轻烃作乙烯裂解料的技术经济评价

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1、轻烃作乙烯裂解料的技术经济评价轻烃作乙烯裂解料的技术经济评价唐未庆（中国石化集团天津石油化工公司，300271）摘要：根据加氢裂化液化气的模拟评价数据，用PIMS生产优化模型，推导出各种饱和轻烃资源的综合裂解收率，同时对轻烃的经济性进行评价，对乙烯工业扩大原料选择范围，提高经济效益有一定参考价值。关键词：乙烯轻烃原料优化技术经济PIMS随着国内乙烯工业的快速发展尤其三套合资大乙烯工程的即将建成投产，液体裂解原料短缺局面越来越突出。与此同时市场上也有一些轻烃类资源，炼化一体化企业内部也自产大量饱和轻烃。这些轻烃类资源用作乙烯裂解料在工艺方面是没有问题的[1，2

2、]，但裂解经济性如何也是我们日常生产经营决策要考虑的问题。要进行轻烃裂解经济性评价首先要知道该种轻烃的裂解收率。由于实际乙烯装置进料品种比较复杂，且各种裂解气、液产品产量难以准确计量，所以很难在实际生产装置上标定出某种原料的裂解收率，企业又难以让科研机构对所有轻烃类资源进行模拟评价。这种情况下，企业可以根据对个别轻烃资源（如本文加氢裂化液化气）的模拟评价收率，以及公开资料中各种单组分轻烃的裂解收率，拟合推导出其他没有进行过模拟评价的轻烃资源的综合裂解收率，这样可以利用PIMS模型对所有轻烃类资源的裂解经济性进行评估。1PIMS生产优化模型简介流程工业模型系统

3、（PIMS，ProcessIndustryModelingSystem）是由美国艾斯苯技术（ASPENTECH）公司开发的生产优化模型，它可以对流程型工业企业生产经营全过程进行优化。中国石化集团公司在2001年开始推广应用的PIMS生产优化模型。PIMS模型把各种原料资源、价格，各种产品的销量、售价，每套装置加工能力、投入产出、燃料动力和辅助材料消耗等多种参数集合在一起，编制成优化模型。通过运行PIMS模型，即可得出各种设定条件下生产经营最优方案。根据运行结果，可以计算出不同裂解原料的综合收率。同时PIMS还可以直接给出每种条件下加工各种裂解原料的边际贡献，

4、因此可以用来对各种裂解原料的经济性进行比较。PIMS生产优化模型采用微软公司Excel作为参数输入文件，方便直观。其输入文件主要包括：装置描述表，主要描述优化模型所包括的装置情况；装置能力表，各装置的加工或生产能力；原材料表，它主要包括各种原材料的市场资源、价格；产品销售表，主要包括产品预计销售数量、销售价格；子模型表，主要描述各个装置投入产出和燃料动力能耗等。模型的目标函数是企业的经济效益，也就是企业的总收入（各种产品的销量×产品价格），扣除总成本（包括原料成本、辅料价值和燃动能耗等）的余额。PIMS模型的约束条件包括每套装置生产能力、各种原料资源量、各种

5、产品销售量等方面。2PIMS模型基础条件（1）PIMS生产优化模型用于天津石化乙烯生产厂，其涉及的生产装置包括乙烯裂解、聚乙烯、环氧乙烷（联产乙二醇）、聚丙烯、裂解汽油加氢等，各装置生产能力分别为230kt/a、140kt/a、70kt/a（乙二醇40kt/a）、120kt/a和130kt/a。(2)乙烯裂解炉炉型全部为SRT-Ⅳ型，其中轻烃裂解炉的出口温度为855℃，石脑油等液体原料裂解炉裂解温度为836℃，其他裂解条件略。(3)各种原料单程裂解产生的乙烷和丙烷物料进行循环裂解。各种轻烃裂解的单位乙烯燃动能耗按石脑油裂解的85%计算[1，3]。(4)把性质

6、相对稳定的加氢裂化轻石脑油作为基准来比较轻烃类资源的裂解收率和裂解经济性。(5)液化气的增值税率按13％计算，其他原料和产品增值税税率按17％计算。(6)各种裂解原料的价格是比较其边际贡献相对大小的基础。参考2003年实际原料价格，假设所有石脑油含税价格均为2638元/t计算，重整液化气和裂化液化气价格均按2814元/t计算，油田轻烃、工业丙烷的含税价格分别按2900元/t、3000元/t计算。（7）产品销售价格参考2003年实际价格，具体如表1。其中不考虑各种轻烃资源裂解时丁二烯收率较低因素对裂解碳四整体价值的影响。裂解甲烷除作为裂解炉自用燃料以外，富裕部

7、分按燃料气外售。表1主要裂解产品平均含税价格元/t产品产品含税价乙烯4455丙烯5314聚乙烯6610聚丙烯7089环氧乙烷9236乙二醇66>673裂解碳四3556加氢裂解汽油3561碳九/碳十2426裂解渣油1621甲烷燃料气6003组分裂解收率的导出及其拟合调整对裂解收率而言，一般裂解原料本身性质的差异要显著大于炉型本身差异和裂解条件的差异。另外因所有轻烃资源都可能包含乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等组分，我们假定轻烃裂解收率等于其组成成分裂解收率的加权平均。因多数企业把乙烷、丙烷作循环物料继续裂解，这两种组分转化率的选择对轻烃最终裂解收率影响不大。一般企

8、业也都有这两种组分的设计收率，企业可以使用设计收率，