化工技术经济论文提纲

论文题目：重质馏分油加工路线的技术经济分析与生命周期评价

摘要：随着我国经济发展步入新常态及新旧动能转化的现实要求,炼化企业的产品结构正在发生显著改变。炼油向化工转型、发展炼油化工一体化已成为我国炼油行业的主流趋势,而催化裂解和加氢裂化成为由生产燃料转向生产化工产品的两条加工路线中的两项关键技术。目前炼化一体化的企业主要选择加氢裂化路线,但从未见到对两条路线的技术经济与社会环境进行系统量化研究的报道。本文基于Aspen HYSYS计算平台,以石蜡基和中间基重质馏分油为原料,通过过程模拟、技术经济和社会环境影响分析,对炼油向化工转型的两条路线进行评价,为我国炼油化工产业发展路线选择提供指导。首先对催化裂解和加氢裂化路线中涉及的单元过程进行模拟研究与验证。以工业数据或中试数据为基础,建立了催化裂化/裂解、加氢裂化、蒸汽热裂解等单元过程模型,单元过程的模拟值与实测数据吻合良好。在严格的集总动力学模型基础之上,将其转化为Delta-Base线性化模型,并验证了Delta-Base线性化模型的准确性,实现了跨装置、集成度高、多循环物流的多单元过程组合加工路线在全局范围内的整体优化计算。基于两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）技术,耦合催化柴油（LCO）加氢回炼,构建了HTMP组合工艺。以HTMP中试数据为基准,建立了HTMP工艺过程模型。模拟优化结果显示,适当提高提升管反应器出口温度、LCO加氢装置入口温度以及增大加氢LCO回炼比能够提高HTMP工艺液化气和汽油的收率。当加氢LCO全部回炼时,液化气和汽油收率之和超过86 wt.%,汽油研究法辛烷值达到96。分别以大庆原油和沙特轻质-沙特重质混合原油各自的重质馏分作为典型的石蜡基和中间基原料,对催化裂解和加氢裂化路线的四种方案进行了技术经济对比分析。评价结果表明,催化裂解路线中HTMP方案的氢耗较低,能耗和基本化工原料收率居中,而加氢裂化路线的氢耗、能耗、基本化工原料收率均高于催化裂解路线;以布伦特原油80US$/bbl和现行炼油化工产业税收政策为基准,催化裂解路线中HTMP方案的年生产总值、净现值（NPV）和内部收益率（IRR）均为最高,而加氢裂化路线的年税后净利润最高、年生产总值最低、NPV和IRR低于HTMP方案。综合评价认为,HTMP方案更适合加工石蜡基或中间基原油重质馏分油,有助于提升项目经济效益、国家税收和生产总值;加氢裂化路线更适合加工非石蜡基原油的大型炼化一体化项目,有助于提高企业经济效益和基本化工原料收率。本文提出了将经济、环保与生命周期评价法相结合的生命周期社会环境模型。以催化裂解和加氢裂化路线分别创造每一百万元生产总值为基准,对两条路线四种方案的生命周期温室气体（GHG）排放和一次能源消耗进行了定量计算。结果表明,加氢裂化路线的GHG排放量约为催化裂解路线的1.11～1.74倍;加氢裂化路线一次能源消耗量同样高于催化裂解路线,约为其1.10～1.17倍。在所有加工方案中,HTMP方案的GHG排放量居中,一次能源消耗量最少,采用HTMP方案加工石蜡基或中间基原油重质馏分油在经济和环保方面均具有优势。

关键词：重质馏分油;催化裂解;加氢裂化;技术经济分析;生命周期评价

学科专业：化学工程与技术

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 我国炼油行业现状

1.2.1 发展炼化一体化

1.2.2 坚持绿色发展

1.2.3 加强技术创新

1.3 催化裂解技术进展与应用

1.3.1 生产双烯的催化裂解技术

1.3.2 多产丙烯的催化裂解技术

1.4 加氢裂化技术进展与应用

1.4.1 石脑油型加氢裂化技术

1.4.2 尾油型加氢裂化技术

1.5 炼化一体集成技术研究

1.5.1 过程模型化研究

1.5.2 技术经济分析

1.5.3 社会环境评价

1.6 本论文主要研究工作

第二章 馏分油关键加工过程单元模型的建立

2.1 前言

2.2 原料性质模型

2.2.1 原油性质分析数据库

2.2.2 原料性质估算方法

2.3 催化裂化/裂解模型

2.3.1 二十一集总反应动力学模型

2.3.2 分离系统模型

2.4 加氢裂化模型

2.5 加氢处理模型

2.6 催化重整模型

2.7 蒸汽热裂解模型

2.7.1 原料性质

2.7.2 模型建立与对比分析

2.8 反应模型线性化处理

2.9 小结

第三章 重油催化裂解-催化柴油选择性加氢回炼耦合工艺(HTMP)的模拟与优化

3.1 前言

3.2 基于TMP技术的裂解模型

3.2.1 原料性质的模拟

3.2.2 TMP模型的建立与验证

3.2.3 TMP回炼LCO与 HCO的模拟结果与验证

3.3 HTMP过程模型的建立及验证

3.3.1 LCO加氢过程模型的建立与验证

3.3.2 HTMP过程模型的建立及验证

3.4 操作参数对HTMP工艺产物分布及性质的影响

3.4.1 提升管出口温度

3.4.2 加氢LCO回炼比

3.4.3 LCO加氢装置入口温度

3.5 HTMP工艺操作参数的优化

3.6 HTMP过程模型的应用

3.7 小结

第四章 重质馏分油催化裂解和加氢裂化路线的技术经济分析

4.1 前言

4.2 技术经济研究方法

4.3 技术经济分析要素与基准

4.3.1 经济分析要素

4.3.2 经济分析基准

4.4 石蜡基重质馏分油催化裂解和加氢裂化路线的技术经济分析

4.4.1 对比流程设计与边界条件设定

4.4.2 技术性能分析

4.4.3 经济效益分析

4.4.4 财务评价

4.4.5 敏感性分析

4.5 中间基重质馏分油催化裂解和加氢裂化路线的技术经济分析

4.5.1 对比流程设计与边界条件设定

4.5.2 技术性能分析

4.5.3 经济效益分析

4.5.4 财务评价

4.5.5 敏感性分析

4.6 重质馏分油催化裂解和加氢裂化路线的选择分析

4.7 小结

第五章 重质馏分油催化裂解和加氢裂化路线的生命周期评价

5.1 前言

5.2 生命周期评价法概述与模型

5.2.1 生命周期评价发展概述

5.2.2 生命周期评价模型

5.3 石蜡基重质馏分油催化裂解和加氢裂化路线的生命周期评价

5.3.1 生命周期边界与功能单位定义

5.3.2 数据收集

5.3.3 生命周期清单

5.3.4 生命周期评价

5.4 中间基重质馏分油催化裂解和加氢裂化路线的生命周期评价

5.4.1 生命周期边界与功能单位定义

5.4.2 数据收集

5.4.3 生命周期清单

5.4.4 生命周期评价

5.5 小结

结论

参考文献

致谢