石脑油催化裂解制烯烃技术经济分析

石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY2005年第34卷增刊石脑油催化裂解制烯烃技术经济分析刘学龙,鲁建春,周春艳,单崇杰,张凤秋(中国石油吉林石化公司研究院,吉林吉林132021)[摘要〕通过对用石脑油生产烯烃的催化裂解和蒸汽裂解两种工艺路线的对比,催化裂解更具有优势。无论是从其产品分布,还是从装置经济效益等各项指标上,石脑油催化裂解制烯烃的技术都较蒸汽热裂解制烯烃技术具有先进性,该领域的研究开发具有相当的重要意义。关键词]石脑油;催化裂解;蒸汽裂解;乙烯;能耗;经济效益[中图分类号]TQ203.8[文献标识码]A烃类蒸汽热裂解制乙烯技术尽管经过几十年的是单纯的进行加热,只有在炉管出口的瞬间(物料发展,使之不断完善,但管式炉裂解通常采用较高的离开催化剂床层)进行裂解反应,并生成相应的裂反应温度(800~900℃),乙烯装置乃是乙烯工业的解产物。(2)石脑油的定压热容C,不变。(3)热裂第一大耗能装置,其能耗在石化工业中占40%,高解、催化裂解的石脑油原料性质不变。能耗裂解炉节能工艺的技术开发是提高石化工业竞在上述假定条件成立的基础上,催化裂解物料争能力的一个重要课题。进口40℃、出口温度650℃,蒸汽裂解物料进口催化裂解与蒸汽热裂解制烯烃相比可大幅度降40℃、出口温度836℃,1kg石脑油从初温加热到低乙烯装置能耗。与蒸汽热裂解相比,催化裂解的终温所需热量:特点是丙烯收率高,弥补了蒸汽热裂解制烯烃以乙Qn=C(836-40)烯产品为主的不足。因此,催化裂解制烯烃技术具Qc=C(650-40)有相当大的竞争力催化裂解与蒸汽裂解制乙烯工艺技术相比,可节能Q=(Q4-Qc)/Q×100%=23.37%1经济技术对比评价由文献23可知,采用催化裂解制乙烯工艺技石脑油催化裂解制烯烃与蒸汽热裂解制烯烃从术较蒸汽热裂解制乙烯技术可节能21%-30%。技术上相比,其显著优势就是裂解温度较低。乙烯计算结果与文献报道的基本一致,说明假设条件是装置的耗能又以燃料消耗为主,以300kt/a乙烯装成立的。置为例,其燃料耗能为285.5MwW(冬夏均值,设计1.2催化裂解与蒸汽裂解的乙烯产品分布值),装置综合能耗为285MW(冬夏均值,设计值),从石脑油催化裂解制烯烃研究评价数据中选出装置设计裂解炉为6台,催化剂再生炉1台(间歇操1个具有代表性的催化剂及其评价数据进行分析作),扣出催化剂再生炉在催化剂再生时所消耗的对其0-50h的主要评价数据取平均值作为主要产极少部分燃料,乙烯装置燃料消耗基本以裂解炉燃品收率,其它没有检测出的则根据国内乙烯装置产料消耗为主。因此,降低乙烯裂解炉反应温度及燃品分布规律采用外推方法得到,而某300kt/a乙烯料消耗,在乙烯生产装置中显得非常重要装置的数据则为其全年生产数据平均值,具体的产2003年某300k/a乙烯装置及全国乙烯装置品分布见表2生产平均数据对比见表11从表2可看出,采用催化裂解技术得到的产品表12003年乙烯装置主要技术指标中,丙烯收率明显高于乙烯,甲烷收率明显降低,碳主要技术指标某300ka乙烯装置全国乙烯装置平均水平四馏分中丁烯的质量分数约为84%,而蒸汽裂解生单位耗能/GJ产的碳四馏分中丁烯的分数约为50%,蒸汽裂解加乙烯收率,%氢加工损失率,%0.2160.699中国煤化工为8第左右,催化裂1.1催化裂解与蒸汽裂解能耗计算对比CNMH数则为82%-85%,高催化裂解与蒸汽热裂解能耗计算对比的假设条作者简介]刘学龙(1965-),男,吉林省农安县人,大学,高级工程件:(1)石脑油在裂解炉管反应器中未进行反应,只师,电话0432-3978796,电邮jlux@petrochina.com.cm增刊刘学龙等.石脑油催化裂解制烯烃技术经济分析于蒸汽裂解加氢汽油中芳烃潜含量技术指标,说明效益20154.88万元/a在同等加工规模下,采用催化裂解技术所得产品的由于两种不同工艺路线在生产乙烯过程中,生附加值要高于采用蒸汽裂解技术。产的副产品中芳烃(BTX)有较大的差异,BTX现价表2催化裂解与蒸热裂解生产乙烯的产品收率为5500元/t,由于多产BTX催化裂解可增加效益名称9426.88万元/a催化裂解装置某300kt/a乙烯装置装置效益按几种不同的情况评价如下:氢气(1)在不考虑多产丁烯增效的情况下,采用催甲烷5乙烯化裂解制乙烯工艺技术与蒸汽裂解制乙烯工艺技术30.03相比,在同等加工规模情况下,可增加效益乙炔0.370.3729581.76万元/a。碳四馏分l1.04(2)如果乙烯装置能耗按2003年全国乙烯装置平均能耗30.74GJ/t计算,催化裂解制乙烯技术加氢汽油(C6~C8)16.13轻质燃料油与蒸汽热裂解技术相比,可增加效益34485.53万C,馏分急冷油7.427.48(3)如果乙烯装置的乙烯收率、能耗、加工损失率均按2003年全国乙烯装置的平均值计算,催化裂合计100.00100.00解制乙烯技术与蒸汽热裂解技术相比,可增加效益1.3两种工艺路线经济效益对比评价37488.52万元/a在同等加工规模和不考虑装置投资等情况下4)从表3可看出,乙烯产品与丙烯产品的单对催化裂解与蒸汽裂解两种生产烯烃的工艺路线进价相差1500元/t,而在正常市场情况下,两产品的行经济效益对比评价分析,结果见表3(单位能耗由差价应为300~500元/t左右,如果乙烯价格按乙烯计换算为以原料计)。5500元/t,丙烯价格不变进行计算,催化裂解制乙表3催化裂解与蒸汽裂解乙烯装置物料单价及烯技术与蒸汽热裂解技术相比,可增加效益物料平衡(以2004年价格为标准)4203843万元/a。原料及产品名称催化裂解某300ka蒸汽裂解2结论900873.8900873.8通过以某300k/a乙烯装置的能耗、产品分布、产品/t·a-1加工损失率为背景与催化裂解生产乙烯技术相比分8376,072702.622162.10析,蒸汽裂解乙烯装置能耗占乙烯原料成本的甲607.6548016.5712546.6815.97%。而催化裂解制乙烯装置的能耗则占乙烯原乙烯6615.14191796.03300000.00料成本的8.02%。采用催化裂解技术后乙烯装置5099.85270532.40138094.952135.393333.23能耗较蒸汽裂解技术下降了近50%。碳四馏分858.8599456.4785375.81石脑油催化裂解制烯烃技术是国际上乙烯生产碳五馏分2200.007206,992684.60技术发展的新趋势,该技术与蒸汽热裂解制乙烯技加氢汽油(6-cn)2857.44145310.%4124939.73术相比,具有明显的优势,是烯烃工业的高新技术轻质燃料油2200.0032071.1120479.30因此,应该重视催化裂解制烯烃技术的开发研究C9馏分2399.0031350.4129557.67工作急冷油损失2702.222252.181945.89参考文献合计900873.80900873.80能耗/GJ·t8.20年会调研报告.见第十三次中国煤化工编辑部,201-1效益/万元97743.0477588.16CNMHG: 114-121由表3可见,在不考虑其它因素的情况下,采用3程义贵,茅文星,贺英侃石油化工,2001,30(4):311-314催化裂解技术较采用蒸汽裂解技术生产乙烯可增创(编辑李治泉)