近年来，炼厂液化气用于化工原料深加工的比例迅速增加。据CMAI统计，2009年世界范围内作为化工原料的液化气已占液化气总消费量的23.9%。相比而言，截止2006年我国液化气用于石化生产原料的比例尚不足0.5%[1-2]。未来，我国潜在的可用于深加工的液化气数量可观。 近年来，我国的催化裂化加工能力已达约1.5亿吨/年，乙烯生产能力约1500万吨/年，年产液化气2000万吨/年以上。目前，国内市场的大部分丙烷主要用作燃料，部分用作蒸汽裂解制乙烯的原料以及溶剂脱沥青的溶剂。C4资源中除异丁烯主要用于生产MTBE而得到了较为充分的利用外，其余的丁烷和正丁烯等同样具有很高的利用价值，但利用不够充分，主要还是作为民用液化气燃料使用。为提高宝贵石油资源的利用率和附加值，近年来国内外有关机构加强了针对液化气深度利用技术的研发。社区搜索
1 C3、C4资源利用技术概述
1.1 C3资源利用技术
炼厂的C3资源主要包括丙烷和丙烯。
1）丙烷
近年来，国内外开发的丙烷利用技术主要包括丙烷脱氢制丙烯、丙烷氨氧化合成丙烯腈、丙烷芳构化生产苯、甲苯和二甲苯等。
2）丙烯
炼厂生产的丙烯主要用于生产聚丙烯。此外，还有一部分用于生产丙烯腈、生物丁辛醇和PO，利用较为充分。
1.2 C
4
资源利用技术
1）MTBE[3]
由C4中的异丁烯生产MTBE是一条比较理想的C4利用途径。MTBE生产工艺技术成熟可靠，投资较少，且MTBE作为重要的高辛烷值汽油调合组分市场需求一直较大。MTBE生产技术在我国还有很大的发展潜力。由MTBE再分解还可以生产纯度较高的异丁烯，可以作为生产丁基橡胶、MMA（甲基丙烯酸甲酯）、叔丁基苯酚和农药中间体等的原料，市场前景十分广阔。
2）C4芳构化[4]
C4芳构化技术可以将C4转化为芳烃或富含芳烃的高辛烷值汽油组分。目前，C4芳构化技术有两种工艺路线：一条工艺路线的主要产物是以三苯（苯、甲苯、二甲苯）为主的芳烃。工艺反应温度较高，大于500℃。不仅可以转化C4中的烯烃，同时C4烷烃也可以得到转化，但缺点是会产生较多的干气（15%以上）；另一条工艺路线是以高辛烷值汽油调合组分作为目的产物，反应温度较低（一般为300～450℃），只能转化C4中的烯烃组分，优点是干气产量较低，小于2%。
纳豆菌种
目前国际上已有的低碳烃芳构化技术有UOP公司的CYCLAR技术、Sanyo公司的alpha工艺和Mobil公司的M2-forming技术等。国石科院、大连理工大学和洛阳设计院炼制研究所等也开发了各自的芳构化技术，其中石科院开发的轻石脑油和C4非临氢改质（芳构化）技术已在国内的二十多套工业装置上得到应用。 3）骨架异构
将正丁烯骨架异构为异丁烯主要是为了生产MTBE。丁烯异构装置必须同其它装置集成在一起使用，通常是MTBE生产装置。异构化装置的原料可以是MTBE装置产生的抽余液分离出C4饱和烃以后的组分。异构化的产物富含异丁烯，循环回MTBE合成装置以增加MTBE的产量。
离子膜烧碱能够将正丁烯骨架异构为异丁烯的工艺有BP/Mobil 合资公司的ISOFIN TM工艺、IFP的ISO-4TM工艺、UOP的
刘小平
石油化工科学研究院 北京 100083
摘要：概述了炼厂C
3
、C4轻烃资源的利用技术。以某炼化企业典型的催化裂化液化气构成为例，结合液化气芳构化、丙烷异丁烷混合脱氢、丁烷异构化、MTBE等轻烃深加工技术，以苯、甲苯、二甲苯和MTBE为目标产品，共设计了四个轻烃资源深度利用方案。同时以中国石化通用价格体系进行了经济效益测算，结果表明以上四个方案均具备较好的经济效益，投资回报率均高于30%。相关企业可根据目标产品以及经济效益对比情况进行方案选择。 关键词：液化气 总流程 经济效益 芳构化 丁烷骨架异构 丙烷异丁烷脱氢 MTBE
Utilization of C3 and C4 species in refinery
第n个空间Liu Xiaoping
蜂盘
Research Institute of Petroleum Processing，SINOPEC，Beijing 100083，China Abstract：This paper reviews the utilization of C3 and C4 species in refinery. Four light hydrocarbon utilization plans are designed based on the typical components of LPG produced from catalytic cracking unit by use of liquefied petroleum gas（LPG）aromatization，propane/iso-butane dehydrogenation，butane isomerization and methyl tertiary-butyl ether（MTBE）. The target products are benzene，toluene，xylene and MTBE. The economic benefits are calculated by use of general price system of SINOPEC. The results show that these plans are competitive economically with return on investment as higher as 30%. The producers can make a choice according to the target products and economic benefits.
Key words：liquefied petroleum gas；overall process flow；economic benefit；aromatization；butane skeletal isomerization；propane/iso-butane dehydrogenation；MTBE
27
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Butesom TM 工艺、德克萨斯烯烃厂和Phillips公司联合开发的SKIP TM 工艺、Lyondell工艺、以及Snamprogetti的SNAM工艺。
4）异丁烷脱氢
异丁烷脱氢技术是通过异丁烷脱氢生产异丁烯。目前已经工业化的异丁烷脱氢工艺有Phillips公司的Star工艺、Lummus公司的Catofin 工艺、IFP的FDB-4工艺及UOP 公司的Olef lex工艺等，其中在国际上应用较为广泛的有Lummus公司的Catofin工艺和UOP公司的Oleflex工艺，各有近十套工业装置；
石科院也开发了丙烷/异丁烷脱氢催化剂和移动床工艺技术。
2 轻烃深度利用方案设计
基于我国目前液化气利用深度不足的现状以及液化气深度利用技术的多样性，本课题结合相关技术设计了四个液化气深度利用技术方案，并从产品结构、经济性等方面进行了对比分析。文中所采用的液化气深加工技术均为石油化工科学研究院的自有技术。方案设计遵循的几点原则如下：
工厂设计规模100万吨/年；
原料为中国石化某下属炼化企业催化裂化液化气，其典型构成（按照炼厂对液化气加工的实际情况，已除去其中的丙烯）见表1；
主要目的产品包括汽油调合组分（MTBE、汽油）和芳烃（苯、甲苯和二甲苯）；
轻烃利用技术包括MTBE、烷基化、芳构化、丁烯骨架异构、正丁烷骨架异构、丙烷异丁烷混合脱氢。本研究采用的技术数据均来自石科院的基础研究数据和工业应用数据；
经济评价采用中国石化110美元/桶价格体系。
表1 典型原料构成
组分名称比例，%丙烷21.34丙烯0.40异丁烷45.34正丁烷27.16异丁烯 2.11丁烯1，2 3.66合计
100.00
2.1 方案1：“C 4芳构化-乙烯原料”方案
催化裂化液化气经气体分馏装置分离出丙烷、少量的丙烯与混合C 4。丙烷作为车用或民用燃料，少量丙烯可作为高附加值产品外销。混合C 4进入芳构化装置加工，目的产品为苯、甲苯和二甲苯。此外，还副产一定量的氢气、戊烷油和C 9+芳烃，其中戊烷油和饱和液化气可作为优质
的乙烯裂解原料对外销售。方案流程示意图见图1。
图1 方案1技术方案示意图
2.2 方案2：“芳构化-丙烷异丁烷混合脱氢-丁烷异构-MTBE”方案
催化裂化液化气经气体分馏装置分离出丙烷、少量丙烯与混合C 4。丙烷作为脱氢装置的原料生产高附加值产品丙烯。混合C 4进入芳构化装置加工，目的产品以苯、甲苯、二甲苯为主。此外，芳构化装置还产生一定量的饱和液化气组分。饱和液化气经精细分离装置分为丙烷、正丁烷和异丁烷，丙烷与异丁烷可通过混合脱氢装置生产丙烯产品与异丁烯组分。正丁烷通过骨架异构转化为异丁烷，然后通过丙烷/丁烷混合脱氢装置转化为异丁烯。异丁烯组分最终用于生产高附加值的MTBE。
与方案1相比，本方案实现了对液化气资源的深度利用，但流程长，投资大。方案流程示意见图2。
图2 方案2技术方案示意图
2.3 方案3：“芳构化-丙烷异丁烷脱氢-MTBE”方案
由于方案2中正丁烷骨架异构装置规模小，仅为2万吨/年，本方案中在方案2基础上，不考虑建设正丁烷骨架异构装置，而将正丁烷直接作为产品出售。在缩短流程的同时亦可减少投资。本方案其它主要物料加工方式同方案2一致。图3 方案3技术方案示意图
2.4 方案4：最大量产MTBE方案
本方案以最大量生产MTBE为最终目标。与其它方案相比，不考虑建设芳构化装置生产苯、甲苯和二甲苯产品。
催化裂化液化气经气体分离装置分离出丙烷与混合C 4。丙烷作为混合脱氢装置的原料生产丙烯。混合C 4进入MTBE装置，其中的异丁烯与外购甲醇进行醚化反应生产MTBE。醚后C 4进入精细分离装置分出正丁烷、异丁烷、异丁烯和丁烯1，2，其中的丙烷与异丁烷通过混合脱氢装置生产丙烯产品与异丁烯组分。正丁烷通过骨架异构转化为异丁烷，然后进入丙烷丁烷混合脱氢装置转化为异丁烯。异丁烯组分最终用于生产高附加值的MTBE。技术方案示意图见图4。
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图4 方案4技术方案示意图
3 对比分析
3.1 产品结构对比
各方案物料平衡详情见表2。
（1）方案1的目标产品为芳烃，产量为34.36万吨/年。其它产品均为副产品或附加值较低的产品；
（2）方案2的目标产品不仅包括芳烃34.36万吨/年，还有MTBE 6.58万吨/年和丙烯35.58万吨/年；
（3）方案3目标产品为芳烃34.36万吨/年、MTBE 6.36万吨/年、丙烯34.43万吨/年，MTBE和丙烯产量比方案2略低；
（4）方案4的目标产品以MTBE为主（约100万吨/年），此外还有约20万吨/年丙烯。
3.2 技术经济指标对比
技术经济指标详情见表2。
表2 各方案技术经济指标
项目名称方案1方案2方案3方案4
综合商品率，%90.1979.9680.3377.69
投资额/亿元627.827.646.2
单位利润/（元·t-1）173.68623.33608.242909.65
投资回报率，%38.9532.4232.0472.98（1）方案1由于流程较短，综合商品率高，但产品平均附加值低，造成单位产品的利润与其它方案相比较低；同时，由于流程短，投资少，投资回报率较高；
（2）方案2和方案3产品附加值高，单位产品利润较高。但由于工厂流程长、装置多，总投资额大，其投资回报率与方案1接近；
（3）方案4产品利润和投资回报率远高于前三个方案。但由于本方案产品结构以较为单一的MTBE为主，其经济性受MTBE产品价格波动影响较大，具有一定的的风险性。
4 结论与建议
通过以上研究可知，四个液化气深加工技术方案均具备较好的经济效益，投资回报率均高于30%，高于我国目前炼油项目的利润。但液化气集中深加工还需考虑液化气的运输成本，本方案暂未考虑，由此会导致投资回报率一定程度上的降低。但整体上讲，液化气深加工未来还是具备一定的市场潜力，值得有关企业进行科学规划布局。
企业可根据目标产品或方案的技术经济学进行相关方案的选择。若企业目标产品为苯、甲苯和二甲苯，可考虑选择方案1或方案3技术流程。方案1流程短，投资少，投资回报率高；方案3流程长，投资
大，但产品附加值高，且同样具备较高的产品利润和投资回报率；若企业目标产品为油品，则可考虑方案4。虽然方案4流程长、投资大，但经济性好，体现在单位产品利润高、投资回报率高。但方案4产品以MTBE为主，产品结构较为单一，经济效益受MTBE的市场价格波动影响较大，有一定的风险。
奶报箱参考文献
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[4]李再婷.中国炼油技术新进展[M].北京：中国石化出版杜，1997：
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置火灾危险性甲类的仓库。
4 竖向布置的优化设计
本项目场地现状为山坡，地面自然标高最低点约为84.00米（黄海高程系），最高点约为96.80米。现有库房地面自然标高约为82.50米。根据仓库区物流需要，竖向布置宜采用平坡式。在竖向设计时，通过库区南北两侧运输道路，将新建库区用地与其西侧现有库房外道路顺接。
库区内的竖向设计，相邻台地间的连接通常有两种方法：毛石挡土墙和护坡。相同高度，单位长度下，采用挡土墙连接的方式，优点是节约用地，缺点是投资较高。采用护坡连接的方式，优点是投资较省，且能够利用护坡坡面进行绿化，美化库区环境，缺点是护坡占地面积较大。
下面以高度为4米，长度为10米的情况，比较两者的优缺点；
（1）当H=4.0米，L=10.0米时，毛石挡土墙体积V=72m3，占地面积S=17m2，工程费约36000元；
（2）当H=4.0米，L=10.0米时，砌块护坡面积S=77m2，占地面积S=62.5m2，工程费约13000元。
在实际工程项目中，还需要结合项目自身特点，确定适当的竖向设计。
5 消防安全的优化设计
库区的消防安全贯彻“预防为主，防消结合”的方针，在总平面布置方面不仅执行国家现行的有关法律、法规和技术规范，满足各类安全防火距离，同时在库区四周设带篦子排水沟，在正常情况下，有组织地排放库区雨水至厂区雨水系统；事故状态下，拦截受污染的水体存储至集水池，不至于污染其他区域。
6 结束语
经过总图的优化设计，使某化工厂危险品仓库改造项目达到了选址合理，满足国家、地方规范的要求，方便使用和管理，节省投资，节约运行成本，尽量减少运输车辆对社会的影响，既有经济效益，又有社会效益。
参考文献
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[2]吴连芹. 危险化学品仓库的安全防火[J]. 安全，2003：2.
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