炼油化工一体化的方案设计及优化

一２一
理一催化裂化方案，可以显著改善重质裂解原料的 性质，为适应市场变化调整全厂其它轻质油品的 产品结构以及蒸汽裂解ｃ：／ｃ，的产品分布创造了 条件，使全厂炼油部分重质油的加工、化工原料的 生产紧密结合。
２．３选择以液体为原料的气化工艺方案
延迟焦化和溶剂脱沥青工艺都是加工沙轻、 沙中原油（５０：５０）高硫劣质减压渣油的适用工 艺。高硫焦、高硫沥青、焦化蜡油和脱沥青油的再 利用是重油加工工艺选择的关键。 该炼油乙烯项目经过多方案比较后，重油加 工采用溶剂脱沥青加延迟焦化现有方案，所产的
４．５
ＭＰａ）。根据加氢装置不同的氢分压要求，全
厂氢气管网根据氢气来源和使用地点分为四个系 统：现有半再生重整一焦化汽柴油、催化裂化柴油 加氢氢气系统（纯度８６％～８８％，压力３．５ＭＰａ）， 连续重整装置副产含氢气体．喷气燃料加氢十柴
一３一
万方数据
油加氢＋硫磺回收系统（纯度约为９２％，压力
２．１
作者简介：霍宏伟（１９６６一），工学学士学位，长期从事炼油、化
工总工艺流程规划、审核及技术管理工作。现任中国石化工程 建设公一Ｊ副总工程帅。
万方数据
Ｌ２０１０生ｇ第４ｌ卷
鹭
减 压 蒸 馏
（Ｉ）
常 压 蒸 馏
（Ｉ）
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Ｃ。以下
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１６５、一２３２ １：
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方面实现了炼油．化工一体化。尤其是在国内首创建设ｒ部分氧化／汽电联产（ＰＯＸ／ＣＯＧＥＮ）公用 工程岛。不但减少了工程投资，而且为企业控制生产成本、降低投资风险创造了条件，是我国炼油 化工建设和生产经营的创新。
关键词：炼油Biblioteka Baidu工一体化项目
１前言 某公司炼油乙烯项目是国家“十一五”期间的
成。炼油部分的轻石脑油、重石脑油、芳烃抽余油、 加氢裂化尾油及炼油厂粗丙烯等用作乙烯裂解装 置的原料，可生产乙烯约８００ ｋｔ／ａ、丙烯约４３０
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第
石油艨制与记工
卷第８ Ｉ嘲
炼油．化工一体化的方案设计及优化
霍宏伟
（中国石化工程建设公司，北京１００１０１）
摘要
某公司炼油乙烯项目在优化工艺流程、总平面布置、公用工程、辅助设施、信息管理等
目前的１．４ Ｍｔ／ａ提高到１．９ Ｍｔ／ａ，延迟焦化设计能 力由目前的约４００ ｋｔ／ａ提高到６００
ｋｔ／ａ。
催化裂化、延迟焦化气体中含有大量烯烃和 大量的非烃化合物如Ｎ，、ＣＯ，等，该部分气体单独 进行压缩、吸收和稳定，回收干气、ＬＰＧ，得到稳定 汽油。而从聚丙烯装置来的排放气，其物料量不 大，压力较低，但丙烯含量高（约为８０％），因此送 往气体压缩机前，与催化裂化的气体一并处理。 催化裂化装置改造后，液化气产量增加到
ｋｔ／ａ，现有的２７０ ｋｔ／ａ气体分馏装置已不能满
足要求，为减少占地并方便操作，只考虑对脱丙烷 塔系统在原装置内进行扩能改造。分出的Ｃ：、Ｃ， 馏分大部分进入后续系统，使后续系统满负荷操 作。而不能处理的剩余Ｃ：、Ｃ，馏分送乙烯装置分 离单元进行分离，做到炼油与化工在气体回收方 面紧密联合。 ２．６含氢气体集中回收利用 廉价和充足的氢气资源是该炼油乙烯项目炼 油部分生产高品质燃料产品、优化化工原料的重 要基础，合理平衡并利用好氢气资源是总加工流 程优化，实现炼油一化工一体化的重点和难点。 ２．６．１氢气的分级利用 项目的氢源主要来自 连续重整装置副产含氢气体（纯度约为９２％，压 力２．１ ＭＰａ）、现有半再生重整装置副产含氢气体 （纯度８６％～８８％，压力３．５ ＭＰａ）、乙烯装置副 产甲烷氢（纯度约为９５％，压力３．０ ＭＰａ）和Ｉ ＰＯＸ、 ＰＳＡ装置生产的纯氢（纯度约为９９．９％，压力
阿拉伯原油作为加工对象，不但可以保证获得稳
定的原油资源，而且还具有一定的代表性。 在该项目的方案研究阶段，设计人员对已有常 压蒸馏装置的核算结果表明，可加工沙特特轻原油
（ＡＸＬ）４．０
与芳烃、乙烯等化工装置一体化的目标。
高硫减压渣油采用溶剂脱沥青工艺，有较高 氢碳比的脱沥青油用于进一步生产轻质燃料产 品；劣质脱油沥青通过ＰＯＸ／ＣＯＧＥＮ装置气化后 生产合成气用作制氢原料，并副产蒸汽、电力等， 成为整个一体化项目的公用工程岛，大大降低生 产成本和公共工程投资，提高经济效益【ｌ】。 新建化工部分采用大规模、短流程工艺路线， 由乙烯裂解装置以及下游聚乙烯、聚丙烯装置组
３．１总平面布置一体化 该炼油乙烯项目建在现有厂区西侧，即除部 分利用现有厂区预留空地外新征地向西发展，征 占少量土地，并将现有去库区和生活区的二级公 路改道，使炼油、乙烯部分紧密相连，交错布置，充 分体现一体化优势。与单独的１２．０ Ｍ讹炼油装 置或单独的８００ ｋｔ／ａ乙烯装置、７００ 减少了项目工程的占地。 ３．２建设公用工程岛 化工装置是公用工程消耗的大户，在保留规 模经济效益的同时，又能满足炼油化工的需要，在 建设ＰＯＸ／ＣＯＧＥＮ公用工程岛的同时还在给水、 排水、供电、供热、供风、道路、码头等方面都做了 统一规划、统一设置，实现了公用工程一体化。 ３．３辅助设施一体化 在依托原厂中心化验室的基础上，集中规划 新建了一座中心化验室，各装置不建就地分析室。 扩建工程的环境保护监测、相应的监测系统及管 理全部依托现有的监测站，补充及更换部分仪器。 ３．４集中控制与管理 该炼油乙烯项目全厂控制系统以两个中央控 制室（ＣＣＲＩ、ＣＣＲ２）的ＤＣＳ／ＦＣＳ控制系统为核 心，通过已有和新增光纤连接其它一些单元控制 系统（包括公用工程单元的ＰＫＳ控制系统、油港 中控ＤＣＳ系统及中转原油库储运控制系统等）， 建成全厂操作控制层工业控制主干网络，以实现 信息共享，并为全厂的信息管理提供良好的基础。 全厂信息管理系统示意见图２。 这套集成的自动控制及信息管理系统用于该 炼油乙烯项目的生产装置、油品储运、公用工程及 辅助设施，工厂可实现炼油、化工、储运和公用工 程的集中控制、集中管理与统一维护。信息系统 也实现了全厂的一致和集成，使生产操作自动化 及工厂管理信息化进一步实现数字化、网络化，达 到国内石化行业的领先水平。 ４炼油化工一体化的优势 ４．１增强企业竞争力 炼油、化工、化纤一体化可显著降低企业的生 产成本，增强企业的竞争力：①化工原料（石脑油、 加氢尾油、轻烃）由炼油部分直供，不考虑外销、长 距离运输，使化工原料的运输、仓储、装运费用降 到最低。②该项目地处东南沿海，周边没有大型 炼化企业可依托，若乙烯裂解、ＰＸ项目单独建设， 则原料全部考虑外购。该项目每年消耗的乙烯裂 解原料近２．３ Ｍｔ、ＰＸ原料近１．４ Ｍｔ，若全部考虑
ＤＡＯ
化装置的原料或乙烯装置原料。如何优化配置催
化裂化装置和加氧裂化装置的原料，使一体化项 目能够根据多变的市场需求，灵活多产优质汽油、 柴油，并为乙烯装置提供多种进料选择的灵活性， 是十分重要的。 新建炼油乙烯项目加工沙特特轻原油（ＡｘＬ）、 沙轻／ｆ＆中原油（ＡＬ／ＡＭ）混合油各４．０ Ｍｔ，以此为基 准方案提供的减压蜡油性质见表１。由表１可见， 六种蜡油的硫含量、氮含量都较高，其中ＨＶＧ０１， ＨＶＧ０２，ＨＣＧＯ，ＤＡＯ四种蜡油的残炭值较高， ＤＡＯ蜡油的重金属（Ｎｉ＋Ｖ）含量为１８．００ ｐ∥ｇ，均 不宜直接作为催化裂化原料。为此，本着合理配 置催化裂化与加氢裂化装置原料为目标对全厂中 间馏分油加工方案进行优化。 优化后蜡油加工方案选择加氢裂化功口氢处
括：７００ ｋｔ／ａ芳烃装置、８００ ｋｔ／ａ乙烯装置、８００
聚乙烯装置、４００ ｋｔ／ａ聚丙烯装置以及部分氧化／汽 电联产（ＰＯＸ／ＣｏＧＥＮ）装置。同时配套建设相应的 公用工程系统设施和相关的厂外系统工程（供水、 排水、供电、码头、化工铁路），成为炼油、化工、油品 储运、公用工程高度集成的大型炼油．化工一体化企 业。该项目于２００９年１１月全部投产。该炼油乙 烯项目的成功建设和顺利投产是我国东南沿海炼 油、化工布局调整的重要举措。本文对该炼油乙烯 项目炼油一化工一体化的经验进行总结，为我国大型 炼油一化工项目的规划和建设提供参考和借鉴。 ２优化总加工流程 该公司炼油乙烯项目的炼油部分采用常减 压＿力口氢处理．力Ⅱ氢裂化一催化裂化一溶剂脱沥青的 加工路线。在向乙烯、芳烃提供优质化工原料的 同时生产清洁化汽油、煤油、柴油产品，实现炼油
垩室堡：箜垫：堡三二堡垡箜查室堡盐垦垡垡／刍蓬；２０ｚｏ，ＶｏＬ ４１，Ｎｏ．ｓＪ
表２侧线抽出石脑油方案与塔底抽出 石脑油方案的对比
少量高硫焦外卖高硫沥青作为ＰＯＸ／ＣＯＧＥＮ的原 料。ＰＯＸ／ＣＯＧＥＮ不仅解决了高硫沥青的出路问 题，而且还提供了项目所需的氢气、高压蒸汽、电、 氮气、空气、氧气等，与一般重油加工只生产沥青、 燃料油或焦炭相比，虽然投资增加，但增量投资的 内部收益率增加２１％～２４％，经济效益和环保效 益十分显著。 该炼油乙烯项目率先在国内规划、实施、建设 了ＰＯＸ／ＣＯＧＥＮ公用工程岛，为同行业建设先进 的公用工程岛提供了经验。 ２．４全厂饱和烃集中处理，石脑油分馏塔侧线出石 脑油 常减压蒸馏、加氢处理、加氢精制等工艺装置在 生产过程中会产生一些轻烃气体，这些轻烃气体大 部分为Ｃ，～Ｃ４组分，并含有Ｈ：Ｓ及其它杂质。在 一些炼油厂中，由于这部分气体产生地点分散，数 量较少，一般都在各自装置内直接处理，或者外排
３６０
入燃料气系统，造成全厂的燃料气系统Ｈ：Ｓ、Ｃ如
含量较高以及高品质轻烃资源的损失。为了合理 利用资源，回收气体中的高价值组分，该项目集中 设置轻烃回收装置，回收常减压蒸馏Ｉ（现有）、常 减压蒸馏１１（新建）和加氧处理、加氧精制等装置塔 顶气体中的Ｃ，及Ｃ，以上组分以及粗石脑油。分 离生产出液化气、轻石脑油、侧线重石脑油和重石 脑油等产品，分别提供给乙烯、重整装置作为原料。 一般的轻烃回收装置，稳定后的石脑油自压至 石脑油分馏塔进行分馏，塔顶分出的馏分作为轻石 脑油产品；塔底重石脑油送至罐区或直接作为下游 装置的进料。这种流程受上游分馏效果的限制不 可能做到对重石脑油中Ｃ。和Ｃ９＋以上组分含量的 控制，会造成Ｃ。资源的损失和Ｃ。＋以上非理想组分 的增加，浪费和占用了芳烃装置的生产能力，减少 主要产品对二甲苯的产量，增加副产品重芳烃的产 量。为此，将上游装置粗石脑油的干点提高，在轻 烃回收装置的石脑油分馏塔中，轻石脑油馏分从塔 顶馏出，去乙烯裂解装置，一部分重石脑油由塔中 部侧线抽出，去重整装置：塔底重石脑油出装置。 以沙特轻（５０％）和沙特中（５０％）的混合油为原 料，对轻烃回收装置中的石脑油分馏塔是否增没中 部侧线抽出芳烃原料的方案进行对比，结果见表２。 对表２数据进行估算，采用侧线抽出石脑油 方案，按年产７００ ｋｔ芳烃考虑，在处理量维持不变 的情况下，可增产对二甲苯近３５ ｋｔ／ａ，同时减少重 芳烃产量约２０ ｋｔ／ａ，经济效益显著。 ２．５炼油和化工部分的气体回收联合 炼油乙烯项目实施后，催化裂化装置规模由
糕一
一常压蒸馏㈤而一耥
作加 至延
沙轻／沙中
堡垒坚塑§：Ｑ丛丛
（混合比例＝１：１）
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图１一次加工装置流程示意 表ｌ减压蜡油性质
项
目 ＬｖＧＯｌ ＬＶＧ０２ ＨＶＧＯｌ
ＨｖＧ０２ ＨＣＧ０
４．１
Ｍ以Ｉ馏 Ｊ（１１）
４．０Ｍｔ／ａ （新建）
Ｕ翼
同时，充分考虑了原油性质变化对乙烯、芳烃生产 的影响，并兼顾了汽油、煤油、柴油、芳烃、乙烯的 生产，为企业炼油．化工一体化的原料优化调整奠 定了基础。 ２．２优化蜡油加工方案 直馏减压蜡油（ＬＶＧＯ、ＨＶＧＯ）以及二次加工 装置所产的焦化蜡油（ＨｃＧｏ）、溶剂脱沥青的脱 沥青油（ＤＡＯ）一般作为催化裂化装置的进料，生 产汽油和轻烃；或是作为加氢裂化装置的进料生 产清洁柴油和石脑油，加氧裂化尾油作为催化裂
万方数据
●■■■■＿＿＿＿＿ｏ●●■■●■●■■■＿＿■＿＿■■■■■●■●■■■■－＿＿＿＿－・ｏ＿＿＿＿－＿●－－－－－＿－－－＿＿＿＿＿＿＿＿＿－－■●■●ｏ＿’＿－－＿＿＿＿＿ｏ＿●－●－＿＿－－－－＿＿＿－‘－＿●－－●＿＿’－＿＿＿＿－－－■■●■■■■■■■■■■■■■●■■■■■■■●●■■●●■●●■■＿一Ｊ■■■●●■■瓤
ｋｔ／ａ，
重点工程。项ｇｌ实施后，原油加工规模由原来的
４．０
Ｍ蚀扩建到１２．０ Ｍ忱，建设相应的生产装置包
ｋｔ／ａ
供聚烯烃装置生产高性能、高附加值的专用料和低 成本高质量的通用料以替代进口。Ｃ。去丁二烯抽 提、ＭＴＢＥ及１．丁烯装置，粗裂解汽油经乙烯装置 内的加氢单元处理Ｃ。～Ｃ。去芳烃联合装置回收 苯、二甲苯。副产品甲烷氢除裂解装置自用外送 全厂燃料气管网；９５％（体积分数）的裂解氢气去 ＰＳＡ装置与部分重整氢气、加氧低分气一起提纯； 裂解燃料油及ｃ矿产品作为燃料。 ２．１原油选择及加工 据世界探明的剩余可采原油储量中，中东国 家原油储量约占全世界原油储量的６６．４％，其中 沙特阿拉伯原油储量约占世界储量的１／４，居世界 第一［２】。其原油大部分用干出口，因此，选择沙特
Ｍ蚀。为此，该项目新建８．０ Ｍｔ／ａ常减压蒸
馏装置加工沙特轻质原油和沙特中质原油的混合原 油，混合比例为ｌ：１，一次加工装置流程示意见图１。 从图ｌ可见，该项目充分利用了已有生产装置的 配置情况，保留了现有直馏石脑油的生产路线，为 全厂加工原油做到分输、分储、分炼提供了条件。
收稿日期：２００９—１２．３０．修改稿收到日期：２０１０．０４．１３。