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1、2012-10-111 液化气深加工技术探讨液化气深加工技术探讨液化气深加工技术探讨液化气深加工技术探讨 二零一二年七月二零一二年七月二零一二年七月二零一二年七月 液化气深加工的目标产品液化气深加工的目标产品液化气深加工的目标产品液化气深加工的目标产品 前言前言 2 2 2012-10-11 1、针对液化气的组成含C3和C4，有C3加工路线和C4加工路线。 2、本项目目前主要考虑C4加工路线，推荐目标产品为MTBE。 3、选择MTBE的原因： （1）加工过程消耗廉价甲醇，升值为高附加值的MTBE； （2）MTBE本身可以作为产品销售，相对于汽油来说，没有 消费税； （3）MTBE本身可以裂解作
2、为化工原料，为企业的后续发展 预留空间。 1、针对液化气的组成含C3和C4，有C3加工路线和C4加工路线。 2、本项目目前主要考虑C4加工路线，推荐目标产品为MTBE。 3、选择MTBE的原因： （1）加工过程消耗廉价甲醇，升值为高附加值的MTBE； （2）MTBE本身可以作为产品销售，相对于汽油来说，没有 消费税； （3）MTBE本身可以裂解作为化工原料，为企业的后续发展 预留空间。 原料性质来源原料性质来源 3 3 2012-10-11 1 液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂化（液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂化（FCC）与热裂解 （ ）与热裂解 （Delayed Coker）时所得到的
3、副产品。）时所得到的副产品。 2 液化石油气主要成分为液化石油气主要成分为C3、C4，同时含有少量的，同时含有少量的C2和和C5。 3 炼油厂为了提高产品附加值，在满足汽油调和要求同时回收 丙烯，往往会设置气分和 炼油厂为了提高产品附加值，在满足汽油调和要求同时回收 丙烯，往往会设置气分和MTBE装置。装置。 4 如果设置气分和如果设置气分和MTBE后，我们得到的原料一般分为后，我们得到的原料一般分为C3和 醚后 和 醚后C4。 5 详见下图。详见下图。 原料性质来源原料性质来源 4 4 2012-10-11 醚前液化气醚前液化气 ?醚后液化气特点：主要是醚后液化气特点：主要是C4组分，且异丁
4、烯含量较少， 主要是正丁烯和正丁烷、异丁烷。 组分，且异丁烯含量较少， 主要是正丁烯和正丁烷、异丁烷。 ?天然气中副产的丙烷天然气中副产的丙烷 ?天然气门站价改革，必然推动天然气的使用，市场上液化气原料变的可能天然气门站价改革，必然推动天然气的使用，市场上液化气原料变的可能 ?MTO装置副产的装置副产的C4因烯烃含量较高受到越来越多的关注！因烯烃含量较高受到越来越多的关注！ 丙烷 脱氢后生产丙烯 丙烷 脱氢后生产丙烯 ?醚后碳四中的烯烃（正丁烯）醚后碳四中的烯烃（正丁烯） 异构化为异丁烯，再与甲醇反应生产MTBE异构化为异丁烯，再与甲醇反应生产MTBE 醚后碳四中的烷烃醚后碳四中的烷烃 正丁烷
5、异构为异丁烷，异丁烷脱氢生产异丁烯，再与 甲醇反应生产MTBE 正丁烷异构为异丁烷，异丁烷脱氢生产异丁烯，再与 甲醇反应生产MTBE 芳构化（也叫非临氢改质）路线、生产丁烯-1的路线 等（投资小，效益一般） 芳构化（也叫非临氢改质）路线、生产丁烯-1的路线 等（投资小，效益一般） 烷基化路线，生产高辛烷值汽油烷基化路线，生产高辛烷值汽油 主要加工路线主要加工路线 主要反应（仅主要反应（仅C4） 6 6 2012-10-11 主要反应方程式如下：主要反应方程式如下： n-C4H8 i-C4H8（正丁烯异构）（正丁烯异构） i-C4H8+CH3OH MTBE（合成（合成MTBE） n-C4H10
6、i-C4H10（正丁烷异构）（正丁烷异构） i-C4H10 i-C4H8+H2（异丁烷脱氢）（异丁烷脱氢） i-C4H8+CH3OH MTBE（合成（合成MTBE） 将价格较低的 ） 将价格较低的C4和甲醇转化成价格较高的和甲醇转化成价格较高的MTBE 一期一期 二期二期 流程特点流程特点 7 7 2012-10-11 一期方案：仅利用原料中的烯烃，即常说的异构化方案，如 下： 一期方案：仅利用原料中的烯烃，即常说的异构化方案，如 下： 烟台大学技术烟台大学技术 石油大学技术石油大学技术LYONDELL技术技术 流程特点流程特点 8 8 2012-10-11 预计的物料平衡：预计的物料平衡：
7、基于原料中45%烯烃含量 进料 C4液化气20.00 甲醇3.87 合计23.87 出料 MTBE11.28 C4烷烃11.58 重组分1.01 合计23.87 基于原料中45%烯烃含量 进料 C4液化气20.00 甲醇3.87 合计23.87 出料 MTBE11.28 C4烷烃11.58 重组分1.01 合计23.87 流程特点流程特点 9 9 2012-10-11 预计的公用工程消耗：预计的公用工程消耗： C4分离单元 正丁烯异 构单元 分离单元 正丁烯异 构单元 MTBE单 元 合计 循环水 单 元 合计 循环水 t/h20026012001660 1.6MPa蒸汽蒸汽 t/h 2612
8、047 电电 kWh90028501503900 正丁烯异构单元反应产物压缩机按照电机驱动考虑， 功率大约 正丁烯异构单元反应产物压缩机按照电机驱动考虑， 功率大约2000kW，可以考虑采用汽轮机驱动，采用，可以考虑采用汽轮机驱动，采用3.5MPa 蒸汽背压到蒸汽背压到1.6Mpa，背压出来的蒸汽用作其他设备的加热热源。，背压出来的蒸汽用作其他设备的加热热源。 流程特点流程特点 1010 2012-10-11 吨吨C4原料的原料产品价预计：原料的原料产品价预计： 吨价格/元价格 进料C4液化气1.00 5400 5400 甲醇0.19 2600 503 合计5903 出料MTBE0.56 78
9、00 4399 C4烷烃0.58 5000 2900 重组分0.05 7500 379 合计7678 吨价格/元价格 进料C4液化气1.00 5400 5400 甲醇0.19 2600 503 合计5903 出料MTBE0.56 7800 4399 C4烷烃0.58 5000 2900 重组分0.05 7500 379 合计7678 吨吨C4原料的原料产品差价为原料的原料产品差价为1800元左右，吨元左右，吨C4原料的加工成本为原料的加工成本为 1200元左右（含公用工程费、折旧、人员工资及税等所有费用）元左右（含公用工程费、折旧、人员工资及税等所有费用） 环保有关环保有关 1111 2012
10、-10-11 三废排放量及处理方式三废排放量及处理方式 三废 流程特点流程特点 1212 2012-10-11 技术特点：技术特点： 1、主要设备台数：、主要设备台数：260台套（全部国产）台套（全部国产） 2、装置占地：、装置占地：12000m2 3、20万吨万吨/年液化气进料时装置工程投资：约年液化气进料时装置工程投资：约2亿亿 丁烷脱氢技术简介丁烷脱氢技术简介丁烷脱氢技术简介丁烷脱氢技术简介 1313 2012-10-11 丁烷脱氢原理丁烷脱氢原理 Cat T C4H8+H2 生成少量生成少量CH4、C2H6、C2H4、C3H8和和C3H6等。等。 低压、高温有利于丁烷脱氢反应的进行；低
11、压、高温有利于丁烷脱氢反应的进行； 催化剂一般为催化剂一般为Pt系或者系或者Cr系；系； 催化剂均需要根据催化剂的积碳情况进行周期再生；催化剂均需要根据催化剂的积碳情况进行周期再生； C4H10 丁烷脱氢技术简介丁烷脱氢技术简介丁烷脱氢技术简介丁烷脱氢技术简介 1414 2012-10-11 较大较小4、占地 49已工业化装置（含丙烷） 3、业绩 2530min-循环时间 循环再生连续（CCR）再生方式 铬系铂系类型 2、催化剂再生系统 负压正压操作压力 48-反应器隔离阀 8 较大较小4、占地 49已工业化装置（含丙烷） 3、业绩 2530min-循环时间 循环再生连续（CCR）再生方式 铬
12、系铂系类型 2、催化剂再生系统 负压正压操作压力 48-反应器隔离阀 84/34/3反应器数量 轴向、冷壁径向、热壁结构 1、反应器系统 B 反应器数量 轴向、冷壁径向、热壁结构 1、反应器系统 BA A C3/C4C3/C4脱氢技术简介脱氢技术简介脱氢技术简介脱氢技术简介 主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程 1515 2012-10-11 丙烷脱氢：丙烷脱氢： 主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程 1616 2012-10-11 To DeC3 主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程 1717 2012-10-11 丁烷脱氢：丁烷脱氢： 异丁烷脱氢为异丁烯
13、异丁烷脱氢为异丁烯 异丁烯反应消耗异丁烯反应消耗 正丁烷异构为异丁烷正丁烷异构为异丁烷 主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程主要工艺流程 1818 2012-10-11 C3/C4烷烃脱氢：烷烃脱氢： 物料平衡说明物料平衡说明物料平衡说明物料平衡说明 1919 2012-10-11 15万吨/丙烷+10万吨/年丁烷 丁烷转化率： 初期：55.1% 末期：52.5% 异丁烯选择性： 初期：89.0% 单耗：1.124 末期：88.6% 单耗：1.129 15万吨/丙烷+10万吨/年丁烷 丁烷转化率： 初期：55.1% 末期：52.5% 异丁烯选择性： 初期：89.0% 单耗：1.124 末期：8
14、8.6% 单耗：1.129 WAIT：623.6 LHSV：3.5 WAIT：623.6 LHSV：3.5 消耗情况消耗情况消耗情况消耗情况 2020 2012-10-11 29中压蒸汽0.35MPag（t/h） 9中压蒸汽1.0MPag（t/h） -33.9MW 燃料气（MW） 4700循环水（t/h） -147 蒸汽凝结水（t/h） 14 除氧水（t/h） 99中压蒸汽3.5MPag（t/h） 4900电耗（kWh） 29中压蒸汽0.35MPag（t/h） 9中压蒸汽1.0MPag（t/h） -33.9MW 燃料气（MW） 4700循环水（t/h） -147 蒸汽凝结水（t/h） 14 除
15、氧水（t/h） 99中压蒸汽3.5MPag（t/h） 4900电耗（kWh） 注1、燃料气按照氢气全部做燃料气估算； 2、冷却负荷按照全部为水冷考虑； 注1、燃料气按照氢气全部做燃料气估算； 2、冷却负荷按照全部为水冷考虑； 15万吨万吨/丙烷丙烷+10万吨万吨/年丁烷年丁烷 占地情况占地情况占地情况占地情况 2121 2012-10-11 100 流程特点流程特点 2222 2012-10-11 技术特点：技术特点： 1、设备台数：、设备台数：350 （部分进口）（部分进口） 2、装置占地：、装置占地：26000m2 3、20万吨万吨/年液化气进料时装置总投资：约年液化气进料时装置总投资：约
16、7亿亿 4、关键点：装置规模越大，效益越好。 丁烷异丁烯 （ 、关键点：装置规模越大，效益越好。 丁烷异丁烯 （ H2） 5400 1吨丁烷可生产吨丁烷可生产0.877吨异丁烯 甲醇 吨异丁烯 甲醇MTBE 价格价格 2600 7800 1吨丁烷吨丁烷+501kg甲醇可生产甲醇可生产1.378吨吨MTBE 粗算效益：粗算效益：1.378X7800-1X5400-.501X2600=4046元 吨异丁烯成本： 元 吨异丁烯成本：1000元（仅考虑公用工程消耗） （副产氢气价值没有计算在内） 元（仅考虑公用工程消耗） （副产氢气价值没有计算在内） 项目技术难度分析项目技术难度分析项目技术难度分析项目技术难度分析 2323 2012-10-11 工艺问题：工艺问题： UOP的混合脱氢装置工艺复杂，设计难度高，特别是 催化剂连续再生CCR部分。 UOP的混合脱氢装置工艺复杂，设计难度高，特别是 催化剂连续再生CCR部分。 催化剂的还原和反应部分为氢和烃环境
