2.2　總流程規(guī)劃集約化

2.2.1　總流程規(guī)劃集約化目標和方法

基于集約化方法思路，總流程規(guī)劃集約化是在全面識別項目內(nèi)部資源要素和外部影響因素，以及詳細分析資源特征和因素影響的基礎(chǔ)上，通過信息化平臺實施資源的全過程管理和統(tǒng)一優(yōu)化配置，從而實現(xiàn)資源的高效利用和價值增值的過程方法。總流程規(guī)劃集約化方法如圖2-4所示。

總流程規(guī)劃的內(nèi)部資源要素主要包括原料、技術(shù)等，外部影響因素主要有產(chǎn)業(yè)政策、市場需求等。對于內(nèi)部資源要素，主要分析項目原料的價值特征和工藝技術(shù)的功能特征；對于外部的影響因素，主要分析產(chǎn)業(yè)政策對項目的產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)及環(huán)保治理等方面的指標要求，以及市場需求對項目產(chǎn)品類型和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的影響。在總流程規(guī)劃集約化實施過程中，以項目的“高效益、低成本、低能耗、安全化、綠色化”為主要目標，利用PIMS等數(shù)字化工具開展項目資源的集中管理、統(tǒng)一配置、多目標、多方案的協(xié)調(diào)比選優(yōu)化，保證項目的整體競爭力。

總流程規(guī)劃集約化的內(nèi)容主要包括以下方面^［2］：

①根據(jù)石化產(chǎn)品的市場需求及所選原料性質(zhì)確定建設(shè)規(guī)模。

②工藝技術(shù)方案的選擇（了解和分析項目擬選用工藝技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用狀況）。

③裝置的設(shè)置與聯(lián)合方案。

④確定物料平衡，包括原料（含原料配置、輔助材料和燃料）與產(chǎn)品方案（含目標產(chǎn)品的組合、質(zhì)量、數(shù)量要求）。

⑤全廠物流安排（上下游裝置及儲存設(shè)施是否穩(wěn)定、是否做到合理銜接）。

⑥氫、硫、氮、蒸汽、燃料等關(guān)鍵組分/物料的平衡情況。

⑦確定投入物，如原材料、輔助材料、燃料、公用工程等的資源條件（規(guī)格、成分、質(zhì)量、配置與供應(yīng)狀況等）。

⑧提高產(chǎn)品收率，降低加工能耗，提高經(jīng)濟效益。

⑨進行多方案比選，確定比選的主要內(nèi)容，包括是否滿足建設(shè)規(guī)模的要求，是否滿足產(chǎn)品方案的要求，是否適應(yīng)原料（原材料、輔助材料、燃料、公用工程等資源條件）的加工要求，是否達到安全、環(huán)保、操作的穩(wěn)定與連續(xù)性、投資、效益的目標。

2.2.2　總流程規(guī)劃集約化的過程實施

基于項目資源識別和特征分析，通過構(gòu)建資源群組管理法，對加工方案進行集約化的規(guī)劃配置，以滿足建設(shè)需要。所謂資源群組管理法，就是以“群組”形式對同類石化工程項目原料資源進行集中轉(zhuǎn)化，對中間資源進行二次集中利用，對產(chǎn)品資源進行集中管理，同時以“群組”形式對核心工藝裝置、環(huán)保設(shè)施等進行技術(shù)集成和裝置聯(lián)合，實現(xiàn)物料和能量的節(jié)約使用。資源群組管理法示意圖如圖2-5所示。

2.2.2.1　以資源群組管理方法實施物料資源集約化利用

（1）對原料資源實施集約化群組分類管理

以“結(jié)構(gòu)”為特征對原料資源進行群組分類利用，以“價值”為特征對產(chǎn)品資源進行資源集中。

以煉廠方案規(guī)劃為例，原油資源根據(jù)“分子結(jié)構(gòu)”大小，大體劃分為：重油-渣油、蠟油、柴油、石腦油、輕烴和氣體六個群組，如圖2-6所示。根據(jù)工藝要求或產(chǎn)品需求，上述群組可進一步依據(jù)“分子結(jié)構(gòu)”特征進行資源的二次分類細化。以石腦油群組為例，可進一步劃分為輕、重石腦油群組，輕石腦油群組依據(jù)正異構(gòu)特征再次劃分為正構(gòu)和異構(gòu)，正構(gòu)石腦油群組依據(jù)“分子碳數(shù)”可進一步劃分為碳五群組和碳六群組等。

通過對原料進行由簡到繁的“分子結(jié)構(gòu)”特征組分類，群組資源的特點和價值經(jīng)過層層分解，逐漸顯現(xiàn)，將結(jié)構(gòu)特征相同或相似的資源組群集中處理，裝置規(guī)模擴大、數(shù)量減少，滿足加工深度要求的同時，最大化減少占地，降低投資和后續(xù)生產(chǎn)運營成本，提高整體效益。

如對于煉廠副產(chǎn)的大量輕烴和氣體資源，常規(guī)加工方案只對產(chǎn)量大且集中的催化裂化液化氣等少量資源進行回收利用，其他輕烴和氣體資源由于產(chǎn)量低、分布零散，通常作為低價值燃料外賣或自用，沒有發(fā)揮高附加值。依據(jù)資源群組管理方法，將所有加氫裝置副產(chǎn)低分氣進行群組集中脫硫和變壓吸附（PSA）處理，回收氫氣量約占總耗氫量的10%，能夠大幅度降低成本，為企業(yè)的降本增效做出貢獻。另外通過對全廠所有裝置副產(chǎn)飽和干氣、不飽和干氣中的碳二資源進行群組集中，可回收大量輕質(zhì)化乙烯原料，降低乙烯裝置生產(chǎn)成本。

以產(chǎn)品“價值”為特征的資源群組管理方面，最典型的是煉廠生產(chǎn)的車用汽油。通過調(diào)和多種不同“結(jié)構(gòu)”和不同“價值”的單一組分，如催化汽油、異構(gòu)化油、重整汽油等，使低價值的組分形成高價值的汽油產(chǎn)品，滿足市場需要，符合國家標準規(guī)范要求，在此過程中汽油產(chǎn)品價值已遠遠超過了等量催化汽油、抽余油等單一資源的價值。

（2）對中間產(chǎn)品實施資源群組利用

在識別原料資源特征和群組分類的基礎(chǔ)上，以“分子煉油”理念為指導(dǎo)，利用群組資源的分子結(jié)構(gòu)優(yōu)勢實現(xiàn)資源利用價值的最大化，做到“物盡其用”。

在煉廠中，催化柴油富含60%～80%多環(huán)芳烴（質(zhì)量分數(shù)），十六烷值為15～30，是一種非常劣質(zhì)的柴油資源。對于催化柴油的利用，一般采用常規(guī)的加氫改質(zhì)技術(shù)生產(chǎn)車用柴油，由于該技術(shù)氫耗高，反應(yīng)條件苛刻，催化柴油中的芳烴組分未得到合理利用，尤其是在當前柴油嚴重過剩的市場形勢下，這種高成本的利用方式未獲得資源價值的提升。在資源群組法思路下，催化柴油的轉(zhuǎn)化利用可以從其富含多環(huán)芳烴，尤其是雙環(huán)芳烴結(jié)構(gòu)的特征出發(fā)，引導(dǎo)雙環(huán)芳烴分子利用自身的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢向高價值的目標產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。例如催化柴油加氫轉(zhuǎn)化（RLG）就是基于該方法的一種催化柴油有效利用技術(shù)，它通過控制多環(huán)芳烴、雙環(huán)芳烴部分加氫飽和及裂化路徑，將催化柴油中的大分子芳烴轉(zhuǎn)化為高價值的苯、甲苯、二甲苯等芳烴（BTX）資源和高辛烷值的汽油調(diào)和組分，實現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化和經(jīng)濟效益提升。

對于直餾、加氫精制、加氫焦化、加氫裂化等石腦油資源，均可依據(jù)資源的結(jié)構(gòu)特征進行群組分類和利用。如直餾輕石腦油、加氫精制石腦油和加氫焦化石腦油群組由于鏈烷烴含量高，適宜作為乙烯裂解原料；加氫裂化輕石腦油群組由于富含異構(gòu)烷烴，辛烷值高，適宜作為汽油產(chǎn)品的調(diào)和組分；而直餾重石腦油和加氫裂化重石腦油群組由于芳潛值較高，適宜作為催化重整原料。

在乙烯裝置中，為實現(xiàn)烯烴收率的最大化，一般根據(jù)乙烯原料的分子結(jié)構(gòu)特征和裂解規(guī)律進行群組分類利用，如將輕烴群組、石腦油群組、柴油和加氫尾油群組資源分別送至不同操作條件的裂解爐進行高效轉(zhuǎn)化；而將富乙烯氣群組和裂解氣體產(chǎn)物直接送至深冷分離單元進行烯烴高效回收；未反應(yīng)的乙烷和丙烷資源繼續(xù)返回裂解爐裂解成乙烯、丙烯，使每一份有價值的資源都得到最充分的利用。從乙烯生產(chǎn)流程可以看出，乙烯的生產(chǎn)過程就是利用群組資源的結(jié)構(gòu)特征進行分子的逐級裂解，實現(xiàn)烴類大分子一步步轉(zhuǎn)化為小分子乙烯、丙烯等過程。對于化工下游產(chǎn)業(yè)鏈而言，烯烴的利用過程更是基于分子水平的聚合和分解實現(xiàn)高品質(zhì)、高端化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。

（3）對外在因素影響下的產(chǎn)品資源群組利用

對于石化工程項目而言，外在影響因素主要有法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)政策、市場需求等，其中法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策影響著項目的品種選擇、產(chǎn)品質(zhì)量以及能耗、安全、環(huán)保等要求，市場需求影響著項目的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝置規(guī)模、產(chǎn)品產(chǎn)量等指標。

以產(chǎn)業(yè)政策和市場需求為導(dǎo)向，對資源進行質(zhì)量評估和市場價值的評估，建立以產(chǎn)品質(zhì)量和市場價值為特征的產(chǎn)品群組和非產(chǎn)品群組，對非產(chǎn)品群組資源進行引導(dǎo)式轉(zhuǎn)化，并盡可能減少低市場價值產(chǎn)品的輸出。

為減少機動車尾氣排放污染，改善環(huán)境空氣質(zhì)量，促進綠色發(fā)展，我國成品油質(zhì)量升級持續(xù)加快。2018年底全國的車用汽柴油質(zhì)量均需滿足國Ⅵ標準，從國Ⅴ到國Ⅵ，烯烴和芳烴含量限制更嚴格，造成降烯烴和提高辛烷值的雙重壓力^［3］。

在市場需求方面，汽油市場基本趨于飽和，柴油市場已嚴重過剩，柴/汽需求結(jié)構(gòu)不平衡；相對于油品消費勢頭的減緩，化工產(chǎn)品的需求明顯增速。因此，為保證項目的高效益和競爭力，在總流程規(guī)劃過程中需以“產(chǎn)業(yè)政策”和“市場需求”為導(dǎo)向，實現(xiàn)資源的群組轉(zhuǎn)化。

煉廠柴油資源種類眾多，性質(zhì)千差萬別，針對直餾柴油和二次轉(zhuǎn)化的催化柴油、焦化柴油等資源，可依據(jù)市場需求對這類資源進行多途徑利用（如圖2-7所示）。在以“芳烴”為核心產(chǎn)品的企業(yè)中，低品質(zhì)的催化柴油富含芳烴結(jié)構(gòu)，可采用催化裂化劣質(zhì)柴油生產(chǎn)高辛烷值汽油或輕質(zhì)芳烴（LTAG）、RLG等工藝路線來增產(chǎn)高品質(zhì)汽油和芳烴產(chǎn)品；中等品質(zhì)的渣油加氫裂化柴油和焦化柴油則可通過柴油加氫裂化增產(chǎn)芳烴原料；而高品質(zhì)直餾柴油可根據(jù)市場需求來選擇是直接采用加氫精制技術(shù)生產(chǎn)柴油產(chǎn)品，還是通過加氫裂化工藝增產(chǎn)芳烴原料、航煤產(chǎn)品和乙烯原料。通過對柴油資源進行群組管理和多途徑轉(zhuǎn)化，芳烴產(chǎn)量增加，油品質(zhì)量更加優(yōu)質(zhì)。

對于石腦油資源，一方面遵循“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳”的原則進行加工利用，另一方面可依據(jù)“市場需求”進行加工路線選擇，實現(xiàn)核心產(chǎn)品的集中。如直餾輕石腦油在油品市場需求旺盛時可選擇異構(gòu)化技術(shù)生產(chǎn)汽油組分，在油品市場飽和或過剩時，可直接作為乙烯原料。

對于項目副產(chǎn)的大量輕烴資源，在油品質(zhì)量約束和市場需求驅(qū)動下，低價值不飽和液化氣、飽和液化氣資源可通過疊合、芳構(gòu)化和烷基化等技術(shù)提升油品質(zhì)量，實現(xiàn)高價值產(chǎn)品最大化。在旺盛的乙烯市場驅(qū)動下，飽和液化氣可直接作為乙烯裂解原料，不飽和液化氣分離出的飽和資源可作為裂解原料，剩余的不飽和資源可繼續(xù)采用疊合、烷基化、芳構(gòu)化等技術(shù)處理，富集飽和資源，從而實現(xiàn)乙烯資源的最大化和優(yōu)質(zhì)化。

2.2.2.2　以聯(lián)合裝置方式對項目方案實施集約化配置

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB 50160—2008，2018年修訂版）對聯(lián)合裝置的定義為：“由兩個或兩個以上獨立裝置集中緊湊布置，且裝置間直接進料，無供大修設(shè)置的中間原料儲罐，其開工或停工檢修等均同步進行，視為一個裝置”^［4］。工藝裝置聯(lián)合集約設(shè)置的優(yōu)勢在于節(jié)省占地、節(jié)約投資、節(jié)能減排、降低操作費用、減少操作和管理人員。聯(lián)合布置的特征及內(nèi)容如表2-1所示。

將裝置進行聯(lián)合的核心定為“開工或停工檢修等均同步進行”，主要原因是裝置停工檢修時發(fā)生火災(zāi)的概率較高。停工檢修時，一旦發(fā)生火災(zāi)會對正常生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅。

對于雖然不是上下游關(guān)系、但有相互關(guān)聯(lián)關(guān)系的裝置，若通過生產(chǎn)管理及檢維修管理保證同開同停、同時維修也可視為聯(lián)合裝置，其裝置平面布置可按聯(lián)合裝置考慮。常見的工藝聯(lián)合裝置有如下幾種。

（1）常減壓蒸餾-輕烴回收聯(lián)合

該聯(lián)合既有物料集成也有熱量集成。常減壓產(chǎn)生的直餾石腦油進入輕烴回收裝置的吸收穩(wěn)定裝置作為吸收油，回收氣體中攜帶的輕烴，再進行解吸。兩個裝置高度熱聯(lián)合集成，輕烴回收穩(wěn)定塔底重沸器采用常減壓蒸餾的常二中作為熱源，石腦油分餾塔底重沸器采用常減壓蒸餾的常一中作為熱源，脫吸塔中間重沸器則采用重石腦油作熱源等。

（2）催化裂化-氣體分餾-甲基叔丁基醚（MTBE）-烷基化-汽油脫硫聯(lián)合

聯(lián)合裝置的物料為上下游直接進料，催化裂化生產(chǎn)的汽油到汽油脫硫裝置進行脫硫，汽油脫硫裝置生產(chǎn)的含SO₂再生尾氣再送回到催化煙氣脫硫設(shè)施進行處理。催化裂化生產(chǎn)的不飽和液化氣直接送到氣體分餾裝置進行分離。氣體分餾裝置分離出的C₄組分依次送至MTBE和烷基化裝置作為原料。該聯(lián)合裝置往往也有熱量集成到其中，如催化裂化裝置主分餾塔循環(huán)物料產(chǎn)生低溫熱作為氣體分餾裝置塔底重沸器的熱源。

（3）催化重整-加氫裂化聯(lián)合

往往將催化重整產(chǎn)生的氫氣經(jīng)提純后送至加氫裂化裝置作氫源，而將加氫裂化裝置生產(chǎn)的重石腦油作為重整裝置的原料，兩個裝置進行聯(lián)合布置。

（4）不同加氫裝置聯(lián)合

由于不同類型的加氫裝置可共用同一氫源，尾氣可以到同一變壓吸附（PSA）裝置進行提純處理，循環(huán)氫脫硫可以共用同一溶劑再生裝置來的貧溶劑等，公用部分較多，往往將幾套加氫裝置進行聯(lián)合布置。

（5）溶劑再生-酸水汽提-硫磺回收聯(lián)合

煉廠硫磺回收裝置的進料基本為溶劑再生和酸水汽提的酸性氣，往往酸性氣的壓力較低并且遠距離輸送有安全風險，因此煉廠的溶劑再生、酸水汽提和硫磺回收基本按聯(lián)合裝置布置。該聯(lián)合集成見圖2-8。

（6）以“渣油加氫-催化裂化”為核心的聯(lián)合裝置

在石化企業(yè)中，常以催化裂化或催化裂解裝置為核心與上下游工藝裝置進行裝置群組構(gòu)建和裝置技術(shù)集成，目的在于充分利用催化裂化裝置副產(chǎn)的催化柴油、催化循環(huán)油等劣質(zhì)資源，以提高裝置的汽油收率或高價值輕烴收率。典型的聯(lián)合裝置群組有“渣油加氫-催化裂化”裝置群組和“催化裂化-催化柴油加氫”裝置群組，相應(yīng)的集成技術(shù)有“渣油加氫-催化裂化”雙向組合技術(shù)（RICP）、選擇性催化裂化工藝技術(shù)（IHCC）和LTAG等，這些集成技術(shù)已成為石化企業(yè)提高資源利用率和提質(zhì)增效的關(guān)鍵技術(shù)。

對于催化重循環(huán)油的利用，傳統(tǒng)流程一般是將催化重循環(huán)油在催化裂化裝置內(nèi)進行循環(huán)轉(zhuǎn)化；但由于芳烴含量高，催化重循環(huán)油直接裂化容易造成高價值的液體產(chǎn)品收率下降，外甩油漿、干氣和焦炭收率增加。RICP則通過構(gòu)建“渣油加氫-催化裂化”裝置群組，從群組資源綜合管理利用角度出發(fā)，通過改變催化重循環(huán)油的循環(huán)路徑，即先將其經(jīng)渣油加氫處理后再循環(huán)回催化裂化裝置（見圖2-9），一方面大幅改善了渣油加氫裝置的原料性質(zhì)，另一方面提高了催化裂化的液體收率。與傳統(tǒng)流程工藝相比，采用聯(lián)合裝置集約化技術(shù)配置后催化裂化裝置的汽油收率提高了2%左右。

與RICP類似，IHCC也是通過建立技術(shù)集約型裝置群組實現(xiàn)催化循環(huán)油高效利用的集成技術(shù)（見圖2-10）。IHCC從催化循環(huán)油的“分子煉油”理念出發(fā)，通過設(shè)置單獨的循環(huán)油定向加氫裝置，實現(xiàn)了多環(huán)芳烴的定向加氫飽和，加氫后循環(huán)油的催化裂化性能明顯改善。與常規(guī)路線相比，采用聯(lián)合裝置技術(shù)后催化裂化裝置的汽柴油收率提高了13%左右，資源的利用率提高，全廠經(jīng)濟效益明顯改善。

此外，聯(lián)合裝置的資源管理利用模式也可以實現(xiàn)劣質(zhì)催化柴油的高附加值轉(zhuǎn)化。如LTAG以“催化裂化”為核心建立了“催化裂化-柴油定向加氫”的聯(lián)合裝置（見圖2-11），實現(xiàn)了低品質(zhì)的催化柴油高效轉(zhuǎn)化為高附加值的催化汽油或芳烴（BTX）。在催化裂化單元，加氫催化柴油的單程轉(zhuǎn)化率大于70%，汽油選擇性接近80%，汽油和液化氣的選擇性高達90%。

（7）重整芳烴裝置聯(lián)合

芳烴生產(chǎn)流程長、裝置單元多，換熱過程較為復(fù)雜，構(gòu)建聯(lián)合裝置可發(fā)揮芳烴原料資源的集中管理利用優(yōu)勢，實現(xiàn)資源的高效轉(zhuǎn)化和能量的綜合利用。芳烴聯(lián)合裝置群組通過裝置單元的緊湊布置，裝置之間可直接采用熱進料，避免了物流的重復(fù)加熱，節(jié)省了大量能耗；同時通過裝置之間進行物流的熱聯(lián)合和低溫熱利用，大大降低了裝置整體能耗。圖2-12為重整芳烴聯(lián)合裝置加工流程簡圖。

（8）環(huán)保處理裝置聯(lián)合

對于環(huán)保裝置而言，可將酸水汽提、溶劑再生和硫磺回收三套裝置聯(lián)合，以便于資源的清潔生產(chǎn)過程管理，減少安全環(huán)保風險。通過物流聯(lián)合型裝置群組的建立，酸水汽提裝置、溶劑再生裝置與硫磺回收裝置之間不僅實現(xiàn)了短流程直供料，避免了高濃度的酸性氣在廠區(qū)內(nèi)的長距離輸送和壓力損失，減少管線的腐蝕危險，保證了裝置的安全運行和清潔生產(chǎn)；而且通過各裝置之間的蒸汽利用優(yōu)化，聯(lián)合裝置的整體能耗水平也大幅下降。

2.2.2.3　以全廠裝置聯(lián)合方式實施流程規(guī)劃的集約化

除同類裝置的聯(lián)合集約設(shè)置以外，對煉油廠、化工廠、芳烴廠等多個功能廠區(qū)進行統(tǒng)一考慮，將裝置群作為集約化實施的裝置資源，通過全系統(tǒng)、大范圍的聯(lián)合集約，使得總加工流程更為流暢，節(jié)省裝置占地面積，降低廠區(qū)間物料輸送儲罐的儲存時間，減少管理的界面，定員大幅減少，對于企業(yè)產(chǎn)品競爭力的提升，以及管理成本的節(jié)約具有促進作用。

（1）典型的煉油-乙烯一體化流程集約化配置

在石化工程中，各個不同功能廠區(qū)聯(lián)合形成煉化一體化的生產(chǎn)企業(yè)，為石化產(chǎn)品集約化生產(chǎn)模式提供載體，可優(yōu)化資源配置和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，擴大市場空間，增強積極應(yīng)對市場變化的能力，提高經(jīng)濟效益。通過煉油、化工一體化的流程安排，優(yōu)化各個工藝過程的原料，可最大限度地降低化工原料的成本^［5］。與單獨的煉油廠和單獨的化工廠相比，一體的聯(lián)合企業(yè)具有占地面積更少的廠內(nèi)、廠外以及公用工程設(shè)施，土地資源集約使用。典型的煉化一體化模式見圖2-13。

從圖2-13可以看出，原油經(jīng)過煉化一體化企業(yè)的煉油廠加工處理后，生產(chǎn)符合市場質(zhì)量標準要求的汽油、煤油、柴油等燃料產(chǎn)品，通過公路、鐵路和水路等不同運輸方式，源源不斷輸送到不同的客戶終端。

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的飽和液化氣、拔頭油、石腦油、加氫尾油等產(chǎn)品經(jīng)過管道以及相應(yīng)的緩沖儲運設(shè)施后，直接供給化工廠的乙烯生產(chǎn)裝置，經(jīng)過裂解單元裂解，再經(jīng)冷卻、分離處理后，產(chǎn)生的聚合級乙烯、聚合級丙烯等中間原料，再經(jīng)過管道直接供給下游的聚乙烯、聚丙烯、環(huán)氧乙烷/乙二醇等裝置進行再次加工處理后，生產(chǎn)出符合市場要求的聚乙烯、聚丙烯、乙二醇等產(chǎn)品，通過不同的運輸方式，送往精細化工生產(chǎn)企業(yè)作為原料使用。在化工廠乙烯、丙烯等主要中間產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的氫氣、燃料氣等資源，在滿足自身裝置需要的同時，富余部分將直接并入煉油廠相應(yīng)供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，實現(xiàn)了物料直接的互供。同時聚烯烴裝置反應(yīng)所需的1-丁烯等共聚物，也通過煉化一體化流程提供，實現(xiàn)了全廠物料互供，減少外部采購的品種和數(shù)量，為企業(yè)生產(chǎn)運營成本的降低提供了可能。

（2）化工型煉油-乙烯一體化流程集約化配置

由于裝置規(guī)模的擴大，石化企業(yè)逐漸從分散向集中，從單一向聯(lián)合，從粗放向集約模式轉(zhuǎn)變。從近年來新建的或者改造的石化工程來看，千萬噸級的煉油和百萬噸級的乙烯已經(jīng)逐漸成為標配，新的全廠總加工流程模式的轉(zhuǎn)變，適應(yīng)了集約化、智能化石化工業(yè)發(fā)展的趨勢，保障了國家能源戰(zhàn)略安全，滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。市場需求的變化，也給煉化一體化全廠總加工流程的調(diào)整指明了方向。煉油廠以往的功能是生產(chǎn)汽油、煤油、柴油等油品，集約化流程配置的主要目的是提高原油資源的利用率，多生產(chǎn)油品，隨著市場變化，尤其是新一輪能源革命的影響，油品需求的總量在下降，結(jié)構(gòu)在調(diào)整，柴油產(chǎn)品面臨較大的銷售壓力，在此種市場形勢的影響下，煉化一體化提供了解決方案，煉油廠從油品型向化工品型轉(zhuǎn)變，主要為下游化工廠提供裂解原料，通過蒸汽裂解獲得乙烯等單體產(chǎn)品，用于發(fā)展高附加值的化工衍生物^［6］。化工型煉油-乙烯一體化流程如圖2-14所示。

（3）煉油-乙烯-芳烴一體化流程集約化配置

近年來，為滿足芳烴產(chǎn)品的需求，尤其是對二甲苯產(chǎn)品的需求，煉油-乙烯一體化流程逐漸向煉油-化工-芳烴一體化轉(zhuǎn)變。煉油-化工-芳烴一體化模式見圖2-15。

對于原料及產(chǎn)品資源，優(yōu)質(zhì)的乙烯裂解原料為富含鏈烷烴的輕烴，而芳烴原料為富含環(huán)烷烴的重石腦油餾分；乙烯裂解產(chǎn)生的裂解汽油富含芳烴，可作為芳烴原料，其抽余油富含環(huán)烷烴，為優(yōu)質(zhì)的重整原料；而重整汽油的抽余油基本為鏈烷烴，又是非常優(yōu)質(zhì)的乙烯裂解原料。在煉油為乙烯裂解和芳烴分別提供優(yōu)質(zhì)原料的同時，重整的副產(chǎn)品氫氣和乙烯裂解副產(chǎn)的甲烷氫又可送至煉油裝置作為氫源。這種一體化的模式使得煉油生產(chǎn)的副產(chǎn)品能得到最大化的利用，乙烯和芳烴生產(chǎn)過程中富余的氫氣、燃料氣等資源可以通過一體化裝置的集中處理，真正做到“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳”。

（4）非乙烯路線煉油-芳烴-乙烯一體化流程集約化配置

受乙烯產(chǎn)品市場需求的影響，傳統(tǒng)的煉油-芳烴-乙烯一體化流程中，對于乙烯裝置以多產(chǎn)乙烯為主。近幾年，國內(nèi)對非乙烯路線煉化一體化進行了深入的研究，通過優(yōu)化調(diào)整煉油廠的加工流程，選擇合適的工藝技術(shù)路線，利用價值相對較低的重質(zhì)原料增產(chǎn)以丙烯為主的低碳烯烴產(chǎn)品，以乙烯、丙烯等低碳烯烴產(chǎn)品為載體，發(fā)展具有一定規(guī)模、有特色、競爭力強、差異化的化工產(chǎn)品。該一體化過程可在煉油廠加工流程中一步實現(xiàn)，不需二次轉(zhuǎn)化。原料為價值相對較低的重質(zhì)原料，而不是優(yōu)質(zhì)的石腦油資源。一體化的載體以丙烯為中心，以發(fā)展丙烯衍生物為主要目的^［6］。該一體化模式見圖2-16。

從圖2-16可以看出，該一體化流程的核心是用重油作原料，生產(chǎn)富含丙烯的氣體和富含芳烴的石腦油組分，不生產(chǎn)油品，可實現(xiàn)在煉油廠一步生產(chǎn)出烯烴和芳烴。丙烯的生產(chǎn)成本相對較低，用短流程延長產(chǎn)業(yè)鏈，豐富煉油產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)的綜合競爭力。

2.2.2.4　以總流程優(yōu)化平臺為基礎(chǔ)實施流程規(guī)劃的集約化

資源的信息化管理是實施項目資源統(tǒng)一配置和優(yōu)化利用的基礎(chǔ)，也是評估資源集約化程度的重要方法。對于總流程規(guī)劃而言，資源的信息化管理和優(yōu)化配置主要通過全廠總流程優(yōu)化平臺來實現(xiàn)，見圖2-17。可以看出，全廠總流程優(yōu)化平臺的功能主要包括資源信息管理和資源配置優(yōu)化，其中資源信息管理主要針對項目原料資源、技術(shù)資源、產(chǎn)業(yè)政策和市場需求等信息進行集中管理和綜合分析，資源配置優(yōu)化主要針對原料利用、裝置配置、公用工程和投資效益進行項目整體優(yōu)化和效益評估。

全廠總流程優(yōu)化平臺以項目“資源配置優(yōu)化”為目標實施總流程集約化評估工作。當評估結(jié)果與項目的設(shè)定目標存在較大偏差時，則需再次進行資源識別、資源的特征分析和資源的配置優(yōu)化過程，以最終實現(xiàn)企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟效益、節(jié)能降耗、安全環(huán)保等單一目標，并保證企業(yè)多個目標的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。可以看出，總流程規(guī)劃集約化是基于企業(yè)“多目標”的實現(xiàn)不斷進行的資源管理利用和價值提升過程。

（1）總流程優(yōu)化平臺功能

總流程優(yōu)化平臺以實現(xiàn)企業(yè)效益最大化為優(yōu)化目標，利用線性規(guī)劃、遞歸等技術(shù)建立數(shù)學模型，模擬企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營過程，功能強大，應(yīng)用范圍廣泛。具體功能如表2-2所示。

（2）總流程規(guī)劃數(shù)字化工具

總工藝流程規(guī)劃所使用的數(shù)字化工具軟件主要有煉油廠總工藝流程優(yōu)化系統(tǒng)、原油評價數(shù)據(jù)庫分析管理系統(tǒng)等，其平臺結(jié)構(gòu)如圖2-18所示。

（3）總流程優(yōu)化平臺使用方法

總流程優(yōu)化平臺的使用方法如圖2-19所示。

以煉油規(guī)劃模型的開發(fā)為例，具體建模步驟如下：

①收集原油和產(chǎn)品的市場信息（Supply/Demand模塊）。

②確定原油品種、加工量、產(chǎn)品類型及規(guī)格，規(guī)劃不同加工方案。

③通過原油數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟件進行模擬，生成側(cè)線餾分的收率和性質(zhì)表，并設(shè)置常減壓裝置的物流信息（Distillation模塊）。

④設(shè)置產(chǎn)品規(guī)格和調(diào)和組分（Blending模塊）。

⑤收集裝置的加工信息（物料平衡、物流性質(zhì)和公用工程），建立二次加工裝置模型（Submodels模塊）。

⑥在雜項表和遞歸表中輸入需要傳遞的物流性質(zhì)（Miscellaneous和Recursion模塊）。

⑦模型構(gòu)建完畢后，進行模型檢驗。

⑧模型運行。

【案例2-1】　海南煉油項目總流程規(guī)劃集約化

海南煉油項目采用總流程規(guī)劃集約化方法，全廠商品收率高達93%，清潔汽煤柴油品收率高達81%，硫磺回收率高于95%，占地0.146公頃/萬噸原油，定員僅500人，廢氣廢水排放指標遠優(yōu)于國家允許排放標準，全廠“零廢渣”外排，企業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟效益、生產(chǎn)成本、能耗水平、安全環(huán)保等各方面指標均達到了國際先進水平^［7，8］。

（1）項目采用原料資源群組集約化管理方法，實現(xiàn)了低價值資源的高效利用和高價值資源的回收，提高了資源有效利用率。

①通過加氫裝置的低分氣集中脫硫和PSA提純回收，煉廠每年回收純氫8000t，約占氫氣需求總量的10%，節(jié)省制氫成本。

②將飽和氣體資源與不飽和氣體資源分別加工利用，實現(xiàn)高附加值產(chǎn)品（乙烯-聚丙烯-MTBE）的回收。

（2）項目基于“分子煉油”理念，以“產(chǎn)業(yè)政策”和“市場需求”為導(dǎo)向，選用了“多產(chǎn)異構(gòu)烷烴的渣油加氫-催化裂化工藝技術(shù)（MIP技術(shù)）”組合路線，實現(xiàn)了油品的最大化生產(chǎn)。與單一催化路線相比，項目的油品收率提高了3%～4%，催化汽油和催化柴油的收率高達70%，最大限度利用了原油資源。

（3）項目采用裝置群組管理方法，將15套工藝裝置分為4個大的裝置功能區(qū)，并構(gòu)建了8套聯(lián)合裝置群組。群組內(nèi)部通過資源（工藝資源、設(shè)備資源、外供系統(tǒng)資源等）的聯(lián)合管理利用，降低了能源消耗，節(jié)省土地、設(shè)備等投資，同時降低安全環(huán)保風險。

（4）項目采用“源頭控制、末端治理”的資源環(huán)保型加工路線，實現(xiàn)企業(yè)的清潔化生產(chǎn)和綠色排放。在源頭上采用了全加氫型路線，全廠加氫能力與原油蒸餾能力比值高達97.5%，達到了國際先進水平。通過源頭加氫，全廠實現(xiàn)“零廢渣”，同時催化原料的硫含量大幅降低，再生煙氣中SO_x、NO_x排放量也相應(yīng)減少，為煙氣清潔化排放奠定了基礎(chǔ)。在末端，對酸性水汽提、溶劑再生、硫磺回收進行裝置聯(lián)合，對所有資源進行群組管理和集中利用，通過源頭控制和末端治理相結(jié)合，保證了全廠安全生產(chǎn)、綠色排放和長周期運行等要求。