LTG（液化氣制汽油）項(xiàng)目書(shū)

1/1LTG（液化氣制汽油）項(xiàng)目書(shū)10萬(wàn)噸/年液化氣制汽油（LTG）項(xiàng)目書(shū)北京惠爾三吉綠色化學(xué)科技有限公司二○一一年一月目錄1．LTG工藝技術(shù)1.1技術(shù)背景1.2LTG化學(xué)反應(yīng)原理1.3工藝技術(shù)特點(diǎn)1.4工藝操作條件1.5產(chǎn)品分布1.6原料及主要產(chǎn)品性質(zhì)2．工藝裝置2.1生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案2.2工藝技術(shù)選擇2.3工藝流程2.4公用工程2.5主要設(shè)備選擇3．投資估算及經(jīng)濟(jì)效益簡(jiǎn)析3.1投資估算3.2經(jīng)濟(jì)效益簡(jiǎn)析1.LTG工藝技術(shù)1.1技術(shù)背景我國(guó)煉化企業(yè)副產(chǎn)的大量石油液化氣、裂解碳四/碳五、重整拔頭油和芳烴抽余油等低碳烴資源，目前煉廠氣中的碳四大部分作為民用燃料使用，化工利用率不足20%。

九十年代以來(lái)，新開(kāi)發(fā)的多產(chǎn)烯烴和液化氣的催化裂化工藝（MGG）和重油催化裂解制取低碳烯烴工藝（DCC）的應(yīng)用，使碳四產(chǎn)量進(jìn)一步增加，其中烯烴含量高達(dá)70%左右，作為民用液化氣不僅影響其質(zhì)量，而且是很大的浪費(fèi)。

隨著城市煤氣和管輸天然氣工業(yè)的發(fā)展，城市民用液化氣的市場(chǎng)也會(huì)逐漸縮小，價(jià)格逐漸走低，這種趨勢(shì)在我國(guó)北部和西北部一些地區(qū)已經(jīng)體現(xiàn)得十分明顯了。

因此開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情、投資少、見(jiàn)效快且收益高的混合碳四組分加工利用工藝已經(jīng)具備重要意義。

石油化工利用方面，碳四組分可以作為原料生產(chǎn)汽油、芳烴、丙烯、MTBE、潤(rùn)滑油、橡膠等產(chǎn)品，其中生產(chǎn)芳烴和丙烯是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，在生產(chǎn)芳烴方面，日本開(kāi)發(fā)了芳構(gòu)化和Z-forming工藝，前者采用C4、C5餾分混合方法控制反應(yīng)器溫度，兩個(gè)反應(yīng)器切換反應(yīng)-再生；后者采用并聯(lián)的兩組反應(yīng)器，每組四個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)，反應(yīng)與再生切換進(jìn)行。

生產(chǎn)丙烯方面，美國(guó)魯姆斯公司開(kāi)發(fā)的齊聚-裂化工藝正處于中試放大階段。

國(guó)內(nèi)上海石化研究院開(kāi)發(fā)的裂化工藝也處于工業(yè)放大階段。

液化氣生產(chǎn)芳烴技術(shù)雖早已存在，但以前的技術(shù)采用無(wú)機(jī)酸催化劑，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

分子篩催化劑出現(xiàn)后，國(guó)內(nèi)也進(jìn)行過(guò)工業(yè)實(shí)驗(yàn)。

由于反應(yīng)速率快、反應(yīng)區(qū)溫度控制困難、轉(zhuǎn)化率不高，所以工業(yè)化有一定困難，目前應(yīng)用廠家很少。

本項(xiàng)目的液化氣制汽油工藝技術(shù)，采用自主研發(fā)的催化劑，在適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)壓力、床層溫度條件下，可使碳四進(jìn)料中的烯烴轉(zhuǎn)化率大于98%、烷烴轉(zhuǎn)化率大于5%，汽油收率大于40%。

技術(shù)水平高、適應(yīng)性強(qiáng)，是煉廠整體優(yōu)化和提高效益的首選技術(shù)。

LTG技術(shù)生產(chǎn)的混合芳烴可以用來(lái)提取三苯（苯，甲苯，二甲苯）等化工產(chǎn)品，也可以直接作為高辛烷值汽油調(diào)和劑。

通過(guò)調(diào)變催化劑性能、采用適當(dāng)?shù)牟僮鲄?shù)，還可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品中的非苯芳烴、異構(gòu)烯烴、異構(gòu)烷烴等含量，使產(chǎn)物更具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)三苯和高辛烷值汽油調(diào)和劑的需求非常旺盛，因此該工藝有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

該工藝裝置投資和操作費(fèi)用都很低，其投資收益率高，產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，有著廣闊的發(fā)展前景。

1.2LTG化學(xué)反應(yīng)原理C3、C4烯烴分子在酸性催化劑表面上，如丁烯與酸性催化劑放出的氫離子結(jié)合，生成碳正離子，然后通過(guò)碳正離子反應(yīng)與其他低碳烯烴分子疊合，生成一個(gè)大分子烯烴，所得烯烴又可通過(guò)碳正離子反應(yīng)，繼續(xù)與烯烴分子疊合；同時(shí)生成的大分子烯烴又可通過(guò)逆向裂解反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成小分子烯烴。

生成的二聚物還可能繼續(xù)疊合，成為多聚物，不同的烯烴還能疊合生成共聚物。

生成的六碳～九碳烯烴等低聚物再通過(guò)環(huán)化、異構(gòu)化、氫轉(zhuǎn)移和脫氫等反應(yīng)步驟生成異構(gòu)烴、芳烴等汽油餾分。

本工藝在一定的反應(yīng)條件下采用分子篩改性催化劑，不同低碳烴液化氣分子在固體酸表面生成大量的二碳四碳烯烴中間物種，這些中間物種進(jìn)一步低聚生成六碳九碳烯烴，反應(yīng)基本處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。

因此，盡管原料烯烴組成雖不同，反應(yīng)產(chǎn)物（汽油）組成相似。

因此，LTG工藝在使用不同原料時(shí)，其主要產(chǎn)品分布變化不大。

1.3工藝技術(shù)特點(diǎn)及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1.3.1工藝技術(shù)特點(diǎn)（1）裝置投資和操作費(fèi)用低。

在沒(méi)有氫氣的情況下反應(yīng)（非臨氫操作），并且反應(yīng)為低壓低溫，從而降低了裝置投資費(fèi)用和操作費(fèi)用，提高了生產(chǎn)安全可靠性。

（2）原料適應(yīng)性強(qiáng)。

裝置主要以煉廠催化裂化裝置生產(chǎn)的液化氣為原料，可以是催化裝置全組分液化氣（含丙烯、異丁烯等），也可以是氣分去丙烯，MTBE去異丁烯后的液化氣。

乙烯裝置產(chǎn)生的裂解碳四碳五副產(chǎn)物，催化重整裝置產(chǎn)生的拔頭油，及直餾石腦油或加氫焦化汽油等低碳烴資源也可以作為原料，且不需做預(yù)精制處理。

（3）產(chǎn)品質(zhì)量好。

主要產(chǎn)品為高辛烷值汽油調(diào)和組分、車用液化氣（或乙烯裂解原料），產(chǎn)品綠色環(huán)保。

（4）所產(chǎn)少量的氣體（干氣）用作加熱爐的燃料氣；所產(chǎn)的微量焦炭用于催化劑再生時(shí)的熱源。

充分利用了資源，減少了環(huán)境污染。

（5）操作靈活，工藝方案切換方便。

裝置以汽油方案為主，根據(jù)市場(chǎng)情況，通過(guò)調(diào)整操作條件，使生產(chǎn)方案向多產(chǎn)柴油、多產(chǎn)混合芳烴方案轉(zhuǎn)換。

（6）裝置能耗低。

獨(dú)特的分段進(jìn)料，充分利用反應(yīng)熱；全新的換熱流程，反應(yīng)物流作為分餾所需的熱源，充分地利用了能量。

單位原料耗燃料氣僅為12kg燃料氣/噸原料。

（7）裝置具有廢水廢氣排放少、不排放廢渣、噪音低等特點(diǎn)。

1.3.2技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)（1）催化劑裝置使用的催化劑是改性分子篩催化劑，該催化劑是金屬改性的酸性催化劑，原料油在酸中心上依照正碳離子機(jī)理進(jìn)行齊聚、疊合、環(huán)化、異構(gòu)化、烷基化、芳構(gòu)化等一系列化學(xué)反應(yīng)，在金屬中心上進(jìn)行協(xié)同反應(yīng)。

該催化劑具有不泥化、不結(jié)塊、可重復(fù)再生、抗水、抗硫等優(yōu)點(diǎn)。

催化劑壽命長(zhǎng)，轉(zhuǎn)化率高、選擇性好。

單程壽命大于30天，總壽命3年以上。

催化劑為專利技術(shù)，專利號(hào)為CN101332995、CN101239327、CN101333461。

（2）反應(yīng)器分段進(jìn)料液化氣制汽油主要反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，通過(guò)獨(dú)特的分段進(jìn)料方式和液化氣原料分布器，一方面控制反應(yīng)溫度不超溫，另一方面在反應(yīng)器中充分利用反應(yīng)熱。

分段進(jìn)料和分布器為本公司的專有技術(shù)。

（3）活化劑在反應(yīng)初期加入活化劑，改善催化劑的反應(yīng)性能，提高轉(zhuǎn)化率，降低生焦。

1.4工藝操作條件表1-1主要反應(yīng)操作條件序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)1反應(yīng)溫度，℃320～4502反應(yīng)壓力，MPa0.3～1.53重量空速0.5～1.54單程運(yùn)行周期，h大于7205催化劑壽命，年大于2.56干氣生成量，%小于1.57汽油辛烷值大于931.5產(chǎn)品分布表1-2產(chǎn)品分布項(xiàng)目物料平衡，wt%噸/h萬(wàn)噸/a原料原料液化氣10012.510.0高標(biāo)號(hào)汽油35.24.43.52車用液化氣63.67.956.36干氣+損失1.20.150.12產(chǎn)品1.6原料及主要產(chǎn)品性質(zhì)表1-3原料液化氣典型組成序號(hào)組分重催液化氣(1)C20.01(2)甲醇1.27(3)丙烷0.07(4)丙烯0.31(5)異丁烷45.92(6)正丁烯14.15(7)異丁烯1.58(8)正丁烷12.66(8)順丁烯10.0(9)反丁烯14.03合計(jì)100表1-4產(chǎn)品汽油主要性質(zhì)項(xiàng)目汽油0.742035619215917620485.093.529.520.550.03.065密度20℃g/ml餾程初餾點(diǎn)，℃10%℃50%℃90%℃95%℃干點(diǎn)馬達(dá)法MOM辛烷值研究法RON飽和烴，v％烯烴，v％芳烴，v％苯含量，v％硫含量，ppm表1-5液化氣芳構(gòu)化產(chǎn)品液化氣組成C20.01丙烷9.16丙烯0.28異丁烷62.67正丁烯1.12異丁烯1.15正丁烷22.13順丁烯1.68反丁烯1.80100.122.工藝裝置2.1生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案2.1.1生產(chǎn)規(guī)模（1）正常年操作小時(shí)：

8000小時(shí)。

（2）生產(chǎn)規(guī)模：

10萬(wàn)噸/年。

2.1.2主要產(chǎn)品（1）高辛烷值汽油調(diào)和組分（RON93）。

（2）低烯烴含量的車用液化氣或乙烯裂解原料（3）副產(chǎn)少量燃料氣自用。

（4）調(diào)整操作條件生產(chǎn)高純度混合芳烴和柴油調(diào)和組分。

2.2工藝技術(shù)選擇2.2.1催化劑選擇裝置采用專有的沸石催化劑，該催化劑具有較強(qiáng)的抗硫、抗氮能力，催化劑總壽命大于兩年半。

表2-1催化劑主要性質(zhì)項(xiàng)目單位指標(biāo)方法外觀蝶形目測(cè)顆粒度mmФ2.3～3.0卡尺堆密度g/ml0.60～0.75SY3372-84耐壓能力Kgf/cm215.4GB/T7702.4-1997孔容ml/g≮0.24SY3879-84比表面積m2/g≮280SY3378-84Na2OWt%0.102.2.2反應(yīng)再生工藝技術(shù)選擇LTG工藝采用固定床反應(yīng)模式，設(shè)置兩臺(tái)反應(yīng)器，一臺(tái)反應(yīng)，一臺(tái)再生，輪換操作，從而達(dá)到連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)。

當(dāng)一臺(tái)反應(yīng)器進(jìn)行一定時(shí)間催化劑活性下降時(shí)，再切入另一臺(tái)反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)；失活催化劑的通過(guò)再生回路進(jìn)行再生，再生完成后處于待命狀態(tài)，以備另一臺(tái)反應(yīng)器的催化劑失活后再將其切換回反應(yīng)回路，這樣，兩臺(tái)反應(yīng)器分別連續(xù)地進(jìn)行反應(yīng)和再生。

2.2.3工藝流程簡(jiǎn)述（1）反應(yīng)流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)附圖。

原料液化氣干氣LTG（液化氣制汽油）工藝流程示意圖汽油柴油液化氣（2）反應(yīng)流程原料液化氣進(jìn)入裝置原料緩沖罐，沉降脫水后由原料泵抽出，原料經(jīng)一系列換熱器換熱，進(jìn)入加熱爐加熱至反應(yīng)器入口溫度，通過(guò)分段床層進(jìn)行反應(yīng)，床層間通人急冷介質(zhì)控制各床層入口溫度。

反應(yīng)產(chǎn)物分出三路，一路作為穩(wěn)定塔底重沸器的熱源，一路作為分餾塔底重沸器的熱源，另一路進(jìn)入原料液化氣換熱器。

反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入穩(wěn)定塔分離得到干氣和貧烯液化氣，進(jìn)入分餾塔得到高辛烷值汽油和柴油。

（3）催化劑燒焦再生流程再生用蒸汽和空氣分別經(jīng)各自流量控制調(diào)節(jié)閥進(jìn)入再生氣加熱爐，加熱至燒焦溫度后，進(jìn)入反應(yīng)器燒焦。

初始燒焦廢氣經(jīng)再生氣除焦罐水洗除焦后，氣體排空，污水經(jīng)過(guò)濾后送廠污水處理系統(tǒng)，后期直接排空。

（4）主要操作條件表2-2裝置反應(yīng)再生系統(tǒng)主要操作條件項(xiàng)目反應(yīng)再生反應(yīng)溫度，℃330～420450～520壓力，MPa（絕）1.2～1.50.2～0.3空速，h-1進(jìn)料重量空速0.6～1.22.2.4原輔材料、公用工程規(guī)格及消耗(1)催化劑消耗表2-3催化劑消耗名稱型號(hào)或規(guī)格一次裝入量,t年消耗量，t催化劑LTA-2258惰性瓷球51.7（2）公用工程消耗表2-4公用工程單位消耗序號(hào)項(xiàng)目單位指標(biāo)備注單位原料消耗1循環(huán)水t/h150連續(xù)2新鮮水t/h5間斷3燃料氣t/h0.15連續(xù)0.012t/t41.0Mpa蒸汽t/h2.4間斷5電(380V/10000V)kw200連續(xù)13.6KWh/tKw180間斷6凈化壓縮空氣m3n/h230間斷7非凈化壓縮空氣m3n/h210間斷8氮?dú)鈓3n/h300間斷2.2.5主要設(shè)備選擇本工藝共分反應(yīng)－再生，穩(wěn)定－分餾兩大部分，共需反應(yīng)器2臺(tái)，塔類2座，加熱爐2臺(tái)，壓縮機(jī)1臺(tái)，容器類6個(gè)，冷換類16臺(tái)，泵類約12臺(tái)。

表2－5主要設(shè)備表序號(hào)123456789投資估算及經(jīng)濟(jì)效益簡(jiǎn)析設(shè)備名稱裂解反應(yīng)器分餾塔穩(wěn)定塔原料加熱爐再生氣加熱爐再生氣再生氣壓縮機(jī)再生氣換熱器容器泵類介質(zhì)名稱數(shù)量21111116612液化石油氣,干氣，粗芳烴汽油，柴油干氣，液化石油氣，粗芳烴液化石油氣3.3.1投資估算（1）主要設(shè)備投資表3-1主要設(shè)備投資序號(hào)12345678910基礎(chǔ)及框架合計(jì)表3－2綜合投資列表設(shè)備名稱裂解反應(yīng)器分餾塔穩(wěn)定塔原料加熱爐再生氣加熱爐再生氣壓縮機(jī)換熱器容器泵類材質(zhì)不銹鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼數(shù)量21111116612投資/萬(wàn)元902230653515905035100532序號(hào)項(xiàng)目投資，萬(wàn)元1設(shè)備投資53223電氣儀表及DCS工程與管道50404技術(shù)、設(shè)計(jì)605催化劑375合計(jì)10573.2經(jīng)濟(jì)效應(yīng)簡(jiǎn)析3.2.1成本費(fèi)用估算主要參數(shù)（1）項(xiàng)目生產(chǎn)期10年，生產(chǎn)期負(fù)荷均按100%考慮。

（2）輔助材料包括催化劑和化學(xué)藥劑，其費(fèi)用根據(jù)設(shè)計(jì)確定的消耗量和目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)價(jià)格估算。

（3）公用工程價(jià)格循環(huán)水0.30元/噸新鮮水3.50元/噸電0.70元/度蒸汽350元/噸凈化壓縮空氣0.20元/標(biāo)立米（4）裝置定員24人，其中管理人員4人，人工工資按30000元/人年考慮。

（5）固定資產(chǎn)折舊年限按10年考慮，凈殘值率為10%，年折舊率約為9%，修理費(fèi)率為固定資產(chǎn)原值的4%。

（6）裝置所用催化劑使用壽命按2.5年計(jì)算，裝置所耗燃料氣由自產(chǎn)干氣提供。

（7）加工損失按1.0％計(jì)算。

3.2.2成本計(jì)算（1）裝置加工費(fèi)用見(jiàn)表。

年加工費(fèi)用合計(jì)為1405萬(wàn)元，噸加工費(fèi)用約為141元。

（2）原料液化氣價(jià)格按5500元/噸計(jì)算，加工成本約141元/噸，總成本包括原料成本和裝置加工成本。

表3－4芳構(gòu)化裝