PETRO-SIM模型在焦化液化气流程优化中的应用

摘要：中国石化济南分公司焦化液化气目前和催化液化气混和后作为气分装置原料，但其中除10%的丙烯外，其他组分基本为碳三、碳四烷烃，经过气分、mtbe装置后进民用烃，大幅增加了多个精馏塔能耗。

利用全厂petro-sim流程模拟模型将焦化液化气分离后，碳三组分进气分，碳四组分进催化回炼，模拟结果汽油、丙烯等高效益产品增加，减少了民用烃产量，同时装置能耗大幅降低，从效益计算结果看也是可行的。

通过模拟运行，全厂petro-sim 流程模拟模型快速收敛，对生产优化和决策起到了较好的辅助作用，特别是对催化反应等复杂生产过程和整厂全流程模拟快捷准确。

关键词：焦化液化气碳四利用petro-sim流程模拟模型精馏塔能耗
济南分公司液化气主要由两套催化产生，丙烯、丁烯含量占50%以上；少部分由焦化和常减压装置产生，其中的烯烃含量较少。

目前所有液化气混合脱硫后再送至气体分离装置作为原料。

焦化液化气含硫高、烯烃少，与催化液化气相比价值较低，只有丙烯（体积含量10%左右）具有分离利用价值，其他组分只适合作为民用烃。

常减压三顶瓦斯含烯烃更少。

目前，该部分液化气和催化液化气混合脱硫后进气分、mtbe装置，造成能耗消耗较大，并且由于焦化气硫含量高，对丙烯、mtbe产品的硫含量造成较大影响。

根据焦化、常减压液化气的组成情况，对流程进行优化调整，并利用petro-sim流程模拟软件全厂模型对该部分液化气生产流程进行模拟，考察流程进行优化后对装置能耗及产品质量的影响，可达到节能降耗、优化产品结构的目的。

一、目前生产情况简介
焦化液化气产量约7t/h，由焦化装置稳定塔顶抽出，送至液化气脱硫装置脱除h2s 后，与催化液化气混合后进液化气脱硫醇装置脱除硫醇，再送至气体分馏装置，在丙烷塔分离为碳三、碳四组分后，碳三组分经脱乙烷塔、丙烯塔，分离为丙烯、丙烷。

碳四组分进mtbe 装置，经预反应器、催化蒸馏塔，其中的异丁烯转化为mtbe，其余未反碳四经甲醇萃取塔后，送至碳四塔分离为轻、重碳四。

常减压三顶瓦斯产量约4t/h经压缩机升压后送至催化装置，与催化液化气混合后，进吸收稳定系统处理后，一同经脱硫后进气分装置。

从以上生产流程可以看出，焦化和常减压液化气生产流程长，几乎贯穿脱硫、气体分离、mtbe等装置的所有流程，参与了所有分馏过程，造成了较大的能量消耗，而且硫含量显著高于催化液化气，增大了主要产品丙烯、mtbe的硫含量。

由于只有丙烯是高价值产品，其他基本是惰性组分，将该部分直接混合进气分原料显然不尽合理。

目前由于不能脱硫醇，也不能以民用烃产品外销。

二、改进过程分析
要达到既利用丙烯、又降低能耗的目的，需要对焦化和常减压液化气的生产流程进行重新组合。

为此要尽量避免该部分液化气与催化液化气混合，造成在整厂流程中先混合后分离的能耗浪费情况。

建议：
1.常减压液化气由进一催化分馏塔顶改进焦化分馏塔顶。

2.常减压和焦化混合后的液化气进新增的脱丙烷塔，分离出碳三、碳四组分。

碳三组分和催化液化气混合后经原流程脱硫、脱硫醇后，作为气分装置原料。

3.碳四组分经焦化液花气脱硫塔和新增焦化液化气碳四纤维膜脱硫醇罐，单独脱硫、脱硫醇后作为民用烃外销。

4.如不设焦化液化气碳四脱硫醇，也可直接进催化提升管回炼，可对其改质，部分转化为丙烯、烯烃和液体产品，增加效益。

这样，避免了其中碳四组分的重复分离，降低能耗，也可有效改善后部产品的质量，减少杂质含量。

三、petro-sim模型验证
在全厂petro-sim流程模拟模型中进行流程优化，增加焦化、常减压液化气丙烷塔，分离为碳三、碳四后，增加碳三组分与催化液化气混合器，混合后经脱硫、脱硫醇进气分装置。

碳四组分进二催化装置，增加与原料混合器，混合后进提升管反应器。

（见图1）经模拟运行，碳四液化气经提升管反应改质后，部分转化为汽油组分，柴油产量降低，油浆产量也有所下降。

催化液化气产量增加，其中的丙烯、丁烯等效益产品含量基本保持不变，这样烯烃的总产量是增加的，产品的效益增加。

年效益达：78374515.1元。

从回炼后气分、mtbe模拟况看，液化气产量减少2.43t/h，总能耗降低约7%，而丙烯、异丁烯等高效益产品略有增加或持平，装置效益增加四百多万元。

滞销产品民用烃产量减少。

四、结论
全厂petro-sim流程模拟模型在炼油厂生产优化工作中起到较好的分析作用，利用该模型将焦化液化气重新分离及经催化裂化改质，模拟、预测结果快捷，调整方便。

改进焦化液化气生产方案后，降低了能耗，并提高了产品效益，主要有以下几个方面：
1.增加了汽油及丙烯等高价值产品产量。

2.减少了民用烃、油浆等低价格产品产量，同时干气、焦炭等产品基本持平，没有大幅增加，产品总效益增加。

3.气分、mtbe装置能耗降低约7%，节能效果显著。

4.重碳四产品烯烃含量增加，有利于提高产品效益。

5.虽没有模拟脱硫情况，但该方案将有利于液化气硫含量降低，提高丙烯、mtbe的产品质量。

该模拟在利用全厂petro-sim流程模拟模型模拟催化装置碳四进料时，汽油产品增加5.16t/h，增幅较大，而柴油减少 3.05 t/h，理论分析回炼碳四有增产汽油的趋势，但准确性有待生产验证。