天然氣綜合利用的技術(shù)經(jīng)濟分析

王瑞麗

天然氣綜合利用的技術(shù)經(jīng)濟分析

王瑞麗

中國石化洛陽分公司

洛陽分公司目前將高附加值產(chǎn)品補入干氣及燃料油系統(tǒng)，來保證裝置用氫氣及燃料系統(tǒng)的平衡。本文通過對洛陽分公司目前燃料消耗現(xiàn)狀的分析，提出天然氣綜合利用的途徑和可行性，闡明了天然氣綜合利用后產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是可觀的。

燃料消耗現(xiàn)狀

洛陽分公司制氫原料和工藝燃料消耗主要是裝置自產(chǎn)干氣，不足部分以燃料油補充。目前分公司燃料氣產(chǎn)量約為39367Nm3/h。其中4636Nm3/h由液化氣補充提供，其余部分主要來自兩套催化、新柴油加氫、蠟油加氫及焦化等五套裝置產(chǎn)約34000Nm3/h，占總產(chǎn)量的87%。分公司燃料氣消耗主要集中在常減壓、重整、制氫、焦化及芳烴裝置，五套裝置消耗約35164Nm3/h，占燃料氣總耗量的87%。

油品質(zhì)量升級改造工程完成后，工藝用燃料量增加，而兩套催化裝置由重油催化變?yōu)橄炗痛呋?，干氣產(chǎn)率降低，造成燃料不平衡度增加。隨著2010年10月15日260萬t/a新柴油加氫裝置的投入運行，4萬m3/h制氫裝置也同步投入運行，目前負(fù)荷率保持在30%左右，制氫裝置的投入運行，需多消耗干氣3.05萬t/a，使燃料不平衡度進一步增加（詳見表1）。

高附加值產(chǎn)品平衡燃料情況

為保證氫平衡及燃料系統(tǒng)平衡，2010年1～9月份每月瓦斯管網(wǎng)及燃料油系統(tǒng)中需補入一定量的液化氣、加氫蠟油、拔頭輕油漿、石腦油等高附加值產(chǎn)品，這些燃料的補入影響高附加值產(chǎn)品收率約1個百分點。補入情況如表2所示：

天然氣利用改造項目技術(shù)經(jīng)濟分析

1.天然氣利用的必要性

天然氣是優(yōu)質(zhì)的制氫原料，也是清潔的工業(yè)用燃料氣。中國石化榆林-濟南天然氣管線將于2010年底投用，目前安陽-洛陽天然氣長輸管道正在建設(shè)，設(shè)計輸量15億m3/a，在洛陽分公司東北方向約2公里處建設(shè)分輸站，并為洛陽分公司公司預(yù)留了下載口，這為洛陽分公司利用天然氣資源創(chuàng)造了有利條件。若采用天然氣作為洛陽分公司制氫裝置原料，并補充工藝用燃料不足，可降低裝置能耗及生產(chǎn)成本。因此，實施天然氣綜合利用改造項目，將天然氣用于制氫和補充裝置工藝用燃料，是十分必要的。按照2011年6月份原料價格測算，使用天然氣后全年可降低制氫及燃料系統(tǒng)毛成本11146萬元。

毛成本=補充的非干氣物料折合成液化氣的量×液化氣的單價-補充的非干氣物料折合成天然氣的量×天然氣的單價

其中：液化氣的量=89960t/a

液化氣的單價=4382元/t

天然氣的量=82962t/a

天然氣的單價=3408元/t

2.洛陽分公司對天然氣的需求量

天然氣熱值約是液化氣熱值的三分之一（以體積計，天然氣的熱值為37.6MJ/m3,液化氣的熱值約為108.4MJ/m3）。由于本項目實施后以燒干氣為主，不足部分可補充天然氣，所以燃燒管路設(shè)計以天然氣參數(shù)為準(zhǔn)。按各種非干氣燃料與天然氣的質(zhì)量熱值比計算停補非干氣燃料后所需的天然氣需求量（氫氣供需處于平衡狀態(tài)）如表3所示：

根據(jù)上述計算過程，可以確定近期（明年）天然氣需求量為1.1564億Nm3/a。

隨著原油硫性質(zhì)劣質(zhì)化和裝置加工量的提高，及成品油質(zhì)量升級的要求，氫氣需求量會明顯攀升，對天然氣的需求也會相應(yīng)日益增加，屆時需天然氣1.95億m3?？紤]到企業(yè)今后的發(fā)展，項目按遠(yuǎn)期達到3.0億Nm3/a進行規(guī)劃設(shè)計。

3.天然氣項目改造內(nèi)容

項目內(nèi)容包括天然氣長輸管道敷設(shè)、計量系統(tǒng)、緩沖罐設(shè)置等，以及廠區(qū)內(nèi)部分燃料系統(tǒng)管網(wǎng)改造、聚酯車間熱媒爐的改造等。

管道自橫澗分輸站至分公司的天然氣管道埋地敷設(shè)，從洛陽分公司東北側(cè)進入廠區(qū)。進入廠區(qū)后，天然氣管道一路接入裝置干氣管網(wǎng)；另一路接入制氫裝置內(nèi)天然氣緩沖罐。

天然氣管道工程實施的同時，洛陽分公司需對聚酯裝置三臺 50160MJ/h燃油熱媒爐進行燃?xì)飧脑?，使用天然氣作為燃料，保證加熱爐平穩(wěn)運行，天然氣用量是5100Nm3/h。

經(jīng)濟效益測算

目前我國的乙烯缺口還很大，隨著乙烯工業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)每年需要進口大量的乙烯下游衍生物。采用稀乙烯制乙苯技術(shù)可直接將干氣作為乙苯裝置的原料,資金投入明顯低于建設(shè)蒸汽裂解裝置與配套的乙苯裝置?？梢赃_到以較少的資金投入利用稀乙烯的目的。

表3 停補非干氣燃料后所需的天然氣需求量

洛陽分公司催化干氣中乙烯資源量十分可觀，兩套催化裝置每年可產(chǎn)干氣約9萬噸，其中乙烯含量約1.4萬噸。但是目前將干氣僅作為燃料使用，使乙烯資源白白燒掉，十分可惜。

天然氣改造項目實施后，用天然氣來代替干氣作為裝置用燃料，然后利用干氣中的乙烯和苯烴化制備乙苯，再將乙苯絕熱負(fù)壓脫氫制苯乙烯。這樣就充分利用煉廠干氣中的乙烯資源，是提高資源利用率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本和增加企業(yè)經(jīng)濟效益的一條有效途徑。

根據(jù)兩套催化干氣中乙烯的含量及洛陽分公司發(fā)展規(guī)劃，乙苯—苯乙烯裝置的規(guī)?？砂?萬噸/年考慮。參照近期計劃新建同等規(guī)模的乙苯—苯乙烯裝置投資情況，新建8萬噸/年乙苯—苯乙烯裝置為4億～5億元。預(yù)測經(jīng)濟效益：財務(wù)內(nèi)部收益率(稅后)10.39%；投資回收期8.61年；年均銷售收入82220萬元；凈利潤3976萬元。

天然氣改造后干氣的再利用建議

經(jīng)初步測算，整個項目投資約為2908萬元。本項目引入天然氣，替代高附加值的液態(tài)烴、石腦油等燃料或制氫原料。非贏利性獨立企業(yè)項目，其經(jīng)濟效益與分公司的整體效益融為一體，不適于進行獨立經(jīng)濟效益評價。但為體現(xiàn)其重要性及經(jīng)濟可行性，對其按“項目有無法”，即將新增的項目投資帶來的成本節(jié)約值作為項目的經(jīng)濟效益來進行經(jīng)濟評價。

洛陽分公司近期天然氣需求量為1.1564億Nm3/a，可等熱值替代液化氣、石腦油、加氫蠟油、拔頭輕油漿等高附加值產(chǎn)品或中間產(chǎn)品。經(jīng)濟效益可按替代前后的成本節(jié)約值計算。

根據(jù)經(jīng)濟效益計算及相關(guān)基本數(shù)據(jù)，本項目實施后可節(jié)約成本11145萬元/年，所得稅后內(nèi)部收益率為293.9%，財務(wù)凈現(xiàn)值43890.4萬元，投資回收期1.3年。各項指標(biāo)優(yōu)于行業(yè)基準(zhǔn)水平，項目實施后有較大的經(jīng)濟效益。

綜上所述，實施天然氣綜合利用改造項目，近期可以替代高附加值的液態(tài)烴、石腦油等燃料或制氫原料，改變洛陽分公司燃料不平衡現(xiàn)狀，可節(jié)約成本11145萬元/年；遠(yuǎn)期可考慮應(yīng)用天然氣替代干氣作為消耗燃料，使節(jié)余的干氣用于發(fā)展乙苯—苯乙烯等化工裝置，也可產(chǎn)生較為可觀的經(jīng)濟效益，因此，該項目的實施對于洛陽分公司的發(fā)展十分有利。