豇 ⑥⑥ 馅蹬 攘路 国０００口回厦厕 钱伯章朱建芳 炼油厂ＩＧＣＣ技术采用高硫渣油（或 后的沥青质作为气化器进料 加氢裂化 厂和电网。同时取得减少排放污染的良好 ＧＣＣ前．ＳＯ 、ＮＯ 和颗粒物质 焦炭）等炼厂劣质进料．通过基于部分氧 装置加工脱沥青油（ＤＡＯ） 生产低硫柴 效果 设置Ｉ ９６、０．６７５１３０．２２ｋｇ／ｔ原料．设 化的气化技术产生合成气 不仅可使合成 油和加氢蜡油 气化装置产生的氢气供 排放分别为１ＧＣＣ后．上述污染物排放分别减少到 加氢裂化装置用氢７２１￣／天．合成气为清 置Ｉ气通过燃气轮机一蒸汽透平发电、产汽， 而且可带来很大的环境效益，可使ＣＯ，排 洁燃料，供一体化气化联合循环（ＩＧＣＣ） 放减少４Ｏ％，ＳＯｘ、ＮＯｘ、ｃ０和颗粒物质排 发电装置发电。联产发电装置有２台燃气 放减少８０％．使炼厂满足日益苛刻的污 轮机￣１：１２台蒸汽透平发电机 利用过剩的 染排放标准。 一１３４．、０．３９￣１ｏ １１ｋｇ／ｔ原料。 加拿大Ｏｐｔｉ公司Ｌｏｎｇ Ｌａｋｅ，￥砂加工 期改造项目中，将含硫的合成原油产品 合成气发电，气化过程的废热锅炉发生 送入加氢裂化，进一步改质为优质低硫 ＩＧＣＣ技术首先基于气化技术，德士 蒸汽。超临界脱沥青装置生产２６０吨／时 的合成原油。来自合成原油装置的沥青 古和壳牌公司等均开发有专有技术。德士 ＤＡＯ供加氢裂化装置进料．６８１￣／时沥青 质作为液体进料进入气化系统。该项目采 古公司己有３１套气化设施用于渣油气化． 发电量超过６０００ＭＷ。 质供气化进料。加氢裂化装置使用来自 用４台气化器，每台能力为１ ０３３，Ａ／天。气 气化器的氢气６ ５吨／时。三台气化器总能 化产生的合成气经冷却器产生７．７ＭＰａ蒸 美国路易斯安娜州Ｍｏｔｉｖａ炼厂渣油 力１ ６３２１￣／天（每台５４４１ｔ／１ｉ／天），后置酸 汽。来自合成气冷却器的蒸汽经改质后 脱Ｈ ｓ￣ｎｃｏ，） ＣＯ变 提供给其他工艺装置作过程蒸汽。冷却 气化制氢用于加氢裂化装置，于１ ９８３年 性合成气处理单元（ 投运。荷兰壳牌佩尼斯炼油厂自１ ９９７年 换和氢气提纯单元。后的合成气经酸性气体处理系统处理， 起就应用气化技术发电和产氢。埃克森 壳牌公司在荷兰的佩尼斯（Ｐｅｒｎｉｓ）炼 处理后的大多数合成气直接送至变压吸 美孚化学公司新加坡的装置采用乙烯焦 油厂．Ｊｉｎｘ：能力约为１ ８００万吨／年。２０世 附（ＰＳＡ）单元以回收氢气。所产氢气足 油气化发电１ ６０ＭＷ。日本炼制公司的装 ￣８８ｏ年代后期，该炼厂进行了面向２１世纪 以满足改质装置的用氢需求 无ＣＯ变换 ＿置使用沥青气化发电３４２ＭＷ。 可为炼油厂提供需用的大量氢气。 的现代化改造。主要项目有：建设世界规 反应器。来自ＰＳＡ的较高压力尾气直接供 天．耗氢２８５１￣／天 建设１ ６５０吨／天渣油 ＣＯ，，ＩＧＣＣ装置通过气化产生合成气，也 模级加氢裂化装置 处理能力为８ｏｏｏ￣／ 给用户（主要是蒸汽发生器）。尾气低含 其热值与粗合成气差不多。 我国福建炼化公司在建设８０万 波兰Ｇｒｕｐａ Ｌｏｔｏｓ公司．属加氢裂化 气化装置 产氢供加氢裂化装置．并通过 和润滑油型炼油厂，２００６年原油加工能 联产发电装置产生高压蒸汽和清洁燃料 吨／年乙烯装置，炼油厂的炼油能力从 力达１１１１６００万，Ｅ／年。该综合性炼油厂组 气。该炼油厂的ＩＧＣＣ装置生产２８５１１１：／天 ４００万吨／年扩增至１ ２００万吨／年，改造 合采用了气化装置，常减压渣油脱沥青 氢气供给炼油厂，另发电１１０ＭＷ＇￣给炼 后的炼油厂设计加工沙特阿拉伯含硫原 ２０１０年第５期ｌ ２１ 炼化世界 油。改造项目设计中的气化装置将处理 的生产运营十分关键。该装置应用壳牌 烧也需要后处理，且难以收集ＣＯ，；第三 脱沥青的沥青以生产合成气，合成气通 部分氧化工艺（ＰＯＸ），以溶剂脱沥青装 种气化，虽然投资较高 但经济性好 优 过ＣＯ变换、脱除酸性气￣ＤＰＳＡ，用于发电 置沥青为原料，生产整个炼油乙烯项目所 于外购能源，还能使原油加工利润提高 和产氢。氢气用于炼厂扩能后的工艺装 需要的部分氢气和大部分超高压蒸汽及 Ｏ ３Ｏ～Ｏ ５０美元／桶，其污染物排放与天 置。含有芳烃化合物及高含量硫和金属 部分电力。其中，发电能力为２８０ＭＷ．配 然气联合循环燃烧工厂相近．且能够收 的沥青质进入两台并列的气化器系到， 套产生氢气每小时８万标准立方。同时副 集ＣＯ，。石油焦用作气化原料的好处还 本远低于天然气。炼油厂的石油焦成本， 总进料量为１ ２ｏｏ￣／天，一个系列就可产 产氮气和氧气 满足生产装置新增氮气 有：灰分低，热值高达２８００万ＢＴｕ／ｔ，成 生工艺过程用氢，另设第三台气化器供４ 和氧气要求。 年一次的维修切换使用。来自气化单元 气化产生的合成气不仅可通过联合 在过去十年问只有６～１ ２美元／吨 相当 的粗合成气经ＣＯ变换和脱除酸性气，脱 硫后进入燃气轮机。氢气通过ＰＳＡ单元 提纯。核心技术是气化器和特定设计合 成气流冷却器。气化器为耐火衬里的低合 金钢容器。气化过程所需氧气来自空分单 元。在１ ３００。Ｃ和６．５ＭＰ虾部分氧化的产 物即为粗合成气，含有烟炱和灰的颗粒。 粗合成气在合成气流冷却器中冷却至 ４００。Ｃ，回收的热量用于产生１ ２ ５ＭＰａ高压 蒸气，高压蒸气供石化联合装置尤其是 裂解装置使用。 ２００９年７月，福建炼油乙烯ＩＧＣＣ项目 打通全流程 稳定产出蒸汽和氢气 彻底 改变了福建炼油乙烯～体化项目蒸汽不 足的现状，为整个项目投料开车打下基 础。福建炼油乙烯一体化项目共分乙烯 ＩＧＣＣ（汽电联产）、ＰＸ－－大关键线路。其 中 ＩＧＣＣ项目是目前国内第一套采用国外 先进技术、与炼油化工装置配套的大型 气化一体化联合循环装置。它作为整个 福建炼油乙烯一体化项目的公用工程核 心岛，将为整个项目提供蒸汽、氢气、氮 气、氧气和电力。年加工原油１２００万吨， 年产８０万吨乙烯 ８０万吨聚乙烯、４０万吨 聚丙烯和７０万吨芳烃的福建炼油乙烯一 体化项目于２００９年１１月１１日在福建泉州市 泉港区正式投入商业运行。至此 中国首 套高度集成的汽电联产大型环保节能项 目——ｌＧｃｃ也宣告建成。建设了我国首 套高度集成的汽电联产大型环保节能项 目——ｌＧＣＣ（氧化气化／汽电联产）装置， 以沥青为原料．生产工厂所需的氢气、氧 气、氮气、蒸汽及发电（满负荷运行时发 电量可满足全厂大部分装置电力需求） 并回收过程中全部二氧化硫、氮氧化物及 废渣，实现清洁生产 零排放 。 ＩＧＣＣ多联产是福建炼油乙烯项目中 一套公用工程装置，对整个炼油乙烯项目 ２２ Ｉ ２０１０年第５期 循环发电、产汽、供氢 而且可用以生产 石化产品 如羰基醇、甲醇、碳酸二甲酯、 醋酸和醋酐等。合成气也可通过费一托合 成生产石化用石脑油、高十六烷值柴油和 高质量蜡。实施炼油向石油化工的延伸。 因天然气和电价上涨、氢气（用于加 氢处理生产清洁燃料）和蒸汽需求上升， 而又有低价焦炭供应，使美国等地炼制 商和电力生产商正热衷于石油焦炭气化。 面对重质原油加工和焦化装置增多，世 界石油焦供应过剩 致使焦炭气化倍受 关注。 拥有一体化联合循环（ＩＧＣＣ）设施 的两家美国电力生产商己将煤炭气化 切换为石油焦气化：靠近Ｔｅｒｒｅ Ｈａｕｔｅ的 Ｗａｂａｓｈ｝￣电厂从２００３年起１Ｏ０％改用焦 炭；在Ｐｏｌｋ郡的Ｔａｍｐａ电力公司也己改用 ６０７ｄｏ焦炭。美国炼制商Ｐｒｅｍｃｏ ｒ公司在 Ｄｅｌａｗａｒｅ￣ｇ￣ＪＭｏｔｉｖａ炼油厂的２４００Ｄ￣／天石 油焦气化发电装置也提高了运转率。此 外，将有更多的美国炼厂计划建设焦炭 气化项目。 据统计，美国休斯敦２００４年初石 油焦价格为４～６美元／吨（即１ ５美分／百 万英热单位），仅为美国天然气价格的 １／３０。美国生产的大量石油焦用于水泥 窑或锅炉 对环境有污染，因焦凑含硫高 达６％、含金属高达３０００ＰＰｍ 而焦炭气 化具有诸多优点，焦炭（和煤炭７可转化 为氢气、蒸汽和电力＿转化过程像天然气 转化一样 清洁 ，远比常规燃煤发电要 洁净得多，因而具有发展前景。 炼油厂生产的石油焦有三种利用方 案：一种是外销，其价格只有０．２０～０．４５ 美元／百万ＢＴＵ（２００４年 美国），如果市 场不好，还有销售困难。第二种是用作 燃料，虽然投资和操作费用中等，但不是 特别有效，即使利用循环流化床锅炉燃 于０ ２０—０．４５美元／百万ＢＴＵ。可是 ２００４ 年美国的天然气平均价格为６ １４美元／百 万８ＴＵ，前５年的平均价格为４ ６３美元／百 万ＢＴＵ，过去１０年的平均价格为３ ４３美元 ／百万ＢＴＵ。炼油厂用石油焦气化生产合 成气发电成本低．＜１ ５美元／百万ＢＴＵ 制氢成本也低于天然气（４美元／１ ０ＯＯ英 尺）的制氢成本。用合成气还可以生产肥 料、化学品和合成油。￣Ｌ５＇１、，炼油厂的废 油、罐底油泥、溶气浮选的固体物、催化 裂化废催化剂等都可用作气化原料。 据测算 一座１ ０００万吨／年（２０万 桶／天）炼油厂，生产高硫燃料级石油 焦４７００ Ｎ￣／天，需要用氢气９５４万 ／ｄ、 １ＯＯ＃Ｋ瓦电和４ ２ＭＰａ、３９９。Ｃ的蒸汽８５３ ５ 吨／／Ｊｑ￣Ｊ＇－。新建一套气化联合循环一体化 （ＩＧＣＣ）装置的总投资为９亿美元。其中． 空分装置（生产能力为４２００１￣｛／日氧气） 投资１ ３０｛Ｌ美元 气化装置（包括焦浆制 备、石油焦气化、合成气净化、变换、硫磺 回收）投资３ ７０亿美元 发电装置（包括 ２套燃气轮机和热回收蒸汽发生器以及２ 套辅助锅炉）投资２ ６亿美元；辅助和系 统外设施投资１ ４０亿美元。操作费用总 计５５００万～６５００万美元／年 其中操作和 维修费用４５００万美元／年 原料费用１ＯＯ０ 万－－２０００万美元／年（石油焦价格按６～１ ２ 美元／＃Ａ计）。按照这种方案的经营效果 是：基建投资９ ０亿美元，操作费用５５００ 万～６５００万美元／年，收益／节省１．８亿～ １ ９亿美元／年（天然气价格按４．６３美元／ 百万ＢＴＵ，电价按４８美元 瓦计），税后 内部收益率１ ５％，电和蒸汽的现金成本 １ ２０～４５美元／百万ＢＴＵ当量 原油加工 费用节省０．４０～０ ４５美元／桶Ｉ ｊ 参考文献 《节能减排一可持续发展的必由之路》利 学出版社２００８年４月
