21世纪炼厂的构想

21世纪千万吨/年级炼厂建设概念设计（研究）(21世纪炼厂的构想),中国石化工程建设公司2001年,2,序言,我国经济持续高速增长的势头、人口基数庞大并仍在不断膨胀的现象、自然资源的大量消耗、区域发展不平衡等，均对21世纪的环境与发展造成巨大压力。我国政府远见卓识，在国内、国际总体发展趋势的背景下，早在1996年就正式把可持续发展作为国家的基本战略，引起了国际社会的巨大反响。目前我们正处于一个既不能走世界发达国家先污染、后治理的老路，又不能不把发展置于优先位置的两难境地之中。,3,美国是当其人均国民生产总值GNP（GrossNationalProduct）达到11000美元（1980年不变价格）、日本是当其GNP达到4000美元（1980年不变价格）时,才开始大规模的环境治理（WorldBank，1986）。要求中国在目前人均GNP800美元的发展阶段上，动用大量资金投入环境治理显然是不现实的；但与此同时，我们在环境问题上亦不能无所作为。因而，如何解决环境与发展之间的矛盾，如何在二者之间寻求合理的均衡点，是摆在我国未来的严峻任务，也是摆在21世纪我国石油炼制工业和世界级大型炼厂建设的严峻问题。,序言（续）,4,在未来知识经济时代，经济一体化和市场全球化将是这一时代的主旋律，而更大范围、更加激烈的市场竞争将是这一时代的重要特征。面向21世纪的我国千万吨/年级炼厂的建设，将面临需要不断提高市场竞争力，实现企业可持续发展的重大课题。实现可持续发展要实现可持续发展，就要依靠科技进步，开发和采用先进技术，适时调整产品结构，注重提高产品质量，实现规模生产；同时要以信息技术为支撑，采用科学的管理手段，适时调整内部机构，强化内部管理，降低生产成本，优化营销环境，努力提高经济效益。,序言（续）,5,要实现可持续发展，还要研究发展战略，制定发展规划；加强市场预测，增加生产的灵活性，以提高对市场变化的快速反应能力，通过以综合开发实现资源利用优化；同时还要注重环境保护，致力于清洁生产和生产清洁产品。对炼油-石化一体化企业来说，还要考虑有利于支撑下游化工、化纤工业的发展。应当看到，发展与环境保护是对立的统一，两者必须融为一体，协同并进。因此需要正确运用先进技术和科学管理手段，制定综合策略，以实现两者的优化组合，实现企业的可持续发展。开展21世纪千吨/年级炼厂建设的研究。,序言（续）,6,中国石化工程建设公司为适应面向21世纪大型化炼厂的建设，组织相关专业人员，开展了21世纪千万吨/年级炼厂建设的设计研究，旨在研究未来大型化炼厂如何设计，达到什么水平，如何坚持可持续发展?研究报告约二十万字。报告分析了当今国内外炼油技术的进展和炼厂发展的趋势、21世纪炼厂建设的策略；构思了21世纪炼厂的模型框架。,序言（续）,7,报告包括：1总论2未来原油与产品市场3国内外炼厂状况及技术发展趋势421世纪炼厂建设的技术策略521世纪的炼油厂6千万t/a级炼厂构想下面就主要内容作简要说明。为了节省时间，3、4部分一起介绍。最后介绍作为本概念设计的应用实例之一、今年完成的福建炼油化工有限公司炼油、乙烯合资项目可行性研究的结论。,序言（续）,8,1总论,1.1石油产品在未来能源结构中仍占有重要位置自80年代以来，我国的经济发展有了极大的提高，与此相应的能源生产亦随之有着很快的增长。据国家统计数椐表明，在能源总消耗中石油产品消费一直占有20%左右的比例，并有上升趋势。因此，石油产品在未来能源结构中仍占有重要位置。,9,1总论,1.2.我国炼油工业现状和面临的突出问题1.2.1能力偏小，大部分未形成经济规模我国炼油工业自80年代以来，出现了一个新的快速发展时期，20年间炼油能力由0.94亿t/a增加到2.71亿吨/年，提高了1.88倍。与此同时炼厂数也由55家增加到约127家。在这些炼厂中，加工能力在500万t/a以上的仅占21.26%，且单套装置能力偏小，大部分尚形成经济规模。,10,1.2.2流程简单、结构不合理另一个突出的问题是我国相当部分炼厂流程简单，炼厂复杂指数低，装置结构不太合理，特别是加氢能力不足，因而严重制约了产品结构和质量的提高。美、日等发达国家加氢装置的能力占原油蒸馏装置能力的比例均在52%以上，日本则高达89.1%。另外，国外作为催化裂化原料的VGO相当部分是经过加氢处理的。虽然近年来我国加氢能力已有了较大发展，但占原油蒸馏能力的比例仍仅为15.13%左右。说明我们还不完全具备大规模加工进口中东含硫原油，实现清洁生产和生产达到世界燃料规范标准（、类）的汽、柴油等产品的条件。,11,一些国家1998年底的加氢能力,12,1.2.3工艺技术与信息技术的集成水平低近年来我国炼油装置大部分已普遍采用了DCS控制系统，先进控制的应用也已有了良好的开端，有一些炼厂已实现了多个炼油装置的集中控制，为进而减少定员，提高操作控制水平和生产效率打下了基础。今后关键的问题是要在学科的交叉点上要有所突破。即如何将先进的工艺技术与信息技术相结合，来提升石油炼制这一传统产业的综合水平，并使其获得更大效益。,13,1.2.4能耗偏高目前根据炼厂的复杂程度和改质水平不同，炼厂的能耗（折合为标准燃料油）大约占原油加工量的610%，有些炼厂的能耗还高于这个数据。这个比例有可能大大降低。在炼厂加工成本中，能耗占有相当比例。因此采用先进的节能技术与设备，降低加工过程能耗是降低加工成本和减少环境污染的有效办法。当前的主要问题是要从工艺流程优化，先进节能技术与设备的开发、应用等诸方面综合考虑，以集成化的节能技术降低加工过程中的能耗。,14,1.2.5产品质量与世界先进水平尚有差距(略)1.2.6环境保护不够完善(略),15,2未来原油与产品市场,具有足够的可采储量世界石油的最终可采储量有可能达到3万亿桶。扣除已采出的1万亿桶，还剩余2万亿桶。世界油气剩余探明可采储量和产量世界原油剩余探明可采储量为1385.9亿吨，天然气剩余探明可采储量为145.64万亿m3。世界油气待发现资源的总体趋势世界石油待发现资源量约为640亿吨，天然气待发现资源约为130万亿m3。今后1015年石油资源的供应是充足的，原油的性质变化不大，各种质量的原油在市场上应该都能买到。,16,2未来原油与产品市场,中国的石油探明可采储量仅为32.88亿t中国的天然气的探明可采储量为1.37万亿m3我国原油将长期依赖进口中东原油仍是世界原油市场的主要原油，应作为我国进口原油的首选原油我国大量的高含酸重质原油及稠油是重要的原油资源应高度重视其加工,17,2未来原油与产品市场,产品市场世界石油的消费量在今后10年里每年将以2%2.5%的速度递增，运输车辆用油以及化工原料仍将以油为主，而热能和电能则将逐步被天然气所替代。在今后10年，天然气将以每年2.5%3.0%的速度增长。,18,国内石油产品市场预测,19,21世纪炼厂的建设应在调查与分析国内外炼油技术发展的基础上，结合世界原油与产品市场的需要，结合我国的实际情况，以追求可持续发展和经济效益最佳化为主要目标，制定和采取切实可行的技术策略。主要包括：优先实行炼油石化一体化的发展策略实施加工含硫、含酸等劣质原油及加工原油多样化的策略实施渣油深度加工策略实施清洁生产和生产清洁产品策略实现炼厂规模和生产装置大型化，实施规模化经营策略实施突出核心业务，生产特色产品策略实施乙烯原料优质化、轻质化、多样化和降低原油消耗策略实施建立可靠的原油供应线，确保炼厂生产原料安全策略实施采用新技术支撑，提升炼厂整体技术水平的策略实施采用先进设计，实现工程建设PMC和EPC的策略,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,20,3.1优先实行炼油石化一体化的发展策略,从原油到制成品简图,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,21,促使炼油石化一体化的重要原因之一：可提高资本回报率历史上，某些国家，特别是东欧和苏联，普遍的做法是把炼油-石化设施作为一个整体工厂与单一电厂的基础设施设计和建设在一起。使炼油-石化工业以共生关系相互得利。目前这种关系正随着用户对产品需求的变化而发生着变化，一体化的进程正在加快步伐。PEP报告指出：如果以1吨原油直接作为燃料产生100的价值为基础计，则用来生产油品，其价值是226；加工成有机合成原料，其价值1470；若再进一步精细化工，则就可能增值240多倍。据美国商业部统计，1美元的石化产品再经深加工，一般可增值到100500美元。,22,美国石油化工与炼油业资本回报率比较,23,促使炼油石化一体化的重要原因之二：产生重大的成本优势，增加成本竞争力。其优势在于：设施共享。不用运送，因而库存、存贮和装运成本较低。原料互供。如把直接从炼厂蒸馏装置得到的石脑油和加氢裂化尾油送到乙烯装置；裂解汽油送到炼厂作燃料调和组分等，不用外销和运输。服务和公用工程共享。由一个共用支持系统进行管理和供应。免除了中介商交易的费用。随着中间产品在炼油厂和化工厂之间的交互使用，省去了需要负担第三方的费用。具有更大的操作灵活性。由于实现了一体化，可通过计算机模拟，优化更大的资产基础，进一步降低成本，增加效益。,24,促使炼油石化一体化的重要原因之三：具有安全可靠的原料供应来源和副产品出路。由于实现了一体化，就可为下游石化提供安全可靠的原料供应，减少了在公开市场采购可能发生的价格变动的风险。炼厂可向化工厂提供在炼厂用途一般而在化工厂有价值的原料（如石脑油、加氢裂化尾油、C2、C3、C4烃类等）。而从乙烯装置出来的副产品（如裂解汽油、芳烃、氢气等）又可送回炼厂精制成为良好的石油产品，避免了裂解副产品无效的循环裂解或投入市场经受市场波动的风险。,25,3.2实施加工含硫、含酸等劣质原油及加工原油多样化策略目前全世界已探明的可采储量达近1400亿吨，其中中东储量达900亿吨以上，占世界已探明可采储量的65%，储采比平均为92。世界上已探明可采储量超过100亿吨的产油国中，依次是：沙特阿拉伯360亿吨储采比83.8伊拉克135亿吨储采比100阿联酋130亿吨储采比100科威特123亿吨储采比100伊朗120亿吨储采比65.9中东地区有着巨大的原油供应潜力，价格相对便宜，应作为我国进口原油的首选原油。由于中东原油普遍含硫（一般均1%），含金属等杂质较高，给加工带来一定的困难。必须在工艺流程、产品精制、环境保护、设备材质、装置结构等方面采取相应措施，以适应含硫原油加工的要求。,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,26,3.2实施加工含硫、含酸等劣质原油及加工原油多样化策略在炼厂的生产成本中，原油费用占相当大的比例。一般在7080以上。从历史经验来看，产品价格对投资回报的影响很小。炼厂获利的的途径是加工低成本原油。多数世界一流的炼厂通过加工更劣质原油来回收新的建设成本。由于世界原油资源分布的不均匀性和常规石油资源的大量开采使用，使常规石油的可供利用量日益减少。而各种劣质的高硫、高酸重油在全世界的资源超过6万亿t，重油将成为21世纪的重要能源。,27,3.3实施渣油深度加工策略从某种意义上讲，渣油加工决定了炼厂的产品结构，轻油收率和经济效益。同时直接影响着环境保护。因此，根据我国能源结构和石油资源的具体情况，如何选择合理，经济的工艺技术加工渣油，实现渣油轻质化，就成为提高炼油经济效益的重要战略目标。,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,28,渣油深加工工艺：脱碳工艺主要有重油催化裂化、溶剂脱沥青、焦化和减粘等热加工工艺；加氢工艺主要有固定床渣油加氢、沸腾床渣油加氢、移动床渣油加氢和悬浮床渣油加氢。需要着重指出的是正在开发的新型悬浮床渣油加工工艺，由于开发了新一代催化剂和新的工艺流程，可加工硫、氮、金属和残炭含量更高的渣油，同时还可获得良好的产品质量、产率分布和长周期的操作，且固定资产投资与操作费用相对较低，因而受到世界炼油界的重视。以上述两种工艺为基础的各种组合工艺也得到广泛应用与发展。,29,主要的渣油深加工技术路线含硫原油渣油的深加工渣油加氢处理催化裂化组合工艺（RDSRFCC）该组合工艺因其液体产品收率高、产品质量好以及环境保护效果好等方面的优势，可以与RFCC组成联合工艺：常压渣油加氢处理-催化裂化组合工艺（ARDS-RFCC），其典型代表为大连西太平洋石化公司的加工流程。减压渣油加氢处理-催化裂化组合工艺（VRDS-RFCC），其典型代表为齐鲁石化公司胜利炼油厂及茂名石化公司炼油厂的加工流程。,30,延迟焦化含硫焦炭利用组合工艺由于延迟焦化工艺技术成熟、工程投资较低，所以至今仍是世界上主要的减压渣油转化手段之一。据预测，今后10年内，延迟焦化装置能力还要增加30%左右。焦化富气不仅可作为炉用燃料气，而且还可通过吸收稳定得到约为2.8%（占新鲜进料）的液化气。焦化干气除可作为燃料外，还是廉价的制氢原料。焦化汽油及柴油经加氢精制后，不仅是良好的内燃机燃料，而且是理想的蒸汽裂解装置原料。焦化蜡油经适当预精制处理后，可作为催化裂化和加氢裂化原料。,31,焦炭有多种用途：石油焦经破碎、制粉后用于燃煤锅炉；石油焦经破碎后用于循环流化床锅炉（CFB）；石油焦经破碎制造油焦浆或水焦浆用于燃油锅炉；用部分氧化法造气，生成的合成气用于燃气轮机、汽轮机发电和制取炼厂所需要的蒸汽及氢气（IGCC）。由焦化工艺和焦碳利用工艺组成的组合工艺可能产生好的经济效益。,32,低硫石蜡基减压渣油的加工催化裂化是重油深加工工艺中最主要的装置。从渣油转化量来看，仅次于延迟焦化，已成为我国第二大重油转化工艺，而其产品质量和经济效益则远远高于延迟焦化装置。我国以大庆原油减压渣油为代表的低硫石蜡基原油减压渣油，其H/C比高；胶质含量高而沥青质含量极低；镍，矾等重金属含量低；残炭相对较低，具有良好的催化裂化性能，因而一般应采用重油催化裂化工艺进行深加工。,33,渣油深加工技术路线的对比与选择渣油深加工方案的选择要根据炼厂产品结构需求与所加工渣油不同情况，经多方案对比确定最佳加工路线。选择原则单从渣油的组成与性质来讲，其选择原则一般说来应是：低硫、低金属渣油，首选的加工工艺应采用RFCC。高硫、低金属渣油，应采用固定床加氢工艺高硫、高金属（200300ppm)渣油，需采用焦化、溶剂脱沥青等“浓缩”工艺或是悬浮床加氢工艺。,34,结果对比：ABBLummus公司针对未来新建炼厂应该即能生产石脑油和瓦斯油，又能生产各种燃料产品；即能生产油品，又能生产化工产品原料，同时实现“0”渣油排放。在加工阿拉伯混和原油（轻重比为50%：50%）的情况下，对600万吨/年新建炼厂进行了7种不同渣油加工方案的对比，最后结果认为：延迟焦化/FCC/焦碳气化是最符合未来炼厂要求的。,35,ABBLummus方案对比（600万t/a）,ABBLummus经济效益预测(600万t/a),36,墨西哥石油公司和墨西哥石油研究院及FlourDaniel公司以70%Istmo(轻）与30%的Maya(重）混合原油和100%Maya原油，进行了7个不同的渣油加工方案的对比研究，结论是：延迟焦化/焦碳气化是最佳加工方案。,37,结论：渣油深加工技术路线是一个极为复杂而重要的问题，有多种技术路线可供选择。应根据不同原油性质和产品需求，经多方案对比，以追求经济效益最佳化为主要目标而进行选择。,38,3.4实施清洁生产和生产清洁产品策略随着环保法规的日趋严格和我国居民对环境保护问题的严重关切,炼厂在提高产品规格、生产清洁产品满足环境保护的同时，也要实施清洁生产，尽量减少自身在生产过程中排放的污染物的数量，加强对自身排放污染物的治理。炼厂减少和治理的动力来自于三个方面:一是社会压力和炼厂管理层对社会的责任感；二是环保标准；三是经济效益。,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,39,清洁生产发达国家十分重视炼厂的清洁生产，都制定了十分严格的排放标准和有力的环保措施。例如：美国能源部审查炼厂准则，按加工含硫原油和低硫原油的不同，分别制定了严格的气体（粉尘，SOx，CO,油气，NOx等）排放标准；按不同加工类型的炼厂和加工含硫和低硫原油的情况，分工艺装置、罐区、锅炉及凉水塔、压舱水及其他生活污水等制定了严格的总量排放标准，并加以严格监督执行，以保障炼厂实现清洁生产。,40,具有完善的环保设施是一些发达国家炼厂进行清洁生产的普遍情况。例如：日本炼油厂大都具有比较完善的环境保护措施，其各种加氢能力已达原油蒸馏能力的89.1%。东京弯地区共有10座炼油厂，总加工能力达8000万吨/年，而环境保护工作做得很好，未发生过海水污染事件。各炼厂的烟囱均有脱SOx和脱NOx及除尘设施。日本石油根岸炼油厂有15套脱NOx的催化反应器，7套用于锅炉，8套用于加热炉。出光千叶炼油厂1989年建设了一套燃煤的循环流化床锅炉，煤经管线密闭输送到锅炉，粉渣也用管道密闭送出厂，烟气均经过脱SOx、脱NOx和除尘设施。我国在炼油与石油化工飞速发展的今天，应很好的借鉴这一经验。,41,炼厂气的排放炼厂减少排放有些是直接关系到炼厂的效益的，例如节能，加热炉少用燃料，当然排放量就可减少；减少跑、冒、滴、漏，在减少污染的同时也可增加效益。一些与炼油厂效益无关并且需要投入的，就要靠政府和社会的压力了。环保法规、排放标准是政府环保部门的责任，随着人们生活水平的提高和环保意识的加强，社会民众将会给政府施加压力，督促政府加强管理和监督。对于未来炼厂的建设，减少和控制炼厂气排放将是一个相当重要的问题。,42,生产清洁产品随着环保法规的日益严格，世界一些发达国家都十分重视清洁燃料的生产，特别是清洁汽油和柴油的生产。为此制定了严格的标准，投入了巨大的财力。美国国会在1970年就通过了清洁空气法（CAA），提出禁用含铅汽油，限制汽油和柴油中的含硫量。之后于1990年又通过了清洁空气法修正案（CAAA），要求使用新配方汽油。此后，世界其他一些地区也先后修改了汽、柴油标准。到了90年代后期，欧洲议会甚至通过了更为严格的柴油质量标准。,43,1998年10月在美国旧金山召开了世界燃料委员会会议。该委员会由AAMA，ACEA，JAMA发起组成。其宗旨是：协调世界燃料标准与排放法规、规范和协调汽车发达国家汽车工业的发展，指导发展中国家汽车工业的科技进步。在这次会议上讨论通过了有关燃料标准的“规范”，即世界燃料规范并于1999年6月4日在布鲁塞尔世界石油会议上正式发表。中国汽车工业已成为世界燃料委员会的正式成员。在我国发布“规范”是世界燃料委员会决议中我国承诺要承担的工作。,44,我国汽、柴油现行质量标准远落后于国外发达国家标准。而我国加入WTO后，将会面临更为严峻的市场竞争。因此，国家已组织对现行汽、柴油标准进行修正以保护环境和适应市场竞争。政府已在全国范围开始启动了旨在保护和改善环境，适应入世要求的空气净化工程-清洁汽车行动。石化集团公司也已开始执行国家新的汽油标准，并将准备实现：2003年北京、上海、广州等主要大城市汽、柴油向世界燃料规范类标准靠拢，其余城市达到国内新标准。2006年北京、上海、广州等主要大城市汽、柴油向世界燃料规范类标准靠拢，其余城市向类标准靠拢。,45,“世界燃料规范”对汽油的要求,世界燃料规范对柴油的部分技术要求,47,环境保护的要求继续推动炼油工艺技术的发展80年代汽油无铅化的进程促进了催化裂化工艺和催化剂的发展；当前，汽油的低烯烃、低硫和高辛烷值，柴油的低硫、低芳烃和高十六烷值对加氢技术的发展也将起着类似的推动作用。催化裂化汽油组分中的硫是产品汽油中硫的主要来源（约占90%左右）。因此，如何降低FCC汽油中的硫含量是当前世界炼油研究与开发的热点之一。采用FCC原料深度加氢脱硫所需投资费用、操作费用与FCC汽油加氢脱硫费用相比，后者要低得多。但存在的问题是：汽油加氢脱硫的同时，伴随着烯烃饱和反应，会造成辛烷值损失。为了解决这一矛盾，国内外许多研究单位正在开展着各种研究，出现了众多新技术。,48,围绕着柴油的脱硫、脱芳烃和改质，研究和开发工作也正在深入进行。尽管高压加氢裂化可以得到高质量的柴油，但由于其昂贵的投资及操作费用，使其发展速度受到一定的制约。因而出现了众多旨在降低柴油中硫和芳烃含量，提高十六烷值的中压加氢技术可在特定的流程中考虑。在汽、柴油中掺入调合组分或添加剂，以改善汽、柴油质量，也是正在研究与开发的重点。,49,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,3.5实现炼厂规模和生产装置大型化业，实施规模化经营策略（1）炼厂规模大型化仍然是世界性趋势，装置规模大型化业已稳定,50,炼厂规模大型化的趋势1999年1月1日统计，世界共有炼厂755座，世界原油蒸馏总能力达40.15亿吨/年，较1998年增长率不到0.2%。其中能力超过2000万吨/年的世界最大炼厂有15座。按（OGJ）1990年统计，当时世界最大的炼厂是委内瑞拉的拉戈文公司的法尔孔炼厂，其原油加工能力为2855万吨/年；韩国油公（SK）炼厂，1995年加工能力达3050万吨/年，1998年加工能力已达4000万吨/年以上，是2000年统计的世界上规模最大的炼油厂。三年原油加工能力增加1035万吨/年，平均三年的年增长率达24.88%。,51,世界最大的炼油厂（2000万t/a）注序号公司地点原油加工量（万t/a）1帕拉瓜纳炼制中心委内瑞拉，胡迪瓦那47002SK（前油公公司）韩国，蔚山40853LG-加德士公司韩国，仁川31684埃克森美孚公司新加坡，亚辽查湾岛裕廊29005印度信任石油公司印度，贾姆纳格尔27006Hovensa股份有限公司维尔京群岛，圣克罗依岛26257双龙精油株式会社韩国，温山26008埃克森美孚公司美国，得克萨斯洲贝汤25409埃克森美孚公司美国，路易斯安那巴吞鲁日242510俄罗斯投资公司俄罗斯，安加尔斯克220411英国石油公司美国，德克萨斯洲德克萨斯城218512英国石油公司美国，印地安那洲怀廷205013壳牌东方石油公司新加坡，武公岛202514伊朗国家石油公司伊朗，阿巴丹200015沙特阿拉伯国家石油公司沙特阿拉伯，拉比格2000注：此为“OGJ”2001年1月公布的排名。,52,美国炼厂大型化的过程美国的原油加工能力居世界首位，据2000年1月1日统计，美国原油加工能力为8.2705亿吨/年。炼厂数为154个，占世界原油总加工能力地20.28%，炼厂数占世界总数的20.37%，从美国炼厂规模的发展可以看到世界炼厂规模大型化的趋势。,53,美国炼厂平均规模的变化年份炼厂数原油加工能力炼厂平均规模（个）（亿t/a）（万t/a）19602935.200017719702626.077323219802978.895430019852237.756837019901867.505940419951757.633246619991548.275053720001528.2693544,54,日本炼厂大型化的情况日本炼厂平均规模的变化年份炼厂数原油加工能力炼厂平均规模（个）（亿t/a）（万t/a）1980492.97006061985482.42805051990432.30705361995412.42355911999352.4910711,55,西欧炼厂大型化的情况西欧炼厂平均规模的变化年份炼厂数原油加工能力炼厂平均规模（个）（亿t/a）（万t/a）19801609.965562319851307.819560219901177.115560819951127.011562619981077.0905662,56,我国炼厂大型化的情况我国炼厂平均规模的变化年份炼厂数原油加工能力炼厂平均规模（个）（亿t/a）（万t/a）1980550.938617019851.0615*/19901.4521*/19951.9986*/19991272.7100213,我国炼油工业自80年代以来，出现了迅速发展的势头，20年间炼厂数从1985年的55座，增加到1999年的127座，提高了56.69%；原油加工能力由1980年的9386万t/a，增加到1999年的2.71亿t/a，提高了1.88倍；炼厂平均规模则由1980年的170万t/a提高到213万t/a，提高了20%。,57,炼油装置规模大型化已趋于稳定世界最大炼油装置能力装置名称1990年，加工能力，万t/a1999年，加工能力，万t/a原油蒸馏美国加里维尔炼厂1275美国贝汤炼厂1250沙特腊斯塔努拉炼厂1250西班牙索莫罗斯罗特1200日本出光兴产千叶厂1050美国贝汤炼厂新加坡裕廊炼厂1000减压蒸馏能力600催化裂化蜡油美国贝汤炼厂600美国贝汤炼厂600美国林登炼厂560美国林登炼厂600渣油美国科帕克里斯蒂炼厂325印尼巴隆炼厂425韩国蔚山炼厂345印尼巴隆炼厂425,58,世界最大炼油装置能力,装置名称1990年，加工能力，万t/a1999年，加工能力，万t/a催化重整半再生美国贝汤炼厂245美国贝汤炼厂245连续再生美国马尔卡斯湾炼厂230LG-Caltex公司仁川炼厂234美国Citgo石油公司科珀斯克里斯蒂炼厂223美国Koch炼制公司科珀斯克里斯蒂炼厂215延迟焦化美国帕斯卡戈拉炼厂310美国泛美公司路易斯安那炼厂412印度Reliance公司炼厂（1998建成）450委内瑞拉Sincor公司（设计中）770,59,世界最大炼油装置能力,装置名称1990年，加工能力，万t/a1999年，加工能力，万t/a加氢裂化科威特舍巴炼厂306美国帕斯卡戈拉炼厂320加拿大阿尔伯塔（设计中）（沸腾床）440加氢精制美国贝汤炼厂335美国贝汤炼厂335加氢脱硫蜡油美国贝汤炼厂500美国贝汤炼厂500RDS美国帕斯卡戈拉炼厂460美国帕斯卡戈拉炼厂480美国斯威尼炼厂400美国斯威尼炼厂421VRDS日本室兰炼厂125韩国蔚山炼厂192烷基化美国阿莫科公司美国阿莫科公司德克萨斯城炼厂105德克萨斯城炼厂150,60,炼厂大型化的优点与缺点炼厂大型化的优点能合理利用和优化配置石油资源，集中加工难于加工的原油；能提高加工深度，使物料得以综合利用；能适应市场需求，扩大油品供应范围，提高竞争能力；大型化可节省投资，减少占地，降低操作费用，降低能耗，容易进行计算机控制，优化操作，提高产品收率和质量，提高劳动效率。具有环保上的优势，可对污染物进行回收并经济地进行处理。,61,可降低成本，提高生产效率美国能源部的资料报导，建设一个1000万t/a炼厂和2个500万t/a炼厂相比，其投资可节约20%左右，生产人员可减少16人/100万t/a，提高劳动生产率21%。一个1000万t/a炼厂和250万t/a年炼厂相比较，加工费用可减少US0.15/m3。前苏联研究报告，对建设一个1200万t/a炼厂的生产成本比一个600万t/a炼厂可降低12%15%。,62,炼厂大型化的缺点：原油多变的适应性差，同时也受油源和产品市场的限制。需要增加中间储存容量。在停车和检维修期间不能维持在部分负荷下操作；原料供应不足时低负荷操作有困难。大型装置由于设备庞大，检维修相对费时费力。开停工时产品和停工造成的生产损失相对大。建设周期长，一些设备由于超高超重，需现场制造，对制造和安装技术要求较高。过分大型化，会使成品出厂的运距变长而增加运费。,63,大型化炼厂的经济规模测算工艺装置的建设投资与炼厂规模呈指数关系；C2/C1=(S2/S1)n式中C2、C1为大、小炼厂规模投资费用S2、S1为大、小炼厂规模n为炼厂规模指数，其值取决于炼厂类型和装置扩大的性质。,64,为了探讨大型化炼厂的极限规模，美国Flour公司在70年代对建设单系列2500万t/a炼厂进行了可行性研究。研究采用了假设总流程。在该流程中除催化重整和制氢装置考虑用两套并列外，其余装置均为单系列。,（4）单系列特大型化炼厂的装置规模、流程与优缺点,规模与流程,65,优缺点：采用现有技术、设计、建设和操作2500万吨/年炼油厂是可行的。采用单系列装置与采用两系列装置相比，投资约可节省10%。一般来说，这些大型装置设备的制造和安装可以解决，但某些超大、超重的设备需在现场制作时消除应力，因此增加了费用。装置在接近设计负荷下操作不会有困难，但在低负荷下操作的弹性较差。装置开工、停工、检修的时间较长，开、停工的物料损失也较大，将会抵消一部分投资小的好处。对一些特大型机、泵（如催化裂化的气体压缩机、常压蒸馏的原油进料泵），虽然在制造上是可能的，但操作者为了减少危险因素，宁愿采用两台或多台并联操作。,66,从上述对比可以看出，炼厂规模大型化确实在投资、人员、占地和成本等方面带来不少益处。但如果炼厂规模过大，也会带来一些负面效应，如市场辐射过远，增加了原料和产品运输费用等诸多不利的因素。大型化炼厂规模究竟多大比较合适，这是个十分复杂的问题，其涉及到如炼厂类型（炼油型、化工型和炼油-化工型）、厂址选择、资源条件和市场容量等因素。,67,炼厂规模与操作费用之间的关系,68,炼厂规模与所要求的总成本之间的关系,69,炼厂规模与投资回收率之间的关系,70,（8）结论研究指出，大型化炼厂规模有个极限，无论就炼厂的投资费用、操作费用以及投资的回收率，当炼厂规模为1500万吨/年2500万t/a时，大型炼厂负面效益将会抵消部分因炼厂大型化而带来的效益。此外，炼厂规模再大，其经济效益变化不大。大型炼厂的规模（单系列）一般不超过2000万t/a，选择1000万t/a2000万t/a的规模较为合适。有研究认为，单系列最佳规模应为1200万t/a1800万t/a。,71,3.6实施突出核心业务，生产特色产品策略优质航空煤油，目前可按#3喷气燃料生产。优质（低烯烃、低硫、高辛烷值）汽油优质（低硫、低芳烃、高十六烷值）#0和#-10柴油。优质化与轻质化的蒸汽裂解原料。富含C7C8芳烃的PX原料。,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,72,3.7实施乙烯原料优质化、多样化和降低原油消耗策略乙烯原料的优化最大限度收集炼厂的裂解原料资源以经过加氢裂化转化的大量石脑油及尾油为主要原料，同时由于焦化汽油有良好的裂解性能，因而也应作为原料。直馏石脑油和重整抽余油是良好的裂解原料。常减压、各类加氢装置以及重整等装置所产C2、C3、C4等气体，是良好的裂解原料。在工厂及装置生产规模大型化后，其产量相当可观，加之裂解后乙烯、丙烯产率高，因而是理想的裂解原料，应考虑加以收集和利用。对催化裂化装置所产乙烯，应研究进入乙烯装置分离部分和下游大化工原料的可能。,73,降低原油消耗由于原油价格的居高不下和成品油市场的有限的承受能力，因而炼厂在提供足够裂解和芳烃原料、生产一定石油产品同时，应尽量降低原油消耗。力争实现生产1万吨乙烯耗原油10万吨，即乙烯产量：原油消耗1：10，为此应：原油选购上首先考虑适于乙烯生产的原油。炼油流程上要考虑蜡油与渣油的深加工。要注意炼厂气体及轻烃的收集和综合利用。,74,3.8建立可靠的原油供应线21世纪炼厂建设不但应考虑具备大量加工进口原油的天然条件，同时应建立稳定、安全、可靠的原油供给线。,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,75,3.9实施采用新技术支撑，提升炼厂整体技术水平的策略21世纪炼厂建设要以各种成熟、先进、可靠的技术为主要手段，努力实现这些技术的集成化，以提高炼厂的整体综合水平。这些技术包括：各种先进的加工工艺、设备及催化剂；信息和控制技术；先进的油品储运工程；先进的公用工程和辅助系统技术；,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,76,（1）各种先进的加工工艺、设备及催化剂21世纪炼厂建设主要工艺(包括控制和设备设计制造)以及催化剂等技术，首先考虑立足于国内市场，同时也考虑国际合作，以提高我国炼油主要技术水平。,77,21世纪千万吨/年级大型化炼油-石化一体化炼厂可能选用的主要工艺技术有:大型原油常压和减压蒸馏超短接触流化催化裂化高压及中压加氢裂化柴油深度脱硫、脱芳及提高十六烷值催化裂化汽油脱硫与降低烯烃含量航空煤油脱硫（醇）悬浮床、固定床渣油加氢裂化气体脱硫、酸性水汽提制氢与制氢原料的优化新型延迟焦化、溶剂脱沥青高硫石油焦或沥青的利用IGCC、CFB醚化-MTBE、TAME及轻汽油醚化润滑油加氢异构脱蜡或催化脱蜡超低压连续重整及芳烃生产,78,先进的工艺设备应用新型高效设备实现设备大型化4,400-5,000mm大型加氢反应器，单台重量10001500t；9,000-10,000mm减压分馏塔；8,500-9,300mm焦碳塔；14,000-15,000mm催化再生器；12.5-20.0万m3大容量贮油罐30,000-35,000kW大功率烟气轮机81-100MW大型加热炉采用新材料,79,（2）信息和控制技术工厂控制系统从控制介质，可分为：物流控制、信息控制、资金控制、行为控制等。从控制目标，可分为：过程控制、生产控制、产值控制、利润控制、维修控制、购销控制、财务控制、商务管理、决策控制、信息处理等。应用IT，实施优化原油采购与产品结构,80,（3）先进的油品储运工程；（略）（4）先进的公用工程和辅助系统技术；（略）,81,3.10实施采用先进设计手段实现工程建设PMC和EPC的策略IT支撑的炼厂工程设计20世纪末，IT的应用对工程设计产生了深刻影响，IT已经成为工程设计的支撑技术。IT的成功应用的应用方向是建立基于知识的辅助工程设计集成系统，实现工程设计的集成化、智能化、可视化。通过知识管理改进和提高设计部门的创新能力、响应能力、生产能力和技能素质。已经成为赢得市场和项目实施的重要条件。,3.国内外炼油技术的发展趋势及21世纪炼厂建设的技术策略,82,工程设计领域IT的发展趋势,83,PDSEnvironment,PDSEnvironment,PD_CLASH,PD_STRESS,PD_DRAW,PD_REVIEW,PD_REPORT,DesignReview,PFD,P全部汽油、柴油产品可符合世界燃油规范类标准，部分可达到类标准；环保可达到控制指标及总量控制要求；各项技术经济指标：工厂占地面积0.160.18公顷/万t原油生产操作及管理人员0.5人/万t原油开工负荷率90%轻油收率86.6%综合商品率94%水消耗0.482t/t原油综合加工能耗：2797MJ/t原油(66.8104kcal/t原油)工厂长周期生产，实现运转三年以上一大修。,111,6.千万t/a级炼厂的构想（续）,总投资（万元）1297145项目全部投资(所得税后)内部收益率为14.54%净现值为151350万元，均好于行业基准值。项目全部投资可在8.51年全部收回。ROACE20.11%。,112,6.千万t/a级炼厂的构想（续）,加工含酸原油炼厂的方案每年加工原油1200万吨。按3年一次大检修，每年运转8400小时。生产优质产品，汽、柴油全部达到世界燃油