煉廠轉(zhuǎn)型生產(chǎn)對(duì)二甲苯方案的經(jīng)濟(jì)性分析

向明燕，張玉琳

（中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司，北京 100101）

1 煉廠轉(zhuǎn)型的背景分析

2018 年中國(guó)原油一次加工能力8.31 億噸/年（不計(jì)常減壓小于100萬(wàn)噸/年的小型煉廠）[1]，煉油新增產(chǎn)能3 240萬(wàn)噸/年，其中民營(yíng)企業(yè)新增產(chǎn)能占73.76%。大型民營(yíng)企業(yè)持續(xù)推進(jìn)基地化、規(guī)模化、技術(shù)先進(jìn)、“化主油輔”的大型煉化一體化項(xiàng)目建設(shè)，相較于現(xiàn)存煉廠，普遍具備裝置規(guī)模大、鏈條長(zhǎng)、技術(shù)新、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)等特點(diǎn)，經(jīng)營(yíng)主體的多元化將造成競(jìng)爭(zhēng)格局更加激烈。

隨著煉油能力的快速發(fā)展，原油加工量的持續(xù)增加，汽油產(chǎn)量增速加快。隨著汽車市場(chǎng)發(fā)展的日益成熟，加之燃料油效率提升、替代能源的快速發(fā)展以及共享單車等出行方式的變革，汽油需求已由高速增長(zhǎng)換擋為中低速增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)成品油資源過(guò)剩程度加劇，成品油出口量顯著增加，煉油行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展迫在眉睫。

隨著中國(guó)聚酯工業(yè)的飛速發(fā)展，拉動(dòng)其上游原料對(duì)苯二甲酸裝置的建設(shè)速度，但對(duì)苯二甲酸的原料對(duì)二甲苯國(guó)內(nèi)產(chǎn)能增長(zhǎng)緩慢，遠(yuǎn)不能滿足下游需求，供給缺口巨大，對(duì)外依存度逐年攀高，國(guó)家“十三五”規(guī)劃中將對(duì)二甲苯作為重點(diǎn)發(fā)展行業(yè)的焦點(diǎn)產(chǎn)品，企業(yè)投資建設(shè)的熱情高漲。

本方案研究煉廠轉(zhuǎn)型生產(chǎn)對(duì)二甲苯對(duì)汽油池、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及全廠收益的影響，并對(duì)通過(guò)優(yōu)化流程減少外購(gòu)原料來(lái)提高全廠收益的方案進(jìn)行分析。

2 方案研究

2.1 現(xiàn)狀分析

工廠現(xiàn)有一套120萬(wàn)噸/年連續(xù)重整裝置，其生成油經(jīng)苯抽提和分餾出的苯和混合二甲苯作為產(chǎn)品外賣，其余抽余油和重整重汽油作為汽油調(diào)和組分。重整重汽油中主要包含甲苯和C9+芳烴以及C7

+非芳烴組分，辛烷值很高。

全廠汽油池調(diào)和組分包括催化汽油，重整重汽油、烷基化油，加氫裂化輕石腦油和加氫石腦油等，各調(diào)和組分性質(zhì)見(jiàn)表1。按國(guó)Ⅵ乙醇汽油調(diào)和組分油標(biāo)準(zhǔn)，全廠汽油產(chǎn)量為236.61 萬(wàn)噸/年，按出廠汽油標(biāo)號(hào)比例，92#和95#乙醇汽油調(diào)和組分油產(chǎn)量分別為141.97萬(wàn)噸/年和94.64萬(wàn)噸/年，辛烷值為94.6，汽油池辛烷值過(guò)剩。

表1 汽油池調(diào)和組分性質(zhì)

由于面臨成品油市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，工廠準(zhǔn)備轉(zhuǎn)型發(fā)展，進(jìn)一步向化工產(chǎn)業(yè)鏈延伸，擴(kuò)大芳烴生產(chǎn)，減少油品產(chǎn)量來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。擬建設(shè)一套100 萬(wàn)噸/年對(duì)二甲苯裝置，原料來(lái)自建成的120萬(wàn)噸/年連續(xù)重整裝置的重整生成油，不足原料利用區(qū)域提供的混合二甲苯資源。

2.2 流程說(shuō)明

以石腦油為原料生產(chǎn)對(duì)二甲苯的典型流程示意見(jiàn)圖1，芳烴聯(lián)合裝置的主要產(chǎn)品對(duì)二甲苯和苯作為化工原料，副產(chǎn)品非芳烴抽余油及富含 C2的干氣可以作為蒸汽裂解原料，重整氫作為煉廠主要?dú)湓?。芳烴聯(lián)合裝置是連接煉油和化工的橋梁和紐帶，在大型煉化一體化裝置中具有重要地位。

2.3 物料平衡

擬建裝置原料為連續(xù)裝置C6+生成油，新建裝置的物料平衡見(jiàn)表2，由于原料不足，需外購(gòu)混合二甲苯48萬(wàn)噸/年。

表2 擬建裝置物料平衡 萬(wàn)噸/年

續(xù)表

2.4 公用工程消耗

方案實(shí)施后全廠公用工程消耗增量見(jiàn)表3。

表3 實(shí)施后全廠公用工程消耗增量

2.5 項(xiàng)目實(shí)施后汽油調(diào)和組分變化

項(xiàng)目實(shí)施后，由于高辛烷值的重整重汽油不再作為汽油調(diào)和組分，全廠汽油池辛烷值降低，需要芳烴裝置抽提出17.67萬(wàn)噸/年甲苯調(diào)回汽油池中，但辛烷值仍不足，造成低辛烷值的重整抽余油無(wú)法調(diào)入汽油池中，只能作為化工輕油外賣。同時(shí)，由于催化汽油比例增大，烯烴含量不滿足國(guó)ⅥB 的內(nèi)控指標(biāo)，可滿足國(guó)ⅥA 的內(nèi)控指標(biāo)要求。項(xiàng)目實(shí)施后國(guó)Ⅵ乙醇汽油調(diào)和組分及產(chǎn)品性質(zhì)見(jiàn)表4。

2.6 全廠物料變化

項(xiàng)目實(shí)施后全廠物料平衡變化的影響見(jiàn)表5。從表5看出，方案中增加外購(gòu)混合二甲苯48萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品中新增對(duì)二甲苯100.53萬(wàn)噸/年，苯產(chǎn)量增加7.77萬(wàn)噸/年，混合二甲苯減少33.12萬(wàn)噸/年。92#和95#國(guó)Ⅵ乙醇汽油調(diào)和組分油產(chǎn)量分別減少29.89萬(wàn)噸/年和19.93萬(wàn)噸/年。

2.7 收益分析

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，按照中國(guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司的2019年布倫特原油40美元、60美元和80美元價(jià)格體系及中國(guó)石化2017-2019年市場(chǎng)均價(jià)進(jìn)行測(cè)算，產(chǎn)品全部采用不含稅價(jià)格（即不含增值稅和消費(fèi)稅），公用工程價(jià)格參考項(xiàng)目當(dāng)?shù)貎r(jià)格（不含稅）。與項(xiàng)目實(shí)施前對(duì)比，方案項(xiàng)目實(shí)施后的增量收益見(jiàn)表6。

由表6 可知，在不同價(jià)格體系下收益差別很大，40美元價(jià)格體系和3年均價(jià)體系下收益分別為3 218萬(wàn)元/年和8 329萬(wàn)元/年，而60美元和80美元價(jià)格體系下項(xiàng)目虧損，分別虧損44 843萬(wàn)元/年和72 248萬(wàn)元/年。其原因是：

表4 項(xiàng)目實(shí)施前后汽油調(diào)和組分及產(chǎn)品性質(zhì) 萬(wàn)噸/年

表5 實(shí)施后全廠物料平衡變化 萬(wàn)噸/年

影響產(chǎn)品收入和原料成本較大的物料是對(duì)二甲苯、混合二甲苯和汽油（見(jiàn)圖2）。以40美元價(jià)格體系為例，通過(guò)計(jì)算可知，汽油減少的收入占對(duì)二甲苯產(chǎn)品增加收入的30.69%，混合二甲苯增加的原料成本與混合二甲苯產(chǎn)品減少的收入之和占對(duì)二甲苯產(chǎn)品增加收入的64.93%，占比很大。

表6 不同價(jià)格體系下的收益對(duì)比 萬(wàn)元

不同價(jià)格體系下物料價(jià)格之間的價(jià)差差別很大，對(duì)二甲苯與混合二甲苯2017-2019年均價(jià)價(jià)差最高為1 555元/噸，40美元價(jià)格體系價(jià)差為890元/噸，80美元價(jià)格體系價(jià)差最低為556元/噸。對(duì)二甲苯與汽油在40美元價(jià)格體系下價(jià)差最高為1 706萬(wàn)元/噸，2017-2019年均價(jià)價(jià)差為1 232元/噸，80美元價(jià)格體系下價(jià)差最低為530元/年。由于80美元價(jià)格體系下對(duì)二甲苯與混合二甲苯以及與汽油的價(jià) 差都很低，造成在這個(gè)價(jià)格體系下項(xiàng)目收益最差。

以40美元和80美元價(jià)格體系為例分析混合二甲苯和汽油的價(jià)格變化對(duì)收入與原料成本差值收益的影響，由圖3 可知，兩種價(jià)格體系下混合二甲苯價(jià)格變化對(duì)收益影響大于汽油價(jià)格變化對(duì)收益的影響。在方案中外購(gòu)混合二甲苯48萬(wàn)噸/年，同時(shí)減少混合二甲苯產(chǎn)品產(chǎn)量33.12萬(wàn)噸/年，總變化量為減少88.12萬(wàn)噸/年，雖然對(duì)二甲苯產(chǎn)量增加100.53萬(wàn)噸/年，但由于項(xiàng)目收益受混合甲苯價(jià)格影響最大，所以在高價(jià)差的40美元價(jià)格體系下項(xiàng)目收益最好，低價(jià)差的80美元價(jià)格體系下項(xiàng)目收益最差。

如果方案在60美元和80美元價(jià)格體系下項(xiàng)目仍有收益，則混合二甲苯價(jià)格在60美元價(jià)格體系下每噸價(jià)格需降低590 元，在80 美元價(jià)格體系下每噸價(jià)格需降低930元。

3 優(yōu)化方案

通過(guò)分析可知，混合二甲苯價(jià)格對(duì)項(xiàng)目收益影響很大，為提高項(xiàng)目收益，對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)一步優(yōu)化，利用現(xiàn)有加氫裂化和重整裝置設(shè)備富余能力，局部適應(yīng)性改造提高處理能力，把部分進(jìn)柴油加氫裝置的柴油改進(jìn)加氫裂化裝置增加加氫裂化處理量，并按多產(chǎn)石腦油方案調(diào)整加氫裂化裝置產(chǎn)品分布，為重整裝置多提供加氫裂化重石腦油原料，滿足重整裝置擴(kuò)能至150萬(wàn)噸/年原料需求，可減少擬建裝置外購(gòu)混合二甲苯量，優(yōu)化方案外購(gòu)混合二甲苯減至33.5萬(wàn)噸/年（見(jiàn)表7）。

優(yōu)化方案下產(chǎn)品中新增對(duì)二甲苯100.18萬(wàn)噸/年，苯產(chǎn)量增加9.62萬(wàn)噸/年，混合二甲苯產(chǎn)品減少33.12萬(wàn)噸/年。油品減少69.32萬(wàn)噸/年，其中，92#和95#國(guó)Ⅵ乙醇汽油調(diào)和組分油產(chǎn)量分別減少31.21萬(wàn)噸/年和20.8萬(wàn)噸/年，柴油減少17.31萬(wàn)噸/年。

表7 優(yōu)化后擬建裝置物料平衡 萬(wàn)噸/年

經(jīng)測(cè)算，優(yōu)化方案在不同價(jià)格體系下的收益均有增加，如表8 所示。在40 美元價(jià)格體系下收益比原方案增加17 441 萬(wàn)元/年，在80 美元價(jià)格體系下收益比原方案增加5 085萬(wàn)元/年。優(yōu)化方案在60美元和80美元價(jià)格體系下雖然收益比原方案有增加，但仍受外購(gòu)混合二甲苯價(jià)格與對(duì)二甲苯價(jià)格差價(jià)低的影響，項(xiàng)目收益仍為負(fù)。

4 結(jié)論

1）重整裝置生成油由汽油調(diào)和組分轉(zhuǎn)為生產(chǎn)對(duì)二甲苯裝置原料的煉廠轉(zhuǎn)型，將影響全廠汽油池產(chǎn)量以及辛烷值的降低，如工廠辛烷值嚴(yán)重不足時(shí)，為滿足汽油池產(chǎn)品出廠要求，需要外購(gòu)其他高辛烷值組分，將影響全廠產(chǎn)品收益。

表8 優(yōu)化方案后不同價(jià)格體系下的收益對(duì)比 萬(wàn)元

2）利用重整生成油為原料生產(chǎn)對(duì)二甲苯，當(dāng)原料不足時(shí)采用外購(gòu)混合二甲苯補(bǔ)充的情況下，通過(guò)分析不同價(jià)格體系項(xiàng)目收益與對(duì)二甲苯分別與混合二甲苯及汽油價(jià)格價(jià)差關(guān)系可知，低油價(jià)的價(jià)格體系由于差價(jià)高，項(xiàng)目收益高而高油價(jià)的價(jià)格體系下，由于價(jià)差低項(xiàng)目收益低或甚至虧損。

3）混合二甲苯價(jià)格的變化對(duì)收益影響最大，因而通過(guò)優(yōu)化方案降低二甲苯外購(gòu)量來(lái)降低原料成本，對(duì)提高項(xiàng)目收益有利。

綜上，煉廠轉(zhuǎn)型生產(chǎn)對(duì)二甲苯項(xiàng)目收益受原料與產(chǎn)品價(jià)差影響很大，隨之國(guó)內(nèi)對(duì)二甲苯產(chǎn)能的快速增加，未來(lái)對(duì)二甲苯供應(yīng)將從短缺走向過(guò)剩，市場(chǎng)格局的變化對(duì)煉油轉(zhuǎn)型生產(chǎn)對(duì)二甲苯將造成一定的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，合理規(guī)劃，加快工藝技術(shù)進(jìn)步，提高資源利用率，降低原料成本，以上下游配套一體化建設(shè)為趨勢(shì)，將是提高芳烴裝置競(jìng)爭(zhēng)力的主要方向。