(jìn)行加熱,只有在爐管出口的瞬間(物料發(fā)展,使之不斷完善,但管式爐裂解通常采用較高的離開(kāi)催化劑床層)進(jìn)行裂解反應(yīng),并生成相應(yīng)的裂反應(yīng)溫度(800~900℃),乙烯裝置乃是乙烯工業(yè)的解產(chǎn)物。(2)石腦油的定壓熱容C,不變。(3)熱裂第一大耗能裝置,其能耗在石化工業(yè)中占40%,高解、催化裂解的石腦油原料性質(zhì)不變。能耗裂解爐節(jié)能工藝的技術(shù)開(kāi)發(fā)是提高石化工業(yè)競(jìng)在上述假定條件成立的基礎(chǔ)上,催化裂解物料爭(zhēng)能力的一個(gè)重要課題。進(jìn)口40℃、出口溫度650℃,蒸汽裂解物料進(jìn)口催化裂解與蒸汽熱裂解制烯烴相比可大幅度降40℃、出口溫度836℃,1kg石腦油從初溫加熱到低乙烯裝置能耗。與蒸汽熱裂解相比,催化裂解的終溫所需熱量:特點(diǎn)是丙烯收率高,彌補(bǔ)了蒸汽熱裂解制烯烴以乙Qn=C(836-40)烯產(chǎn)品為主的不足。因此,催化裂解制烯烴技術(shù)具Qc=C(650-40)有相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)力催化裂解與蒸汽裂解制乙烯工藝技術(shù)相比,可節(jié)能Q=(Q4-Qc)/Q×100%=23.37%1經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比評(píng)價(jià)由文獻(xiàn)23可知,采用催化裂解制乙烯工藝技石腦油催化裂解制烯烴與蒸汽熱裂解制烯烴從術(shù)較蒸汽熱裂解制乙烯技術(shù)可節(jié)能21%-30%。技術(shù)上相比,其顯著優(yōu)勢(shì)就是裂解溫度較低。乙烯計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的基本一致,說(shuō)明假設(shè)條件是裝置的耗能又以燃料消耗為主,以300kt/a乙烯裝成立的。置為例,其燃料耗能為285.5MwW(冬夏均值,設(shè)計(jì)1.2催化裂解與蒸汽裂解的乙烯產(chǎn)品分布值),裝置綜合能耗為285MW(冬夏均值,設(shè)計(jì)值),從石腦油催化裂解制烯烴研究評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中選出裝置設(shè)計(jì)裂解爐為6臺(tái),催化劑再生爐1臺(tái)(間歇操1個(gè)具有代表性的催化劑及其評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析作),扣出催化劑再生爐在催化劑再生時(shí)所消耗的對(duì)其0-50h的主要評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)取平均值作為主要產(chǎn)極少部分燃料,乙烯裝置燃料消耗基本以裂解爐燃品收率,其它沒(méi)有檢測(cè)出的則根據(jù)國(guó)內(nèi)乙烯裝置產(chǎn)料消耗為主。因此,降低乙烯裂解爐反應(yīng)溫度及燃品分布規(guī)律采用外推方法得到,而某300kt/a乙烯料消耗,在乙烯生產(chǎn)裝置中顯得非常重要裝置的數(shù)據(jù)則為其全年生產(chǎn)數(shù)據(jù)平均值,具體的產(chǎn)2003年某300k/a乙烯裝置及全國(guó)乙烯裝置品分布見(jiàn)表2生產(chǎn)平均數(shù)據(jù)對(duì)比見(jiàn)表11從表2可看出,采用催化裂解技術(shù)得到的產(chǎn)品表12003年乙烯裝置主要技術(shù)指標(biāo)中,丙烯收率明顯高于乙烯,甲烷收率明顯降低,碳主要技術(shù)指標(biāo)某300ka乙烯裝置全國(guó)乙烯裝置平均水平四餾分中丁烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為84%,而蒸汽裂解生單位耗能/GJ產(chǎn)的碳四餾分中丁烯的分?jǐn)?shù)約為50%,蒸汽裂解加乙烯收率,%氫加工損失率,%0.2160.699中國(guó)煤化工為8第左右,催化裂1.1催化裂解與蒸汽裂解能耗計(jì)算對(duì)比CNMH數(shù)則為82%-85%,高催化裂解與蒸汽熱裂解能耗計(jì)算對(duì)比的假設(shè)條作者簡(jiǎn)介]劉學(xué)龍(1965-),男,吉林省農(nóng)安縣人,大學(xué),高級(jí)工程件:(1)石腦油在裂解爐管反應(yīng)器中未進(jìn)行反應(yīng),只師,電話0432-3978796,電郵jlux@petrochina.com.cm增刊劉學(xué)龍等.石腦油催化裂解制烯烴技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析于蒸汽裂解加氫汽油中芳烴潛含量技術(shù)指標(biāo),說(shuō)明效益20154.88萬(wàn)元/a在同等加工規(guī)模下,采用催化裂解技術(shù)所得產(chǎn)品的由于兩種不同工藝路線在生產(chǎn)乙烯過(guò)程中,生附加值要高于采用蒸汽裂解技術(shù)。產(chǎn)的副產(chǎn)品中芳烴(BTX)有較大的差異,BTX現(xiàn)價(jià)表2催化裂解與蒸熱裂解生產(chǎn)乙烯的產(chǎn)品收率為5500元/t,由于多產(chǎn)BTX催化裂解可增加效益名稱9426.88萬(wàn)元/a催化裂解裝置某300kt/a乙烯裝置裝置效益按幾種不同的情況評(píng)價(jià)如下:氫氣(1)在不考慮多產(chǎn)丁烯增效的情況下,采用催甲烷5乙烯化裂解制乙烯工藝技術(shù)與蒸汽裂解制乙烯工藝技術(shù)30.03相比,在同等加工規(guī)模情況下,可增加效益乙炔0.370.3729581.76萬(wàn)元/a。碳四餾分l1.04(2)如果乙烯裝置能耗按2003年全國(guó)乙烯裝置平均能耗30.74GJ/t計(jì)算,催化裂解制乙烯技術(shù)加氫汽油(C6~C8)16.13輕質(zhì)燃料油與蒸汽熱裂解技術(shù)相比,可增加效益34485.53萬(wàn)C,餾分急冷油7.427.48(3)如果乙烯裝置的乙烯收率、能耗、加工損失率均按2003年全國(guó)乙烯裝置的平均值計(jì)算,催化裂合計(jì)100.00100.00解制乙烯技術(shù)與蒸汽熱裂解技術(shù)相比,可增加效益1.3兩種工藝路線經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比評(píng)價(jià)37488.52萬(wàn)元/a在同等加工規(guī)模和不考慮裝置投資等情況下4)從表3可看出,乙烯產(chǎn)品與丙烯產(chǎn)品的單對(duì)催化裂解與蒸汽裂解兩種生產(chǎn)烯烴的工藝路線進(jìn)價(jià)相差1500元/t,而在正常市場(chǎng)情況下,兩產(chǎn)品的行經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比評(píng)價(jià)分析,結(jié)果見(jiàn)表3(單位能耗由差價(jià)應(yīng)為300~500元/t左右,如果乙烯價(jià)格按乙烯計(jì)換算為以原料計(jì))。5500元/t,丙烯價(jià)格不變進(jìn)行計(jì)算,催化裂解制乙表3催化裂解與蒸汽裂解乙烯裝置物料單價(jià)及烯技術(shù)與蒸汽熱裂解技術(shù)相比,可增加效益物料平衡(以2004年價(jià)格為標(biāo)準(zhǔn))4203843萬(wàn)元/a。原料及產(chǎn)品名稱催化裂解某300ka蒸汽裂解2結(jié)論900873.8900873.8通過(guò)以某300k/a乙烯裝置的能耗、產(chǎn)品分布、產(chǎn)品/t·a-1加工損失率為背景與催化裂解生產(chǎn)乙烯技術(shù)相比分8376,072702.622162.10析,蒸汽裂解乙烯裝置能耗占乙烯原料成本的甲607.6548016.5712546.6815.97%。而催化裂解制乙烯裝置的能耗則占乙烯原乙烯6615.14191796.03300000.00料成本的8.02%。采用催化裂解技術(shù)后乙烯裝置5099.85270532.40138094.952135.393333.23能耗較蒸汽裂解技術(shù)下降了近50%。碳四餾分858.8599456.4785375.81石腦油催化裂解制烯烴技術(shù)是國(guó)際上乙烯生產(chǎn)碳五餾分2200.007206,992684.60技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì),該技術(shù)與蒸汽熱裂解制乙烯技加氫汽油(6-cn)2857.44145310.%4124939.73術(shù)相比,具有明顯的優(yōu)勢(shì),是烯烴工業(yè)的高新技術(shù)輕質(zhì)燃料油2200.0032071.1120479.30因此,應(yīng)該重視催化裂解制烯烴技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究C9餾分2399.0031350.4129557.67工作急冷油損失2702.222252.181945.89參考文獻(xiàn)合計(jì)900873.80900873.80能耗/GJ·t8.20年會(huì)調(diào)研報(bào)告.見(jiàn)第十三次中國(guó)煤化工編輯部,201-1效益/萬(wàn)元97743.0477588.16CNMHG: 114-121由表3可見(jiàn),在不考慮其它因素的情況下,采用3程義貴,茅文星,賀英侃石油化工,2001,30(4):311-314催化裂解技術(shù)較采用蒸汽裂解技術(shù)生產(chǎn)乙烯可增創(chuàng)(編輯李治泉)