炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目可行性研究报告.docx

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炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目可行性研究报告

中国石化齐鲁分公司

炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目

可行性研究报告

附图：

1工艺流程图

（一）

2工艺流程图

（二）

3新区系统管线、北区系统管线工艺管道流程图

4低温水系统流程图

5第四循环水场扩建工艺管道流程图

6总平面布置图

7区域位置图

8设备平面布置图

9第四循环水场扩建设备、构筑物平面布置图

1总论

本可行性研究报告根据中国石油化工集团公司暨股份公司《石油化工项目可行性研究报告编制规定》（2005年版）的要求进行编制。

1.1可行性研究的主要结论和建议

1.1.1项目建设的依据和必要性

1.1.1.1设计依据

（1）齐鲁分公司计划部可研委托，齐分计函[2012]9号。

（2）《齐鲁分公司轻烃资源优化利用汇报》2012年4月19日

（3）《轻烃回收和焦化干气回收C2项目对接会会议纪要》2012年10月10日

1.1.1.2设计原则

（1）选用国内外先进可靠的工艺技术，提高装置技术水平。

（2）设计尽量采用成熟可靠的国产设备，力求节省工程投资。

（3）公用工程尽量依托老厂现有设施以节省投资，装置建设充分利用厂内现有位置进行合理布置。

1.1.1.3项目建设的必要性

为深入开展炼厂轻烃资源（C2～C5）综合利用工作，中石化股份公司炼油事业部提出从以下五个方面对炼厂轻烃资源进行综合利用：

（1）碳三、碳四饱和液化气资源分储，作乙烯裂解料。

结合液化气储运设施现状，进行企业常减压轻烃、重整液化气及丙烷等碳三、碳四饱和液化气分储设施配套改造方案，送本企业或就近作乙烯裂解料，以实现轻烃资源的区域优化利用，并提高乙烯收率。

（2）新建干气提浓乙烯装置或干气制乙苯装置，回收干气中乙烯组分。

原则上以催化裂化、焦化干气中乙烯组分数量确定装置规模。

（3）气分装置扩能改造，回收焦化液化气中丙烯组分。

原则上焦化液化气要全部引入气分装置回收丙烯，同时一并考虑催化液化气的处理问题。

（4）新建及改扩建MTBE装置，回收液化气中异丁烯资源。

原则上异丁烯资源要全部利用。

（5）汽油出口基地考虑新建或恢复烷基化装置。

中国石化齐鲁分公司作为炼油、化工一体化企业，炼油轻烃资源已在一定程度上得到利用。

齐鲁分公司炼油厂拥有两套气体分馏装置，设计能力共36万吨/年，2011年实际加工量为33.4万吨，负荷92.8%。

拥有一套设计能力为10.8万吨/年的催化干气制乙烯装置，2011年10月开工，2012年实际加工量为8万吨。

拥有一套设计能力为6万吨/年的烷基化装置，2011年没有开工。

胜炼化工厂拥有一套设计能力为10万吨/年的气分装置，主要处理炼油厂二套焦化装置液化气，2012年实际加工量为8.4万吨。

虽然炼油轻烃资源已在一定程度上得到利用，但仍有轻烃资源未得到很好的回收利用，主要表现在以下三个方面：

（1）两套焦化装置的干气中碳二组分未得到回收，而目前齐鲁分公司乙烯裂解原料尚不能自给，需要外购，每年公司需花费大量费用，如果能将焦化干气中的碳二回收作为乙烯裂解原料，将节省大量裂解原料和运费，创造可观的经济效益。

（2）部分装置的临氢干气存在“干气不干”的情况；

目前，重油加氢、1#加氢裂化、2#加氢裂化、连续重整预处理、连续重整、石脑油加氢、临氢降凝、三柴油加氢、航煤加氢等9套装置均存在“干气不干”的情况，9套装置干气合计组成、流量见下表：

表1-1

组成

氢气

甲烷

C2

C3～C4

C5

合计

单位万吨

0.668

1.453

1.628

5.658

0.475

9.883

（3）部分装置的汽油存在未经稳定处理而储、运的情况，造成汽油中轻烃大量跑损；具体情况见下表：

表1-2

序号

装置名称及产品名称

流量kg/h

1

石脑油加氢D103汽油

2000

2

二柴油加氢D107石脑油

1627

3

临氢降凝D205汽油

2626

4

连续重整预处理拔头油

17075

5

连续重整C202进料

4558

合计

针对上述情况有必要增加一套轻烃回收装置，回收焦化干气、临氢装置干气及未稳定汽油及中的C2～C5组分，经过轻烃回收装置处理后可得到碳二提浓气、富氢干气、轻烃、异构碳五及石脑油。

其中碳二提浓气作为半成品送至齐鲁石化烯烃厂裂解车间进入后续工序处理，富氢干气进入加氢裂化PSA分离氢气，尾气再返回装置回收碳二，轻烃、石脑油去乙烯做裂解原料，异构碳五是优良的汽油调合组分，送至汽油罐区调和汽油，达到总体上提高汽油等级的目的。

在炼厂新上轻烃资源综合利用技术改造项目，其中碳二回收采用浅冷油吸收工艺；碳三以上轻烃回收采用常温吸收工艺，用未稳定汽油作为吸收剂，即回收了干气中的“不干”组分，又回收了汽油中的“不稳定”组分；装置产品具有很高的附加值，可以实现炼厂轻烃资源的综合利用，经济效益可观。

炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目拟建于北区原减粘装置内，该区域总图布置合理、运输便利，而且装置公用工程可就近依托胜利炼油厂相应设施；该项目的建设、投产，取得好的经济效益是完全可能的。

该项目的建成投产将提高齐鲁分公司的经济效益，为齐鲁分公司的进一步发展做出贡献。

1.1.2推荐方案

1.1.2.1方案内容

干气回收碳二采用由中国石油化工股份有限公司北京化工研究院和齐鲁分公司共同开发的浅冷油吸收工艺，包括压缩、吸收、解吸等工序，该技术成熟、可靠。

碳三以上轻烃回收采用常温吸收工艺，采用的吸收剂为未稳定汽油，包括压缩、吸收、解吸、稳定、分离等工序，尽可能地回收炼厂干气中的轻烃。

碳二回收部分所需汽油吸收剂、碳四吸收剂由本装置提供，回收碳二部分产生的富汽油吸收剂及多余碳四由本装置处理。

该装置布置在炼厂原减粘装置空地内；新建装置的机柜室和变配电室。

1.1.2.2主要技术经济指标

技术经济分析表1-3

序号

项目名称

规格

单位

数量

备注

１

生产规模

万吨/年

51.172

原料

２

年操作时间

小时

8400

３

总定员

不新增定员

4

单位综合能耗

MJ/t（原料）

2944.89

5

报批投资

万元

28581

5.1

建设投资

万元

27289

5.2

建设期借款利息

万元

698

5.3

铺底流动资金

万元

594

6

年销售收入

万元

242290

近5年原料、产品平均价格经济评价

7

年均总成本费用

万元

204156

8

年均利润总额

万元

8378

9

所得税后财务内部收益率

%

27.90

10

所得税后财务净现值

万元

22926

11

静态投资回收期

年

4.43

1.1.3结论与建议

通过整合齐鲁分公司内部资源，实现炼油、化工一体化运作，利用现有资源，本着少投入、多产出、见效快的原则，新上炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目，产品碳二提浓气、轻烃、石脑油可作为乙烯原料；异构碳五作为汽油调合组分，达到提高汽油等级的目的；副产品富氢干气去PSA回收氢气，甲烷氢作制氢原料；这样炼厂轻烃资源得到综合利用，对于提高齐鲁公司的整体经济效益有着非常重要的意义。

因此该项目的建设是可行的、完全必要的。

1.2项目范围、依托条件、实施计划及人力资源

1.2.1项目范围

设计范围包括与改造相关的工艺、工艺安装、土建、设备、电气、自控、给排水、储运和总图专业的设计。

1.2.2依托条件

本项目所需的机、电、仪维修依托原有机构和设施，所需的水、电、汽、风等公用工程设施由减粘装置东侧管廊接入。

1.2.3实施计划

（1）2013年1月完成可研并上报；

（2）2013年3月可研批复；

（3）2013年6月底完成基础设计；

（4）2013年8月底完成重要设备订货及施工图。

（5）2014年5月底建成投用。

1.2.4人力资源

本项目定员30人，不新增定员，所需人员由公司内部调剂解决。

2市场分析及预测

2.1产品、副产品供需分析

装置产品碳二提浓气、轻烃、石脑油可作为乙烯原料；异构碳五作为汽油调合组分；副产品富氢干气去PSA回收氢气，甲烷氢作制氢原料；装置的产品、副产品均有长期稳定出路，可以保证装置长周期、满负荷生产。

本项目产品、副产品组成见表2-1。

产品、副产品组成表2-1

产品

副产品

碳二提浓气

轻烃

异构戊烷

石脑油

富氢干气

甲烷氢

流量[kmole/h]

311.15

107.84

101.80

193.25

1098.6

811.47

流量[kg/h]

9969

6000

7300

17545

7887

12218

组成（wt%）

H2

0.00

0.00

0.00

0.00

21.04

2.60

N2

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.69

O2

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.19

CO

0.00

0.00

0.00

0.00

0.27

2.27

CO2

0.26

0.00

0.00

0.00

0.43

0.35

H2S

0.01

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

甲烷

3.29

0.01

0.00

0.00

39.46

78.39

乙烯

4.90

0.01

0.00

0.00

1.14

1.96

乙烷

62.74

0.42

0.00

0.00

18.13

3.38

丙烯

3.98

0.17

0.00

0.00

0.24

0.25

丙烷

23.06

12.97

0.00

0.00

6.77

2.23

异丁烷

1.58

26.91

0.08

0.00

2.35

0.19

正丁烷

0.13

56.16

2.11

0.00

1.22

0.00

1-丁烯

0.05

1.50

0.02

0.00

0.08

0.00

反-2-丁烯

0.00

0.39

0.02

0.00

0.00

0.00

顺-2-丁烷

0.00

0.20

0.02

0.00

0.00

0.00

异戊烷

0.00

0.95

76.16

0.41

0.20

0.10

正戊烷

0.00

0.29

19.13

16.86

5.74

3.60

1-戊烯

0.00

0.03

2.48

0.06

0.00

0.00

C6

0.00

0.00

0.00

43.52

2.65

2.86

C7

0.00

0.00

0.00

39.15

0.28

0.93

合计

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

2.2原料供求

2.2.1原料

本项目碳二回收的原料气为焦化干气及装置碳三以上轻烃回收产生的稳定塔顶不凝气和富氢干气经加氢裂化PSA回收氢气后的解析气，组成、流量见表2-2。

本项目碳三以上轻烃回收的原料气为炼厂干气，包括重油加氢、1#加氢裂化SSOT、2#加氢裂化、连续重整预处理、连续重整、石脑油加氢、三柴油加氢、航煤加氢、柴油改质装置及连续重整C-601脱后干气的气体，吸收剂为未稳定汽油，组成、流量见表2-2。

　　　表2-2

碳三以上轻烃回收原料

碳二回收原料

混合干气

C-601干气

未稳定汽油

焦化干气

PSA解析气

稳定塔不凝气

流量[kmole/h]

715.54

446.48

353.69

760.31

355.13

70.39

流量[kg/h]

8956

2809

27886

14881

6388

3129

组成（wt%）

H2

10.12

26.81

0.00

1.02

2.59

0.15

N2

0.00

0.00

0.00

0.57

0.02

0.00

O2

0.00

0.00

0.00

0.16

0.02

0.00

CO

0.16

0.04

0.00

1.78

0.31

0.01

CO2

0.32

0.00

0.00

0.25

0.52

0.06

H2S

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

甲烷

23.19

22.72

0.00

48.34

48.65

2.01

乙烯

0.61

0.00

0.01

4.50

1.40

0.26

乙烷

14.20

12.73

0.02

34.07

22.34

8.45

丙烯

0.24

0.13

0.00

2.77

0.26

0.69

丙烷

22.66

15.02

1.09

4.08

8.31

40.63

异丁烷

8.59

9.35

2.45

0.68

2.94

20.41

正丁烷

14.49

6.11

6.92

0.98

1.45

26.00

1-丁烯

0.09

0.18

0.01

0.54

0.09

0.95

反-2-丁烯

0.04

0.09

0.00

0.11

0.00

0.18

顺-2-丁烷

0.05

0.09

0.00

0.06

0.00

0.08

异戊烷

3.11

3.56

19.06

0.07

0.24

0.10

正戊烷

1.73

1.38

16.75

0.00

7.10

0.03

1-戊烯

0.00

0.00

0.69

0.00

0.04

0.00

环戊烷

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

C6

0.41

1.78

28.33

0.00

3.31

0.00

C7

0.00

0.00

24.66

0.00

0.39

0.00

合计

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

100.00

2.2.2胜利炼油厂瓦斯平衡及增上炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目后的数据核算

2.2.2.11300万吨/年加工方案瓦斯平衡情况

胜利炼油厂2014年消耗瓦斯（包括燃料和制氢原料）50.66万吨，其中自用燃料气28.45万吨，瓦斯制氢料12.20万吨，外购天然气10.01万吨（其中3.01万吨做燃料，7万吨做制氢原料），见表-2.3。

2.2.2.21300万吨/年加工方案的瓦斯平衡校正

新建炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目后，同时需要考虑脱蜡装置开工，需要对2014年瓦斯平衡进行校正：

（1）取《齐鲁加工高硫高酸原油适应性改造基础工程设计》全厂总物料及燃料平衡数据（汇总后见表-2.4）。

（2）对表-2.4数据进行校正，增加脱蜡装置、炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目装置瓦斯产耗数据；

（4）2#、3#常减压装置干气去3#焦化吸收稳定系统流程，4#常减压装置干气去2#焦化吸收稳定系统，物料中C3以上组分按回收考虑作为瓦斯消耗统计；

（5）260万吨/年蜡油加氢装置干气去260万吨催化装置吸收稳定系统，物料中C3以上组分按回收考虑作为瓦斯消耗统计。

（6）炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目富氢干气进PSA回收氢气，按照PSA设计氢气回收率93%估算回收的氢气量。

（7）脱蜡干气进催化吸收稳定系统，物料中C3以上组分按回收考虑作为瓦斯消耗统计。

（8）全年需外购天然气25.77万吨。

综上所述，炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目投用后，齐鲁炼厂瓦斯欠量较大，需要提高外购天然气量，所以需要新建天然气末站至炼油厂南区管线。

考虑燃料气中重组分回收后，单位体积热值降低的情况，需要对加热炉系统进行适应性改造，主要是加热炉火嘴改造。

表2-31300万吨/年加工方案的瓦斯平衡表

名称

生产瓦斯吨/年

消耗瓦斯吨/年

制氢原料吨/年

备注

8.0Mt/a常减压装置

23100

41400

2.5Mt/a常减压装置

10200

13900

4.0Mt/a常减压装置

21200

25600

1.5Mt/aVRDS装置

22500

4800

2.6Mt/a催化裂化装置

0

0

去干气提浓

0.8Mt/a催化裂化装置

0

0

去干气提浓

1.4Mt/a延迟焦化装置2#

56100

23000

做制氢原料

1.7Mt/a延迟焦化装置3#

65900

30500

做制氢原料

一加氢装置

15900

2900

催化干气回收乙烯尾气

55600

0.56Mt/aSSOT装置

1900

4000

1.4Mt/a加氢裂化装置

11000

15300

3.4Mt/a柴油加氢装置

14300

17600

柴油改质

35200

12100

S-ZORB

13800

4500

0.8Mt/a连续重整装置

40700

50600

0.6Mt/a航煤加氢

1100

2000

2.6Mt/a蜡油加氢

18000

21000

第一制氢装置

14500

192000

第二制氢装置

16700

硫磺尾气回收装置

14200

外购天然气

100100

合计

506600

314600

192000

数据说明：

（1）取自《齐鲁加工高硫高酸原油适应性改造基础工程设计》全厂总物料及燃料平衡数据；

（2）无外送商品瓦斯，生产瓦斯全部自用做燃料和制氢原料；

（3）两套制氢原料共19.20万吨，其中12.20万吨为焦化干气，其中7万吨为天然气。

（4）外购天然气10.01万吨（其中3.01万吨做燃料，7万吨做制氢原料）。

表2-41300万吨/年加工方案的瓦斯平衡表（校正后）

序号

名称

生产瓦斯吨/年

消耗瓦斯吨/年

制氢原料吨/年

1

8.0Mt/a常减压装置

23100

41400

2

2.5Mt/a常减压装置

10200

13900

3

4.0Mt/a常减压装置

21200

25600

4

1.5Mt/aVRDS装置

22500

4800

5

2.6Mt/a催化裂化装置

0

0

6

0.8Mt/a催化裂化装置

0

0

7

1.4Mt/a延迟焦化装置2#

56100

23000

8

1.7Mt/a延迟焦化装置3#

65900

30500

9

一加氢装置

15900

2900

10

催化干气回收乙烯尾气

55600

11

0.56Mt/aSSOT装置

1900

4000

12

1.4Mt/a加氢裂化装置

11000

15300

13

3.4Mt/a柴油加氢装置

14300

17600

14

柴油改质

35200

12100

15

S-ZORB

13800

4500

16

0.8Mt/a连续重整装置

40700

50600

17

0.6Mt/a航煤加氢

1100

2000

18

2.6Mt/a蜡油加氢

18000

21000

19

第一制氢装置

14500

192000

20

第二制氢装置

16700

21

硫磺尾气回收装置

14200

22

外购天然气

100100

23

0.2Mt/a脱蜡装置

10735

979

24

炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目

97366

25

三套常减压干气去焦化吸收稳定回收液化气组分

44256

26

新建蜡油加氢干气去新催化吸收稳定回收液化气组分

5610

27

PSA从富氢气体中回收的氢气

11187

28

脱蜡干气进二催化吸收稳定回收液化气组分

8926

29

外购天然气

157588

30

合计

674923

482923

192000

数据说明：

（1）表中第1～22项取自《齐鲁加工高硫高酸原油适应性改造基础工程设计》（以下简称《基础设计》）全厂总物料及燃料平衡数据，第23～29项为校正后增加修改的数据；

（2）第23项脱蜡装置瓦斯产耗数据取2011年全年数据；

（3）第24项炼油装置轻烃资源综合利用技术改造项目回收组分按消耗瓦斯统计；

（4）第25项，2#、3#常减压装置干气去3#焦化吸收稳定系统流程，4#常减压装置干气去2#焦化吸收稳定系统，物料中C3以上组分按回收考虑作为瓦斯消耗统计；

（5）第26项，260万吨/年蜡油加氢装置干气去260万吨催化装置吸收稳定系统，物料中C3以上组分按回收考虑作为瓦斯消耗统计。

（6）第27项，轻烃回收装置富氢干气进PSA回收氢气，按PSA装置93%氢气回收率计算。

（7）第28项，脱蜡干气进催化吸收稳定系统，物料中C3以上组分按回收考虑作为瓦斯消耗统计。

（8）《齐鲁加工高硫高酸原油适应性改造基础工程设计》中天然气总量10.01万吨，其中3.01万吨为燃料气，其中7万吨为制氢料。

校正后，全厂外购天然气总量为25.77万吨，较《齐鲁加工高硫高酸原油适应性改造基础工程设计》天然气量增加15.76万吨。

3工程技术方案研究

3.1建设规模

该项目属于技术改造项目，主要是回收炼厂干气及未稳定汽油中的轻烃组份，设计规模为处理干气22.382万吨/年，处理未稳定汽油23.424万吨/年。

装置年开工按8400小时计，为连续生产，装置设计操作弹性50～110%。

3.2工艺技术、设备及自动化

3.2.1工艺技术方案选择

3.2.1.1技术方案

装置回收碳二部分采用由中国石油化工股份有限公司北京化工研究院和齐鲁分公司共同开发的浅冷油吸收工艺提取干气中的碳二；该工艺是根据炼厂干气中含有大量的碳二，根据相似相溶的原理，利