（化学工程专业论文）2000万吨年原油加工改扩建工程总体规划及工艺整合研究.pdf

摘要 本文针对大连石化公司2 0 0 0 万吨侔含硫原油改扩建工程的总体进行了规划。根据 俄罗斯原油性质可能变化的范围，确定了所加工原油的性质，该原油性质即保证了装置 能够加工俄罗斯原油，又有一定的灵活性。根据国内、外汽油和柴油的质量指标，确定 了汽油和柴油产品的定位。该质量指标的确定，即考虑了现阶段的产品要求，又兼顾了 将来的产品升级。 为了保证整个加工流程的最优化，本文提供了可供选择的五种规划方案。通过对这 五个总体规划方案的经济性比选，最终确定了方案5 作为最终的规划方案。即渣油加氢 加催化裂化方案。 针对最终选择的规划方案5 ，本文对大连石化公司加工含硫原油技术改造工程的加 工路线、单元配置及布置、公用工程的配套、环保措施等进行精心规划，认真对比，不 断优化，使炼厂的产品结构和产品质量最合理，单元配置和布置最优化，公用工程配套 既节省又实用，环保技术先进、效果显著，将大连石化公司建成具有竞争力的世界一流 炼厂。 关键词：含硫原油；产品质量；总体规划；工艺整合 t h er e s e a r c ho ft h er e f i n e r yp r o c e s so p t i m i z a t i o na n dt h ep r o c e s s i n t e g r a t i o nf o r2 0m i l l i o nt ae x p a n s i o np r o j e c t m aq i a n g ( c h e m i c a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f w a n gc o n g - g a n g a b s t r a c t t h i st m i u i ei n i r o d r i c e st h ep r o c e d t l r eo fp r e p a r i n g | dm o d i f y i n gt h em a s t 口d i f o rd a l i a n p e t r o c h e m i c a lc o m p a n y 8e x p m u i o n 州e c t op r o c e s s2 0m i l l i o nt o l l 嘶rs u l f u rc r u d eo i l f i r s t , t h e p f o p e r l i e so f t h e f e e d s t o c k w e md e t e r m i n e da c u n r d 吣t o f i l ep o s s i b l e 日n g e o f p r o p e r t i e so f t h e r u s s i a n c r u d et o i mt h a tt h ep r o j mc o u l d p r o c e s sr t m s i a nc r u d ew i t hc e r t a i nf l e x i b i l i r y s e c o n d , t h e s p e c i f i c a t i o n so fg a s o l i n ea n dd i e s e lw e r ed e f i n e dt a k i n gi n t oa c c o t m tc u r r e n tm a r k e td e m a n d sa n d u p g r a d i n g o f t h e p r o d u m i n t h e f u n u e i no r d e rt oo b l a i l lmo p t i l 捌o v e r a l lp r o c e s sf l o w , 5m a s t e rp l a n sw e r ep i e p a r e d , b yc o m p a r i n gt h e i r e 3 0 m i cr e t u r n s ，o p t i o n5 t h er e s i d u eh y d m d e a n l f u r i z a t i o na n dr f c cp l a nw a ss e l e c t e df i n a l l y b a s e do nt h es e l e c t e dm a s t e rp l a n t h ep r o c e s sm u t e , u n i ta l l o c a t i o n , l a y o u t , u t i l i t i e s 。e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o nm e 越u r f o rt h ee x p a n s i o np r o j e c tw c 他p l a n e d , c o m p a r e da n dc o n t i n u o u s l yo p t i m i z e d a l lt h e e f f o r t sc a n t n b u t e d1 1 0m o s tr e a s o n a b l ep r e d ms t n g t u ma n db e s tq u a i t , , m o s to p t i m i z e c lu n i ta l l o c a t i o n a n dl a y o u t , e c o n o m k o ia n dp r a c t i c u iu t i l i t i e sa n da d v a n c e de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nt e c h n o l o g i e s , a n d w i l ls u r e l y b u i l d d u i l a n p e t r o c h e m i c a l c o m p a n y i n t o a c o m p e t i t i v e w o r l dc l a s s c o m p a n y k e y w e r d s ：s u l f u r c r u d e o i l , p r o d u c ts p e c i f i c a t i o n , m a s t e r p l a n , p r o c e s s i n t e g r a t i o n 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取 得韵成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致 谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中 国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学雠文作者躲塑嗍2 易年7 月伽 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印 届版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机 构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借 阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或 其他复制手段保存学位论文。 学位做储躲里f 丝 指导教师签名：i 丛毖) f 1 期：2 卵年r 4 , 日期抛) 年 月日 月埘日 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 第一章前言 1 1 大连石化公司及2 0 0 0 万吨年改、扩建项目 大连石化公司是中国石油天然气股份有限公司直属的大型炼化企业。前身是石油七 厂，始建于1 9 3 3 年。经过六十多年的扩建和改造，现有炼油生产装置5 0 套，原油一次 加工能力1 0 5 0 万吨，年，可生产汽油、煤油、柴油、润滑油基础油、石蜡、苯类、苯乙 烯、聚丙烯等石化产品。 大连石化公司扩建前的原油一次加工能力为1 0 5 0 万吨年。大连石化公司扩建前的 加工装置和产品结构如表1 - 1 和表l - 2 。 表1 - 1 现有工艺装置汇总( 万吨库) t a b l e l - is u m m a r yo f o l dp r o c e s su n i t s 蔓二兰萱童 一 裹1 - 2 原抽与产品结构汇苴 h h k l - 2c r u d eo i la n dp r o d u c i s 项目 加工量及产量( 万吨年) 原油加工量 1 0 0 0 其中；大庆原油450 其中：饿罗斯原油 其中：沙轻原油 其中：进口低硫原油 产品产量 汽油 其中：雷标9 5 号 国标9 0 号 欧9 3 号 欧9 7 号 航煤 柴油 其中：国标 欧 欧 5 5 0 3 3 3 8 0 5 8 9 5 2 7 4 8 5 3 7 7 6 3 8 6 6 8 3 黼6 8 石脑油 0 m 渡化气 4 3 0 9 聚丙烯 2 0 5 3 苯乙烯 5 5 0 e p s 4 0 0 变料及基础油 3 5 0 0 石蜡 2 5 o o 商品燃科油 1 5 9 5 ( 含硫o 1 5 硫磺032 综合商品率 9 0 6 7 轻油收率 7 5 9 0 柴汽比 1 1 6 中国石油天然气股份有限公司决定将大连石化公司的加工量提高到2 0 0 0 万吨年， 加工的厩油为4 5 0 万吨年低硫油和t 5 5 0 万吨年含硫原油。为此，大连石化公司从产 品定位、原油选择以及装置配置进行了工艺整合- 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 1 2 产品定位 进入2 1 世纪后，随着人们对环境保护和生存环境的重视，对清洁燃料的质量要求 越来越苛刻，对车用燃料油中杂质含量的要求有非常严格的限制。车用燃料油的主要杂 质为：硫、烯烃和芳烃吐 硫可使汽车尾气转化催化剂中毒【2 1 ，还可能引发致癌物质。柴油中硫含量多，会使 柴油尾气排放中的硫酸盐增多，引发人体呼吸系统疾病并可能致癌。 烯烃使发动机功率下降，尾气中的n o 。排放量增加，还会引发致癌物质。 芳烃使汽车尾气中的毒物( 如苯) 、h o x 和c o 含量增加。 因此，解决汽车尾气污染的根本方法还是改进清洁燃料的生产技术，提供更清洁 的燃料哪。 1 2 1 汽油产品质量的定位 清洁燃料是指能减少汽车尾气对环境造成污染的常规汽柴油的升级换代产品，是清 洁汽油和清洁柴油的统称。生产清洁燃料是当今世界炼油工业的发展趋势，也是大石油 公司提高核心竞争力的需要。 世界清洁汽油最重要的指标是低硫、低烯烃和苯含量4 。下表是不同地区的汽油规 格。 襄1 3 世界各地区汽油规格( 2 g 0 5 年) t a b | e l - 3g a s o l i n es p e c i f i c a t i o na l lo v e rt h ew o r l d 从上表可见，日本在2 0 0 5 年开始把硫含量降低到5 0 “g g 以下。香港地区的烯烃 1 麟。远东地区其它国家和地区在2 0 0 5 年汽油质量主要规格趋势是硫( 1 5 0 “g g ，苯 1 ， 芳烃 3 5 。欧盟在2 0 0 5 年开始把硫含量降低到5 0 “g g 以下，苯( 1 ，芳烃 3 5 。 另外美国在2 0 0 4 年开始把硫含量降低到3 0 p i g g ，美国加州从1 9 9 6 年至今执行的 清洁汽油规格是硫 3 0 p g g ，烯烃 4 0 9 6 ，苯 1 。总之，世界范围内汽油规格向低硫、 第一章前言 低烯烃和低苯含量发展。 为适应大城市的环保需要，从2 0 0 5 年1 月1 日起，向北京供应的汽油质量达到欧 标准；从2 0 0 6 年7 月1 日起，向北京，上海、广州三大城市供应的汽油质量达到欧 标准；2 0 0 5 年7 月1 日向全国供应的汽油质量达到欧标准。汽油的质量指标见表 i - 4 。 囊1 4 我国的汽油质量规格 l b b e 1 - 4g a s o l i n es p e e m c a t i o ni nc h i n a 我国车用汽油中催化裂化汽油比例相当高，约占调合汽油的8 0 9 6 ，因此汽油的烯烃 含量高；为此加工含硫油改、扩建工程在汽油生产方面考虑主要有增加一套大连续重整 装置，因此重整汽油量增加；另外还预留催化重汽油经预加氢然后去重整的加工手段。 在汽油市场定位上主要满足国内，兼有部分考虑出口。根据发达国家汽油发展趋势并结 合我国实际情况，工艺整合的汽油产品规格定位见表1 - 5 。 里互垫查兰! 些查! 三堡堡圭兰丝丝苎 一 褒i - 5 汽油规格 t a b l e1 - 5g a s e u n es p e d f l c a t i e n 四种汽油等级9 0 、9 3 、9 5 、9 7 四种标号的汽油的硫含量分别1 5 0 g 、5 0 g ， 并且苯含量低于1 ( v v ) ，芳烃含量3 s ( v v ) 。总之，汽油定位是高质量、高附加值 国内市场，兼顾部分国外市场。 1 , 2 2 柴油产品质量的定位 清洁柴油是最终确定的目标，它最重要指标是低硫、低芳烃和高十六烷值- 从世 界各地柴油指标”的变化情况，得出了柴油产品质量的定位，表卜6 给出了世界各地的 柴油规格。 裹l - 6 世界各地柴油规格( 2 0 0 5 年) t a b l e1 6d i e s e ls p e c i f i c a t i o na o v e rm e w o r m 从上表可见，远东地区柴油质量主要规格趋势是向硫 1 o m p a ) 和较大的氢油比( 氢油分子比为6 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 8 ) 。半再生重整工艺流程简单，工程投资较省，主要适用于规模较小和产品辛烷值要求 不高的重整装置。 1 4 3 催化加氢技术【1 ”l 町 目前炼厂采用的加氢过程主要有两大类：加氢精制和加氢裂化。此外，还有专门用 于某种生产目的的加氢过程，如加氢处理、临氢降凝、加氢改质、润滑油加氢等。 加氢精制主要用于油品精制，其目的是除掉油品中的硫、氮、氧等杂原子及金属杂 质，有时还对部分芳烃进行加氢，改善油品的使用性能。加氢精制的原料有重整原料、 汽油、煤油、各种中问馏分油、重油及渣油【“。 加氢裂化口1 是在较高压力下，烃分子与氢气在催化剂表面进行裂解和加氢反应成较 小分子的转化过程。加氢裂化按加工原料的不同，可分为馏分油加氢裂化和渣油加氢裂 化。馏分油加氢裂化的主要原料有减压蜡油、焦化蜡油、裂化循环油及脱沥青油等，其 目的是生产高质量的轻质油品，如柴油、航空煤油、汽油等。其特点是具有较大的生产 灵活性可以根据市场需要，及时调整生产方案，同时它生产出来产品的杂质含量非常 低，质量特别好。渣油加氢裂化与馏分油加氢裂化有本质不同，由于渣油中富集了大量 硫化物、氮化物、胶质、沥青质大分子及金属化合物，使催化剂的作用大大降低，因此， 热裂解反应在渣油加氢裂化过程中有重要作用。一般来说，渣油加氢裂化的产品需要进 行加氢精制。 加氢降凝、加氢改质】过程主要是由a g o 、l g o 等原料生产低凝点或低硫、较高 十六烷值的优质柴油或航煤。 润滑油加氢”1 是使润滑油的组分发生加氢精制和加氢裂化反应，使一些非理想组分 结构发生变化，以达到脱除杂原子、使部分芳烃饱和并改善润滑油的使用性能的目的。 加氢处理是通过部分加氢裂化和加氢精制反应使原料油质量符合下一个工序的要 求。加氢处理多用于渣油和脱沥青油。 1 4 4 催化裂化技术 催化裂化是重要的重质油轻质化过程之一，在汽油和柴油等轻质油品的生产中占有 很重要的地位。 传统的催化裂化原料是重质馏分油，主要是直馏减压馏分油( v g o ) ，也包括焦化 重馏分油( c g o ，通常需要加氢精致) 。由于对轻质油品的需求不断增长及技术进步， 近2 0 年来，更重的油料也作为催化裂化的原料，例如减压渣油、脱沥青油的减压渣油、 加氢处理重油等。一般都是减压馏分油中掺入上述重质原料，其掺入比例主要受制于原 料的金属含量和残碳值。对于一些金属含量很低的石蜡基原油也可以直接用常压重油作 第一章前言 为原料。当减压馏分油中掺入更重质的原料时则通称为重油催化裂化。我国在开发催化 裂化家族技术方面，己进入世界前沿。d c c 、m g g 、m i o 等技术相继工业化，并得到 推广1 2 5 i 。 原料油在5 0 0 左右、0 2 - - 0 蛐a 及与催化裂化催化剂接触的条件下，经裂化反 应生成气体、汽油、柴油、重质油及焦炭。反应产物的产率与原料性质、反应条件及催 化剂的性能有密切的关系。在一般工业的条件下，气体产率约1 0 一2 0 ，其中主要是c a 、 a ，且其中的烯烃含量可达5 0 9 6 左右；汽油产率约3 0 - 6 0 ，其中研究法辛烷值约8 0 - 9 0 ， 安定性也较好；柴油产率约0 - 4 0 5 ，由于含有较多的芳香烃，其十六烷值较直馏柴油低， 由重油催化裂化所得的柴油的十六烷值更低，而且其安定性也较差；焦炭产率约5 7 ， 原料中掺入渣油时的焦炭产率则更高些，可达8 9 一1 0 。焦炭是裂化反应的缩合产物， 它的碳氢比很高，其原子比约为1 ：( 0 3 - i ) ，它沉积在催化剂的表面上，只能用空气 烧去而不能作为产品分离出来。由于现在对油品质量的要求越来越高，从催化出来的柴 油和部分汽油需要进一步处理后才能出厂 催化裂化气体富舍烯烃，是宝贵的化工原料和合成高辛烷值汽油的原料。例如，丁 烯与异丁烯可合成高辛烷值汽油，异丁烯可合成高辛烷值组分m t b e 等，丙烯是合成聚 丙烯及聚丙烯氰等的原料阁，在美国用于生产石油化学品的丙烯约有5 0 9 6 由催化裂化装 置提供口1 。干气中的乙烯可以用来合成苯乙烯，岛、c 还可以用于民用液化气。 在一些原油加工深度较大的国家，例如中国和美国，催化裂化的处理能力达到原油 加工能力的3 0 9 6 以上。在我国，由于多数原油偏重，而且氢碳比相对较高且金属含量较 低，催化裂化过程，尤其是重油催化裂化过程的地位就显得更为重要 2 9 - 2 9 。 1 4 5 延迟焦化技术 延迟焦化是在较高反应温度和较长反应时间的条件下，使渣油发生深度热转化反应 【姗，生成焦化气体、焦化汽油、焦化柴油、重质馏分油( 焦化蜡油) 和石油焦的过程。 延迟焦化是目前重油加工最主要的手段之一，其目的是使渣油经过脱碳【3 l 】，最大限度地 获取馏分油，包括都分轻质馏分及相当多的可供进一步轻质化的重质馏分油，其原料一 股为减压渣油，也可用常压渣油。由于重质原油的开采量增加，焦化则是第一位的重油 转化技术p 2 l 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 延迟焦化的原理流程图如图i - 2 ： 圈1 - 2 延迟焦化的原理漉程图 矾9 1 - 2 f i l e t y p i n l f l o w d i a g r a m b r d e h y e d c o k e r u n u m 延迟焦化的特点之一是，必须向炉管中注水，以显著增加流速，降低原料在其中的 停留时间( 仅几秒) ，从而避免炉管结焦，而将结焦的过程延迟到焦炭塔中进行。加热 炉出口的温度约为5 0 0 ，由于焦化反应是吸热反应，在焦炭塔中温度有所降低。延迟 焦化装置中至少有两个焦炭塔，待一个焦炭塔中的焦炭积到一定高度后即切换进入到另 一个焦炭塔。 延迟焦化的产物随原料的性质及反应条件不同而不同。焦化汽油馏分的辛烷值较 低，仅为6 0 左右；溴价较高，在4 0 - 6 0 9 b r l o o g 之间，安定性较差，必须经过加氢精 致以改善其安定性。焦化柴油的十六烷值很高，可达5 0 左右；但溴价也较高 ( 3 5 4 0 9 b r l o o g 之间) ，也需经过加氢处理才能成为合格产品。焦化蜡油可以作为催 化裂化或加氢裂化的原料。延迟石油焦的挥发组分较高( 8 12 9 6 ) ，经过1 3 0 0 煅烧后 可降至0 5 以下，可以用作冶炼工业和化学工业的原料。延迟焦化所产生气体的特点 是c 、c 。组分的含量多于g 、c 组分的含量，同时烯烃的含量也很多，可供进一步利用。 焦化干气中的c 。、g 干气还可以通过水蒸气转化法为合成氨或加氢装置提供氢气。 1 4 6 减粘裂化技术 减粘裂化是一种以渣油为原料的浅度热裂化过程，也可简称为减粘过程。减粘过程 第一章前言 的生产目的是把重质高粘度渣油通过浅度热裂化反应转化为较低粘度和较低倾点的燃 料油，以达到燃料油的规格要求，或者是虽然还未达到燃料油的规格要求，但是可以减 少调和的轻馏分油的量d ”。近年来，由于对轻质油的需求不断增长，一些炼厂的减粘裂 化过程除了以渣油减粘为主要生产目的外，还通过改变反应条件提高转化率，多产一些 轻质油。表1 1 2 列出了普通减粘裂化过程的主要反应条件和反应产物产率。 囊1 - 1 2t 粘曩化的主要反应条件和反应产率 t a b l e1 - 1 2h 佃ho p e r a t i n gc o n d i t i o n sa n dy i e l df o r v l s b r e a k e re a i i 由上表可见，普通减粘过程的转化率很低，其低于3 5 0 生成油及裂化气的产率不 到1 嗍。与原料渣油相比，减粘渣油的粘度显著的降低。至于同时多产轻质油的减粘过 程，一般主要是通过延长反应时间来提高转化率，其汽油、柴油收率可达2 0 左右或更 高些。下面为减粘裂化的简单流程： 田l - 3 减粘裂化的简单流程 耽1 - 3 t h et y p i a , lf l o wd i a g r a mf o r v i s b r e z k e ru n i t i 中国石油大学( 华东) - r 程硕士学位论文 减压渣油原料经换热后进入加热炉。为了避免炉管内结焦，向炉管内注入约1 的 水。加热炉出口温度为4 0 0 - 4 5 0 。在炉出口处可注入急冷油使温度降低而终止反应， 以避免结焦。反应产物进入常压蒸发塔，塔顶油气进入分馏塔分离出裂化气、汽油和柴 油，柴油的部分可作为急冷油用。从蒸发塔底抽出减粘渣油。此种流程适用于目的产 品为减粘渣油的炼厂。当需要提高转化率以增大轻油收率时。可将蒸发塔换成反应塔， 使炉出口的油气进入反应塔继续反应一段时间一般反应塔是上流式塔式设备，内设几 块筛扳塔盘 1 4 7 制氢技术 工业制氢的方法有很多种嗍，一般有电解水制氢法、化石燃料制氢法、太阳髓制氢 法0 5 - 撕1 、生物质气化制氢法口”耵和微生物制氢法。炼油厂根据其自身的特点，一般主 要采用化石燃料制氢法中的重油部分氧化法制氢技术和轻烃水蒸汽转化法。 1 4 7 1 部分氧化制氢技术 用重质油制取氢气，其原料有原油、重油、减压渣油和沥青等。 部分氧化技术是指重质油经气化剂( 氧气和蒸汽) 雾化，再与氧气在高温下( 1 3 0 0 1 4 0 0 1 2 ) 进行的不完全燃烧，即部分氧化，生成以c o 、h ：为主的合成气的反应，没有催 化剂参与。重质油是多种高级烃的混合物，其中硫以元素硫、硫化氢、硫醚、噻吩等形 式出现。重质油与氧气、蒸汽均匀混合并被其雾化，通过喷嘴喷入气化炉，在炉高温辐 射热下，立即进行升温蒸发、燃烧、裂解，转化四个过程，其总反应为： g 心s ，+ 0 2 _ m c o + ( n 2 一r ) h 2 + r h 茹+ q 重质油气化生产裂解气技术经过几十年的发展，国际上具有代表性的技术有德士古 ( t e x a c o ) 工艺、壳牌( s h e l l ) 工艺。两种工艺流程气化条件相似，工艺过程大体相 同。而在进炉物料预热程度、操作压力高低、设备结构、余热利用、脱除炭黑方面各具 特色，形成各自的技术。通过从高温裂解气冷却和热量回收方式不同分为两大流程，即 激冷流程和废热回收流程，t e x a c o 采用激冷流程，而s h e l l 采用的废热回收流程。 部分氧化工艺复杂，主要包括气化、变换反应、复杂的脱c o 。h 。s 系统及克劳斯回 收系统。主要设备包括气化炉、喷头、急冷室( 或废热锅炉) 、变换反应器、换热器、 压缩机等约2 0 0 台( 套) ，部分设备需采用合金材料、钛材及碳钢内衬环氧树脂；部分 氧化制氢还需要庞大的空分系统，生产1 一n 工业氢，约需要0 5m 纯度为9 9 5 的 氧气，整个工程投资巨大，能耗高。 部分氧化法优点是使用的原料几乎没有限制。因此这项技术与全厂总流程规划在 一起，通过采用低附加值的石油焦、脱油沥青、减压渣油为原料，可以做到“汽电联产”， 为全厂提供廉价的氢气、氦气、氧气、蒸汽和电力，解决高硫焦、脱油硬质沥青的出路 问题。“部分氧化汽电联产”工程能够起到提供全厂水、电、汽、风等公用工程的作 第一章前言 用，在国外被称为是炼厂的“公用工程岛”。 据粗略统计，全球炼油厂通过部分氧化法制取的氢也仅占氢气来源的4 ，限制其 发展和工业应用的主要原因不是技术本身问题，而是工程投资太大，氢气成本高。在同 样规模下，部分氧化法制氢装置投资是轻烃水蒸汽转化的2 5 3 5 倍。 1 4 7 2 水蒸汽转化制氢技术 水蒸汽转化制氢，原料一般是气体原料和轻油。其规格要求如下： 气体原料：烯烃 1 。 轻油于点( 1 9 0 c ，芳烃含量 1 3 环烷烃 3 6 ；硫含量 方案2 ：新建常压蒸馏，四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建减压渣油脱沥青装置和气化 装置 方案3 ：新建常压蒸馏，四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建减粘裂化装置 方案4 ：新建常压蒸馏，四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建延迟焦化装置 方案5 ：新建常压蒸馏，四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建渣油加氢脱硫，3 7 0 c 以上 的加氢后渣油馏分去四催化装置 2 2 总体方案的研究方法 2 2 1 生产术语 烃类毛利( h c m ) ：炼厂产品的价值减去进料成本( 以物料平衡为基础：输入= 输 出) 。在物料平衡中考虑炼厂的燃料消耗和损失，但其价值为零。 炼厂毛利( g r m ) ：烃毛利减去所有的变动成本。变动成本包括公用工程费用，催 化剂，化学品和天然气等。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 炼厂净利( n 1 0 d ) ：炼厂毛利减去固定成本，加上其它的收入。周定成本包括劳动 力，合同付款，各种间接费用，但是不包括折旧。n r m 和g r m 按税前计算，其中不 包括来自金融方面的影响。 操作收入( 0 1 ，税前) ：炼厂净利减去折旧。在总体规划研究的最后部分使用操作 收入。 2 2 2 总体方案的选择 对于总体方案的选择，所使用的方法如下： 为相关情况做出质量平衡并由此计算g r m ( 使用炼厂模拟软件) 根据炼厂模拟软件计算出不同工艺装置的加工能力 ，使用专利商数据库计算生产成本 根据s o l o m o n 数据计算现有装置的操作成本，根据专利商的数据库计算新建装 置的操作性能 在g r m 及操作成本的基础上计算出n r m 所有的规划方案都与参考方案( 最小投资方案) 进行对比分析 计算出所有方案与最小投瓷方案的n r m 差额，也计算出投资差额 投资差额与n r m 差额之比可以准确地反映出不同方案的投资回收期 将所有方案的投资差额与n r m 差额之比进行比较，其比率越低，投资回收期 就越短，而投资回收期最短的方案就是最佳方案 2 2 3 炼厂仿真模型 在总体优化方案中采用专利商的炼厂仿真软件。该软件是一种电子表格的形式包 括各种工艺的技术模块，用流程图的形式连接起来。根据价格、市场需求、市场估价所 确定的产品质量，以及大庆原油和俄罗斯原油的评价数据，模拟出所有产品和炼厂毛利。 模型以所有装置平均运行3 5 0 天，年为基础，并得出了日操作情况。 2 2 4 投资估算 对于各个方案所做的投资评估与专利商最近项目上所做的评估比例相近，主要装置 的资金投入见表2 - 1 。 第二章总体方案的比选 囊2 1 装置投赛怙算 t s b l e2 - ie s n m _ t 甜c o s tf o r 山ei n s t a l l a t i o nu n i t s 这里所傲估算的精确度为3 0 。 2 3 总体方案 z 3 1 方案l 即最小投资方案 最小投资方案：它包括已确定的最小投资，加上市场评估中为满足预期产品质量变 化所需的投资。这其中包括直馏和催化裂化柴油的加氢脱硫装置；为满足高辛烷值汽油 的要求新建异构亿和重整装置：新建常减压装置；新建四催化装置；及所有相关配套设 施。新建的四催化必须保持满负荷运行，其中一部分原料来自大庆减压渣油，另一部分 则是俄罗斯常压渣油。含硫俄罗斯常压渣油可部分用作重燃油调和组分。以后的所有投 主里互垫查兰! 竺奎! 三墨堡主堂垡鲨奎 资方案都要与最低投资方案进行对比。方案i 主要分析数据见表2 - 2 ：具体的装置配置 情况见图2 - i 。 表2 - 2 最小投资方案主要分析数据 h b k 2 - 2 m s i n 凼乜f o r m j n 姗t 础 装置 新蒸馏 2 # 石脑油预加氢 2 # 石脑油预加氢分离塔 2 # 连续重整 2 # 连续重整分离塔 直柴加氢 催柴加氢 异构化装置 四催化 产品类型 c j r 石脑油 汽油 煤油 柴油 柴汽比 总投资，百万人民币 基础方案处理量吨厌 3 0 0 0 0 s 3 0 3 8 j 2 2 3 3 1 4 2 9 0 1 1 3 5 8 5 3 6 1 0 l 9 1 9 1 0 , 0 0 0 基础方案产品，吨天 4 7 0 3 3 l o 1 1 5 2 7 6 0 】8 9 9 0 1 6 4 1 8 i 一尝嚣-0j言弓砷墨gki-n叫互 避睾喇腽鲥群_睬椒i-n匝 暑目号，荨目|i寺sl-啤t目萼；目主置sl-暮回蝈丑g慷椒堆玛褂抵 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 2 3 2 方案2 方案2 需要新建常压蒸馏，四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建减压渣油脱沥青装置和气化装置。 方案2 中加氢裂化方案的定位原则是四催化满负荷运转。含硫常压渣油( 最低投资 方案是重质燃料油路线) 进行减压分离。减压馏分油去加氢裂化，同时考虑一些减压渣 油去脱沥青装置和气化装置。 方案2 的主要特点： 保持现有催化装置满负荷运转； 所有额外的常压渣油去减压装置，以最大量生产减压馏分油； 加氢裂化装置采用单段流程，设计高转化率； 主要分析数据见表2 - 3 ； 具体的装置配置情况见图2 - 2 。 表2 - 8 方案2 主要分析效据 ! ：! 垒堡! = 兰坐垫虫垒鱼! 竺竺兰 装置基础方案处理量吨厌方案2 处理量吨，天 额蒸馏 3 0 , 0 0 03 0 , 0 0 0 新建减压蒸馏0 1 2 , 4 1 4 2 # 石脑油预加氢8 , 3 0 3 8 ，3 0 3 2 # 石脑油预加氢分离塔s ，3 2 28 a 2 2 2 # 连续重整3 ，3 1 4 2 ，6 5 1 2 # 连续重档分离塔2 ，9 0 1 2 , 3 2 0 制氢装置0 0 直柴加氢1 3 ，5 8 51 3 ，5 8 5 催柴加氢3 ，6 1 04 ，7 8 3 异构化装置 l ，9 1 91 , 9 1 9 新建加氢裂化0 9 ，7 8 3 四催化i o , 0 0 0 1 0 , 0 0 0 气化0l ，4 4 5 脱沥青0 2 ，8 8 9 产品基础方案。吨，天方案2 ，吨，天 cj=470 4 7 0 液化气 1 1 5 0 1 5 2 0 石脑油 3 3 1 0 5 5 6 0 汽油 1 1 5 6 0 1 1 4 1 0 煤油 2 7 6 0 5 0 7 0 柴油 1 8 9 9 0 2 5 2 2 0 燃料油 1 2 9 2 03 5 0 紫汽比 1 6 42 2 1 净利润，百万人民币，年4 0 0 8 9 6 3 2 46 净利润差值，自万人民币，年4 0 0 8 9 2 3 1 5 7 投资，百万人民币 1 8 8 4 i 4 7 3 9 3 同基础方案差值 1 8 8 4 i2 8 5 5 2 投资差额利润差 1 2 3 一芸霄uk0jo昌基v厶呷n兽k 避磐翻艋嘲臻n联椒n-z匝 议窄犁狲书器雕h*斟v扑k景恕匝岳 第二章总体方案的比进 2 ，3 3 方案3 方案3 需要新建常压蒸馏，四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建减粘裂化装置 减粘裂化方案同脱沥青方案原理比较类似。 减压渣油不去四催化； 加氢裂化装置转化率9 9 5 ； 减压渣油去减粘裂化 减粘裂化出来的蜡油进加氢裂化，渣油去调和燃料油 主要分析数据见表2 4 ： 具体的装置配置情况见图2 - 3 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 表2 - 4 方案3 主要分析敦据 t a b l e2 - 4 i n 出h f o r c - s e 3 装置基础方案处理量。吨，天 方案3 处理量。吨，天 新建蒸馏 新建减压蒸馏 2 并石脑油预加氢 2 # 石脑油预加氢分离塔 2 # 连续重整 2 # 连续重整分离塔 制氢装置 直柴加氢 催柴加氢 异构化装置 薪建加氢裂化 减粘裂化 四催化 产品 g = 演化气 石脑油 汽油 煤油 柴油 燃料油 柴汽比 净利润。百万人民币，年 净利润差值，百万人民币，年 投资，百万人民币 同基础方案差值 3 0 , 0 0 0 0 8 3 0 3 g 3 2 2 3 , 3 1 4 2 , 9 0 1 0 1 3 5 8 5 3 ，6 1 0 l - 9 1 9 o 0 1 0 0 0 0 基础方案，吨厌 4 7 0 1 1 5 0 3 3 1 0 1 1 5 6 0 2 7 卯 1 8 9 9 0 1 2 9 2 0 1 6 4 4 0 0 8 9 3 0 , 0 0 0 1 2 4 1 4 8 ，4 4 0 8 4 6 0 6 7 2 4 5 s 8 2 3 6 5 1 3 5 8 5 5 儿l 1 9 5 8 8 , 8 6 5 2 。8 8 9 1 0 0 0 0 方案3 吨，天 4 7 0 1 1 1 0 1 5 1 3 7 7 0 4 4 8 0 2 5 2 2 0 2 5 1 0 1 8 3 6 0 5 0 7 2 0 4 1 8 3 7 5 9 9 1 8 7 5 8 投资差额，利润差 - 0 9 2 n n廿嚣koj事。葛-cn叫巨 璐枣啊瞄喇蝌n眯椒nd匝 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 2 3 4 方案4 方案4 需要新建常压蒸馏、四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建延迟焦化装置。 延迟焦化方案是减压渣油更深一步的加工手段，其特点如下： 减压渣油进入延迟焦化装置； 减压渣油在焦化反应器中停留的时间越长得到的转化率越高，可生产更多的柴油产 品： 所有的焦化产品都必须经过加氢精制来满足最终产品的质量要求； 延迟焦化的焦碳利润为零，项目缺乏竞争力； 环境污染严重。 主要分析数据见表2 5 ； 具体的装置配置情况见圈2 _ 4 。 兰三兰璺笪互墨塑堕望 表2 - 5 方案4 主要分析数据 t 且h i e2 - 5m i nd 乜f o r 懈4 新建蒸馏 新建减压蒸馏 2 # 石脑油预加氧 2 # 石脑油预加氢分离塔 2 # 连续重整 2 群连续重整分离塔 制氢装置 直柴加氢 催紫加氧 异构化装置 新建加氢裂化 减粘裂化一研吣 四催化 延迟焦化 产品 c 严 液化气 石脑油 汽油 煤油 柴油 燃料油 柴汽比 净利润，百万人民币，年 净利润差值，百万人民币，年 资本，百万人民币 同基础方案差值 3 0 , 0 0 0 0 8 3 0 3 8 。3 2 2 3 , 3 1 4 2 , 9 0 1 o 1 3 5 8 5 3 , 6 1 0 l - 9 1 9 0 0 1 0 ，0 0 0 0 基础方案。吨厌 4 7 0 1 1 5 0 3 3 1 0 1 1 5 6 0 2 7 6 0 1 8 9 9 0 1 2 9 2 0 1 6 4 4 0 0 8 9 1 8 8 4 1 3 0 0 0 0 1 2 4 1 4 8 7 2 2 8 , 7 4 1 6 9 4 4 6 0 8 4 3 6 0 1 3 5 8 5 5 , 6 8 0 2 , 0 1 5 8 6 6 l 0 1 0 , 0 0 0 2 ，8 8 9 方案4 ，献 5 5 0 1 2 2 0 l s s 0 1 3 9 3 0 4 7 8 0 2 5 5 7 0 鲫 18 4 6 2 6 6 5 2 2 5 7 6 4 1 9 1 5 2 3 0 7 4 投资差额净利洞 一1 0 2 l c 寸劣一。k0j事。暑晴啸uu。k-可h叫一目 赠磐喇嘧啊攥睬椒，n匝 戗袋掣扑书隧畔h婚丹v扑k曩婚皿壬 第二章总体方案的比选 2 ，3 5 方案5 方案5 需要新建常压蒸馏、四催化，以及达到产品质量( 汽油辛烷值和柴油硫含量) 要求的装置、新建减压蒸馏装置、新建加氢裂化、新建渣油加氢脱硫，3 7 0 ( 2 以上的加 氢后渣油馏分去四催化装置 渣油加氢脱硫及加氢裂化方案具有如下特点： 俄罗斯常压渣油去减压深拔； 减压深拨的馏分油进入加氢裂化； 深拔后的减压渣油及部分俄罗斯常压渣油去渣油加氢脱硫： 渣油加氢装置的塔底渣油产品( 占进料的8 5 ) 去四催化。 环境污染比较小。 主要分析数据见表2 - 6 ； 具体的装置配置情况见图2 5 。 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 表2 - 6 方案5 主要分析数据 t a h i e “m m i nd a t af o rc s e5 m舢目u-0