第27卷第1期石油化工技術與經(jīng)濟2011年2月Technology & Economics in Petrochemicals●19.SPYRO在烯烴原料生產(chǎn)方案測算中的應用倪衛(wèi)高(中國石化上海石油化工股份有限公司,200540)摘要:文章對SPYRO裂解模擬軟件在石化企業(yè)烯烴生產(chǎn)原料優(yōu)化方案測算中的應用進行了比較探度的概括分析。結合該軟件在上海石化的實際應用,認為在劣質化原油加工份額不斷增加的趨勢下,SPYRO裂.解模擬軟件有助于石化企業(yè)在烯烴生產(chǎn)原料優(yōu)化選擇、生產(chǎn)計劃合理安排、原油加工生產(chǎn)效益比較等方面為企業(yè)相關決策者提供有效地幫助。關鍵詞: SPYRO軟件 烯烴裂解模擬計算應用文章編號: 1674- 1099 (2011)01 -0019-05中圖分類號:TQ203.8 文獻標識碼: A隨著近幾年來煉油企業(yè)加工重質化、劣質化下列相關因素:一是原料選擇;二是爐子控制; .原油的趨勢不斷加大,目前乙烯裂解原料(石腦三是生產(chǎn)計劃和優(yōu)化;四是裂解爐管的設計和油、煤柴油和加氫尾油等)的性質也在逐漸變差。改進。石腦油、煤柴油中鏈烷烴(P)質量分數(shù)與劣質化使用SPYRO軟件可以對乙烯裂解過程中許多前的2005年上半年平均值相比呈逐年下降趨勢。復雜工藝參數(shù)進行評估并且對于裂解工藝可以提加氫尾油的芳烴指數(shù)值( BMCI)逐年上升,加氫尾供有價值的信息,從而可明顯地減少操作費用,是油( HVGO)裂解性能逐年下降”。故拓展裂解原適合烯烴裝置經(jīng)理、工程師和研發(fā)以及財務人員使料范圍,選擇優(yōu)質的裂解原料,優(yōu)化生產(chǎn)計劃和工用的實用工具。通過模擬爐管性能，SPYRO有助藝參數(shù),以獲得雙烯收率最大化是烯烴生產(chǎn)中的于對裂解爐的蒸汽裂解工藝進行最大程度的控制,重要工作之一?？梢詫θ魏瘟呀庠匣蚧旌显?共裂解)提供裂每個新的生產(chǎn)方案實施之前必須做好充分的解產(chǎn)物分布、爐子性能、結焦速率等準確詳細的分可行性研究和效益的測算和比較,而生產(chǎn)方案財析,彌補了經(jīng)驗估算的不足。務測算和比較的前提主要是目標原料所能提供的裂解產(chǎn)物分布情況。在生產(chǎn)裝置運行條件變化不1 SPYRO 在烯烴生產(chǎn)中的應用大的狀態(tài)下，裂解產(chǎn)物的分布情況將直接影響企.1 原料選擇中的應用業(yè)效益。在以往,方案比較中的裂解產(chǎn)物分布是以中國石化上海石油化工股份有限公司(以由技術人員通過經(jīng)驗估算而產(chǎn)生,由于同一名稱下簡稱:上海石化)為例,由于加工重質化、劣質的原料可能來自不同產(chǎn)地或廠家,其組分不盡相化原油的趨勢不斷加大,石腦油中的鏈烷烴質量同,因而估算出來的裂解產(chǎn)物往往與實際生產(chǎn)中分數(shù)由 69. 38%下降到64. 40% ,煤柴油中的鏈烷的數(shù)據(jù)偏離較大。烴質量分數(shù)由47. 90%下降到43.28% ,加氫尾油SPYRO軟件是一款乙烯裂解模擬計算軟的芳烴指數(shù)值逐年上升,故乙烯裂解原料的性質件,是基于物理反應的計算機模型,其中動力學逐漸變差 ,雙烯收率也不高(2008年1" 乙烯為方程超過2 000個反應式(HVCO更是超過44. 778% ,2*乙烯為45. 276%)。因此,上海石化3 000個) ,表達對到C2s(HVGO到C2)的烴類在2008年和2009年對乙烯裂解原料的選擇和拓熱分解的基本鏈反應機理。該軟件適用于現(xiàn)有.展方面.上做了大量的優(yōu)化工作,其中就充分利用的所有操作和設計條件,原料包括了從乙烷到終餾點為350 C(ASTM D-86)的餾出物。另外，收稿日期:2010-12 -04。.SPYRO還可對終餾點為550 C( ASTM D- 86)的作者簡介:倪衛(wèi)高,男,1965年出生,本科,會計師,從事煉化重柴油進行模擬計算。SPYRO 軟件有助于確定財務櫝算和財務管理工作。石油化工技術與經(jīng)濟第27卷第1期●20.Technology & Economics in Petrochemicals2011年2月了SPYRO軟件的功能。源,追求資源的最大回報率,計劃將其利用作為乙1.1.1 外購原料的選用.烯裂解原料。同樣首先利用SPYR0軟件對芳烴某公司是從事液化氣(LPG)進口、國內(nèi)貿(mào)易、干氣進行模擬分析以判斷是否采用。儲存、銷售的專業(yè)性公司,具有長期供貨的能力，采集該部分千氣的性質數(shù)據(jù),以SRT-II型其提供給上海石化的LPG可以作為乙烯裂解的.爐為模擬爐型針對不同的爐子出口溫度(COT)條原料。但最終是否用作乙烯裂解原料,還要計算件進行了模擬裂解后得到表2的結果。經(jīng)濟效益。用SPYRO軟件即可進行模擬計算。表2芳烴千氣不同條件模擬裂解產(chǎn)品分布%以1 t LPG投人為核算基準,根據(jù)2008年11月coT/C的產(chǎn)品價格體系(不含稅價)計算,產(chǎn)品分布以項目85060SRT - II型爐( COT:855 C )進行SPYRO模擬裂氫氣2.08 2.13 2.18 2. 23解分析,模擬結果見表1。甲烷21.59 22.25 22.91 23. s5表1 LPG 投入產(chǎn)出比較乙炔0.48 0.55 0.61 0.69乙烯35.84 37.02 38.13 39. 16單價/成本或數(shù)量/t(元州產(chǎn)出/元乙烷14.8214.01 13.21 12. 39丙炔0.290.30 0. 300.30成本3641.28丙二烯0.19 0.20 0.20 0. 20原材料成本3 008.853 008. 85丙烯8.52噸原料加工費用632. 43丙烷5.82 5.05 4.34 3.70其他產(chǎn)出(除乙烯部分)2 047.45乙烯基乙炔0.040.07烷0.2373 2 136. 75507. 05丁二烯1.75 1.87 1.98 2.09丙0.1550 3 010.00466. 55丁烯2. 191.801.61液化氣(LPG)0.0822 3 008.85丁烷0.77 0.60 0.47 0.35乙烯產(chǎn)出(估算成本)0.3919 4 066.931 593.83裂解汽油3.534.25表中產(chǎn)出(除乙烯部分)的單價與產(chǎn)值參照乙烯焦油0.50 0.57 0.67 0.77-氧化碳0.090.09 0.090.10實際市場價格并計算而來,總投人成本在剔除這部分價值后的剩余,即為產(chǎn)出乙烯的總成本,并以二氧化碳0.02 0.01 0.01 0. 02合計100此計算得出產(chǎn)出乙烯的單位成本。乙烯單程收率+丙烯收率45.84 46.56 47.17 47. 68從表中可看出,這種LPG的雙烯收率為雙烯收率58.0958.258.22 58. 1454. 69% (數(shù)量即為模擬裂解的產(chǎn)品分布),有利注:乙烯單程收率是指原料經(jīng)過- - 次裂解而得到的乙烯比于裝置雙烯收率的提高。根據(jù)當時的價格體系和率;在實際生產(chǎn)中,乙炔和乙烷要進行多次循環(huán)裂解轉化為乙烯;加工成本可以得出,乙烯生產(chǎn)成本為4 066.93元/t,雙烯收率是指多次裂解后得到的乙烯、丙烯之和。如當時的市場乙烯銷售價格高于此值則可以選模擬結果表明,理論上芳烴干氣的雙烯收率很用這種LPG作乙烯裂解原料,反之則不選。所高,當CoT為855 C ,雙烯收率最高為58. 22%。以,SPYRO模擬裂解軟件不但提供了雙烯收率依從2009年2月開始,烯烴部將2°芳烴干氣作據(jù),還同時提供了產(chǎn)品性價比的參考,使得對原料為乙烯裂解原料,截止12月底共裂解芳烴干氣的選擇可以更加的科學。31829 t, 取得了很好的經(jīng)濟效益。所以SPYRO另一種計算方式,就是在- -定的價格體系下，的模擬結果為領導決策提供了可信的依據(jù),并對以LPG與石腦油為原料所產(chǎn)出的產(chǎn)品分別計算裝置實際操作起到了重要的指導作用,為2009年收人再扣除加工費差異后倒推原料差價，進行原雙烯收率的提高作出了一定的貢獻。料選擇,基礎也是SPYRO模擬裂解后的產(chǎn)品分布1.1.3 物料替換的判斷數(shù)據(jù)。2009年9月,600 kVa對二甲苯( PX)新芳烴1.1.2企業(yè)物料資源的合理利用裝置投料開車,產(chǎn)生了3.5 th的新芳烴裝置干原煉化部2"芳烴干氣是并網(wǎng)進入公司干氣氣,理論上烯烴生產(chǎn)又增加了一股優(yōu)質裂解原料,管網(wǎng)作燃料氣用的,為了合理利用公司的物料資但是否可行則需將此部分千氣與石腦油進行技術第1期(2011)倪衛(wèi)高. SPYRO在烯烴原料生產(chǎn)方案測算中的應用●21.經(jīng)濟分析對比。表3新芳烴干氣與石腩油模擬裂解產(chǎn)品分布%根據(jù)這部分千氣的性質,利用SPYRO模擬裂新芳烴干氣石腦油項目解并與石腦油(NAP)進行了比較,以1 t原料投(COT:855 C) (COT:;838 C )人為核算基準,新芳烴千氣以SL- I型爐(COT:氫氣1.320.91855 C)石腦油以SL- I型爐(COT:838 C)進甲烷22.0515.30行了模擬裂解,模擬產(chǎn)品分布結果見表3。乙炔0.610.41從表中產(chǎn)品分布結果可見,新芳烴干氣的雙乙烯34.3827. 10烯收率比石腦油要高10. 39個百分點,如果投用乙烷4.893.46丙炔0.39則裝置的技術經(jīng)濟指標可以得到一-定的改善。根據(jù)原料的產(chǎn)品分布,采用2009年9月內(nèi)部丙二烯.0.350.27丙烯15.5513.74效益評價的價格進行了比較(為銷售收人減去原丙烷3.81料成本,沒有扣除變動費用和固定費用),其結果乙烯基乙炔0.070.06見表4。丁二烯4.62從上述計算結果可得:新芳烴干氣作裂解料丁烯3.633.95時,產(chǎn)出減投人為1 104. 63元/;石腦油作裂解料丁烷2.450.18時,產(chǎn)出減投人為924.06元/t;扣除變動能耗差裂解汽油22.23異70元/t,則增加效益110.57元t。2009年12月乙烯焦袖0.796.87開始投用裂解新芳烴干氣,經(jīng)濟效益增加明顯。-氧化碳0. 100.09由此可見,利用煉化- -體化大企業(yè)的優(yōu)勢,合二氧化碳0.01理利用公司的物料資源,做好物料平衡工作,不僅合計100.00100. 00可以提高裝置的技術經(jīng)濟指標水平,還可實現(xiàn)公乙烯單程收率+丙烯收率49.9340.84雙烯收率54.3343. 9司效益最大化。表4新芳烴干氣與石膪 油模擬裂解效益比較新芳烴干氣.數(shù)量/1單價(不含稅)/(元.-1) 成本或產(chǎn)出/元數(shù)量/單價(不含稅)/(元.t少) 成本或產(chǎn)出/元投入(原料)4 1934 193.004 0704 070.00產(chǎn)出0. 99875 297.630.999 04 994.060. 387 86 4702 509. 070.301 964701 953. 290.013212 120159.980.009 1110.290.231 53 000694. 500. 1608482. 400. 155 56 8801 069. 840.1374945. 31效益.1 104. 63924. 06注:1)新芳烴干氣價格參照LPC價格計算。1.2生產(chǎn)計劃和優(yōu)化中的應用供應量和裂解爐裂解能力,選擇了BA - 103、根據(jù)煉油化工總體物料平衡,每年多出200 kt104.107(SRT-III型)和BA-111(GK-V型)作的輕石腦油,這部分輕石腦油是-種含正構烷烴為裂解輕石腦油量的裂解爐,主要以BA - 103和質量分數(shù)較高的原料,是優(yōu)質的裂解原料。為此，BA-111為主。根據(jù)原料輕石腦油的性質用考慮將這部分輕石腦油不再作為調(diào)和汽油組分,SPYRO軟件在GK-V型裂解爐上進行了模擬裂而直接供裂解爐進行裂解。解,模擬產(chǎn)品分布結果見表5。.由于上游裝置能夠穩(wěn)定供應的輕石腦油量從模擬結果來看,當裂解爐COT為860 C時是20 ~25 Vh,2"烯烴裂解爐的原料裂解能力分可以達到最佳的雙烯收率48. 42%。別是:CK-V型為25 Vh;GK- VI型為29 th;2008年8月底裝置參考SPYRO軟件模擬裂SRT- II型為22 Vh;SL-II型為45 th。根據(jù)解結果,增設了輕石腦油直送2*烯烴流程,使2*石油化工技術與經(jīng)濟第27卷第1期Technology & Economics in Petrochemicals2011年2月烯烴的一臺裂解爐能單獨裂解這部分輕石腦油。表中可以看出,原料投人中雙烯收率高的比重有這樣,一方面可以對輕石腦油裂解進行更為精確較大幅度的增加,2009年度雙烯收率比2008年的深度控制,原料裂解更充分;另一方面可以根據(jù)度有明顯提高的同時，經(jīng)濟效益也大輻上升。下游裝置的需要,調(diào)整乙烯、丙烯的收率,爭取最表6乙烯裂解分離裝置投入產(chǎn) 出對比大的經(jīng)濟效益,有利于生產(chǎn)計劃的安排和優(yōu)化。2009年2008年實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,裂解輕石腦油的雙烯收率比項目數(shù)量/t成本或產(chǎn)裂解石腦油增加0.52個百分點。2009年包括加出/萬元氫Cs在內(nèi)的輕石腦油投料量為155. 195 kt,占總投入1 229 4701 199 062投料量的5.2%,有效地提高了雙烯收率。原材料2990654 999 1252914578 980 660表5輕石膪油不同條 件模擬裂解產(chǎn)品分布%液化氣.203 01375 07889584 33 130COT/C5腦油1609 822549311 1 985431 677 479845 85055860 865其他1 177 819 374 736839 563270 051氫氣0.96 0.98 1.011.04 1.07完全加工費230 345218 402甲烷18.7119.25 19.78 20.29 20. 801 317 7701 273 567乙炔0.47 0.52 0.580.65 0.72產(chǎn)品2975 843 1317770 2 895 965 1273 567乙婚27.0627.82 28.53 29.20 29. 82乙烯927 726540 625885 648516 105乙烷3.29 3.27 3. 253.21 3. 16丙烯(聚合級)378 439236 840368 139 230 394丙炔0.59 0.62 0.660.69 0.7:丙二烯0.39 0.41 0.430.45 0.46丙烯(化學級)71 28042 75662707 37 614丙烯17.8617.34 16.76 16.13 15. 45其他產(chǎn)品1598398 497549 1579471 489 454丙烷.0.39 0.38 0.360.35 0. 33裝置毛利88 30074 505乙烯基乙炔0.06 0.07 0.080.09 0. 10收率丁二烯4.494.55 4.58 4.61 4.61雙烯收率,%46.0645. 17丁烯6.72 6.21 s. 715.214. 7產(chǎn)品總收率,%99.5099.36 ，丁烷3.23 2.76 2. 331.94 1.59裂解汽油14.11 13.94 13.83 13.79 13.82乙嬌焦油1.57 1.77 1.99 2.23 2. 483結束語一氧化碳0.090.10 0. 110.11 0.13在烯烴裝置的原料選擇、生產(chǎn)計劃裂解爐操二氧化碳0.01 0.01 0.01 0.01 0. 01作控制優(yōu)化中,SPYRO軟件的應用可以起到很好合計100.00 100.00 100.00 100.00 100. 00的指導作用,即發(fā)揮煉化- -體化大企業(yè)的優(yōu)勢,合乙婚單程收*+4.92 45.16 4.29 4.33 4s.27理利用現(xiàn)有各種物料資源、做好物料優(yōu)化平衡,有丙烯收率雙烯收率47.93 48.20 48.36 48.42 48.37效提高了企業(yè)技術經(jīng)濟指標的水平。同時,該軟件系統(tǒng)可以為生產(chǎn)優(yōu)化方案的財務效益測算和比較提供數(shù)據(jù)支撐,避免了人為估算的誤差,緊密結2綜合效益反映以尋求提高雙烯收率為出發(fā)點,經(jīng)過大量的合生產(chǎn)實際狀況,為決策層提供了準確的信息。原料優(yōu)化工作,初步達到了多產(chǎn)高附加值產(chǎn)品、追另外,該軟件的應用有利于優(yōu)化工作的持續(xù)開展,求效益最大化的目的,從2009年與2008年數(shù)據(jù)不僅可以做好內(nèi)部資源優(yōu)化,也可以在外部市場對比(見表6)中可以發(fā)現(xiàn),優(yōu)化工作的重要性及上尋找資源提供支持,對企業(yè)追求經(jīng)濟效益最大化有著重大的指導意義。SPYRO 軟件在今后的SPYRO軟件在優(yōu)化工作中的作用。前文所述原料均合并在上表原料項目中,計應用中還需根據(jù)實際設備技術狀況(如技術升級算時2008年價格參照采用2009年平均價格;產(chǎn)等)進行參數(shù)修正,不斷進行完善,才能發(fā)揮應有出產(chǎn)品總量中不包含自發(fā)蒸汽量、產(chǎn)出合計金額的作用。參考文獻中已含自發(fā)蒸汽量金額、其他產(chǎn)品產(chǎn)出按各自單1張利軍. 乙烯裝置運行優(yōu)化對策[J].石油化工技術與經(jīng)濟，價計算后匯總列示;裝置毛利是綜合性指標。從2008 ,24(6);1-4.第1期(2011)倪衛(wèi)高. SPYRO在烯烴原料生產(chǎn)方案測算中的應用●23.Application of SPYRO in Evaluation of Olefin Material Production SchemeNi Weigao(SINOPEC Shanghai Petrocemical Co. ,ld. 200540)ABSTRACTIn - depth analysis was made on the application of SPYRO cracking analogue software in evaluation ofolefin production material optimized scheme for petrochemical enterprises. Connecting with the practicalapplication of this software in Shanghai Petrochemical Company Limited ,it holds that under the condition thatthe processing proportion of inferior crude oil is continuing increased , SPYRO software is helpful for decisionmakers of petrochemical enterprises in optimal selection of olefin production materials , rational arrangement ofproduction plan , and comparison of production effects of crude oil processing.Keywords: SPYRO, sofware , olefin , cracking , analogue calculation , applicationLummus獲遼寧同益石化0CT/“Catofin”裝置設計合約據(jù)PCN2010年10月6日報道,CB&I宣布旗Solvay擬在泰興建環(huán)氧氯丙烷裝置。據(jù)CW下的Lummus技術公司從遼寧同益石化公司接到2010年12月16日/PCN12月20-27日綜合報合約,將負責設計OCT烯烴轉換裝置以及道,Solvay公司研究擬在中國泰興經(jīng)濟開發(fā)區(qū)建“Catofin”脫氫裝置。-套環(huán)氧氯丙烷生產(chǎn)裝置。該裝置初始產(chǎn)能為據(jù)悉這是同益石化總投資73億元人民幣在100 kVa,將采用Solvay的“Epicerol"專有技術,預遼寧撫順建設的世界首套400 kVa液化石油氣深計2013年投產(chǎn)。該裝置的投產(chǎn)有利于滿足中國加工聯(lián)合裝置中的- -部分。該裝置建成后不僅可對環(huán)氧氯丙烷的快速增長需求(目前,中國對環(huán)減輕國內(nèi)對進口基礎化工原料的依賴程度,還能氧氯丙烷的需求量占到全球需求量的29% )。高效利用C,資源。除上述裝置采用Lummus技據(jù)悉,Solvay的“Epicerol"技術以生物柴油生術外，下游的順丁橡膠、丁基橡膠等核心生產(chǎn)裝置產(chǎn)過程中的副產(chǎn)甘油為原料,是-項環(huán)保的工藝技將采用德國BASF和法國?？松墒旃に嚰夹g。術。目前“Epicerol"技術已取得38項專利技術,與該聯(lián)合項目分為3期建設:-期200 kVa C。烯烴傳統(tǒng)工藝比較, "Epicerol"工藝所用的氯及水減少轉化制丙烯項己全面開工,定于2010年底竣工80% ~90% ,節(jié)省大量能源,廢棄物排放減少70%投產(chǎn);二期115 kV/a 異丁烷制異丁烯和125 kV/a以上。該技術已經(jīng)在法國的一套20 kV/a裝置上應正丁烷制丁二烯項目將于2011年9月竣工投產(chǎn);用,此外也將于2011年在泰國的一套100 kU/a生.三期120 kU/a丁二烯制順丁橡膠和100 kt/a異丁產(chǎn)裝置上應用。目前, Solvay是全球第四大環(huán)氧烯制丁基橡膠將于2012年年底竣工投產(chǎn),200 kU/a氯丙烷生產(chǎn)商,預計到2014年全球環(huán)氧氯丙烷的丙烯制丁辛醇項目2013年10月投產(chǎn)。生產(chǎn)將有四分之-將采用“ Epicerol"技術。由于國內(nèi)煉油企業(yè)大幅擴產(chǎn)使液化石油氣產(chǎn)Solvay公司看好亞洲急速增長的市場需求，能大幅增加,2010年,我國新增54.50MUa的煉已先后在泰國及中國建設裝置,如今更加大了在油能力,如果按照液化氣3%的產(chǎn)出率計算,將新華投資力度。2009年,Solvay公司在亞太地區(qū)的增液化石油氣產(chǎn)能1.50~1.63 Mt/a。專家預測市場營業(yè)收入占其總營業(yè)收入的9%。國內(nèi)液化石油氣市場產(chǎn)能過剩已成定局。(李雅麗供稿)