國內(nèi)乙烯工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

胡建洪，姜日元，胡紅旗，董 歡

(1.中國石油吉林石化公司，吉林 吉林 132021；2.中國石油吉林石化公司 乙烯廠，吉林 吉林 132021)

乙烯工業(yè)是石化工業(yè)的“龍頭”，其生產(chǎn)規(guī)模和水平已成為衡量企業(yè)技術(shù)實力的重要標(biāo)志之一。石化工業(yè)的基本有機(jī)化工原料包括三烯和三苯，均產(chǎn)自乙烯裝置，生產(chǎn)規(guī)模大，衍生物繁多產(chǎn)品鏈長。因此,提高乙烯生產(chǎn)能力是發(fā)展石油化工新技術(shù)、新產(chǎn)品的重要途徑[1]。我國乙烯工業(yè)經(jīng)過近50年的發(fā)展,在生產(chǎn)能力和技術(shù)水平上都取得了長足進(jìn)步,我國乙烯裝置2013年產(chǎn)能已提高到1 728.9萬t/a，乙烯裝置平均規(guī)模也超過了世界平均規(guī)模52萬t/a,已成為世界上僅次于美國的乙烯生產(chǎn)大國。但傳統(tǒng)石腦油乙烯工業(yè)面臨多重競爭壓力，各生產(chǎn)企業(yè)通過采取一系列措施，提升了中國的乙烯生產(chǎn)競爭力。

1 乙烯工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀

近年來，石油化工市場持續(xù)低迷，原料價格居高不下，傳統(tǒng)石腦油制烯烴路線受到多重擠壓，競爭更加激烈。全國各乙烯裝置通過開展原料優(yōu)化、技改技措、節(jié)能減排、長周期運(yùn)行等各方面的工作，提高乙烯行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行水平。燕山乙烯擇機(jī)短停檢修。上海石化1#乙烯2013年11月按計劃停車，永久性停役。齊魯乙烯順利完成四年一度大檢修，實施了控制室隱患治理、火炬點(diǎn)火系統(tǒng)改造、輕石腦油分儲分裂等技改項目。茂名乙烯全年保持連續(xù)平穩(wěn)高負(fù)荷運(yùn)行。福建乙烯順利進(jìn)行了首次大修及脫“瓶頸”改造。武漢乙烯首次采用了中國石化自主開發(fā)的乙烯成套技術(shù)，“三機(jī)”全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化，2013年8月產(chǎn)出合格乙烯產(chǎn)品，實現(xiàn)一次開車成功。大慶石化1#裝置新線2013年5月起停工，2#裝置檢修后于4月份開車。吉林石化1號裝置2013年停產(chǎn)9個月，2014年3月20日起停工。撫順石化1#裝置于2013年5月份起停工，2#新建裝置5月停車小修，期間受乙烯市場不景氣影響，至2013年11月重新開車。新建中石油四川80萬t/a乙烯裝置2014年3月一次開車成功[2]。

1.1 乙烯生產(chǎn)能力

截至2013年底，中國石化擁有10家直屬乙烯生產(chǎn)企業(yè)和5家合資乙烯生產(chǎn)企業(yè)，總的乙烯產(chǎn)能突破千萬噸大關(guān)，達(dá)到10 230 kt/a(不包括中原石化MTO裝置100 kt/a)，武漢乙烯建成投產(chǎn)，增加產(chǎn)能800 kt/a。揚(yáng)子乙烯節(jié)能改造項目完成，增加產(chǎn)能100 kt/a。上海1#乙烯裝置永久停役，產(chǎn)能減少145 kt/a。中國石油擁有11套乙烯裝置，總的產(chǎn)能達(dá)到5 110 kt/a,中國石油當(dāng)年無新增產(chǎn)能，2013年全國乙烯工業(yè)已投產(chǎn)裝置見表1[2](不包括惠州乙烯)。

表1 2013年全國乙烯工業(yè)已投產(chǎn)裝置簡介

1.2 實際產(chǎn)量

截至2013年底，中國大陸地區(qū)傳統(tǒng)石腦油裂解制乙烯總產(chǎn)量15 548 kt，其中，中國石化全年共生產(chǎn)乙烯9 859.1 kt(包括5家合資公司，不含MTO裝置)，同比增加405.1 kt；中國石油全年共生產(chǎn)乙烯3 982 kt，同比增加293 kt。2013年全國乙烯工業(yè)生產(chǎn)情況見表2[2](不包括惠州乙烯)。

表2 2013年全國乙烯工業(yè)生產(chǎn)情況[2](不包括惠州乙烯)

續(xù)表

1.3 乙烯裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

乙烯裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括乙烯收率、雙烯收率、裝置損失率、乙烯綜合能耗4項。2年來，國內(nèi)乙烯企業(yè)在這些指標(biāo)上均有不同程度的進(jìn)步。2013年，4項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最高企業(yè)分別是：大慶石化，乙烯收率35.72%；中原石化，雙烯收率50.73%；鎮(zhèn)海煉化，乙烯綜合能耗(標(biāo)油)511.85 kg/t；茂名石化，裝置損失率0.13%。2013年全國乙烯行業(yè)各乙烯裝置技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的總體情況見表3[2]。

表3 2013年全國乙烯生產(chǎn)單位技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

從表3可以看出，乙烯收率和雙烯收率指標(biāo)方面，各企業(yè)的差異性比較大。中原石化獲得的優(yōu)質(zhì)原料和輕質(zhì)原料相對充足，廣州石化具有煉油規(guī)模大、裂解原料資源豐富的優(yōu)勢，獨(dú)山子石化2#乙烯和大慶石化，具有上下游一體化優(yōu)勢。

裝置損失率和乙烯綜合能耗指標(biāo)方面，獨(dú)山子2#乙烯和鎮(zhèn)海乙烯排名靠前，大型煉化一體化聯(lián)合裝置在數(shù)據(jù)上遠(yuǎn)優(yōu)于小型企業(yè)，凸顯了大型化、規(guī)?；涮谆b置的優(yōu)勢所在。此外，受原料結(jié)構(gòu)不同影響，原料中輕油比例偏高的裝置，乙烯收率偏高，反之乙烯收率偏低。同時，原料結(jié)構(gòu)偏重導(dǎo)致燃料和稀釋蒸汽消耗大幅度上升，進(jìn)而使裝置綜合能耗上升。由于各乙烯裝置所裂解的原料中石腦油比例較大，而據(jù)了解各地區(qū)石腦油質(zhì)量有很大不同，因此也可造成乙烯收率不同。2012年和2013年全國乙烯行業(yè)各乙烯裝置裂解原料輕重油比例見表4[2]。

表4 2012/2013年全國各乙烯裝置原料輕油比例

續(xù)表

2 煤制烯烴產(chǎn)業(yè)

近年來，中國煤質(zhì)烯烴產(chǎn)業(yè)取得了較快發(fā)展，國內(nèi)已建成投產(chǎn)煤經(jīng)甲醇制烯烴裝置多套，包括神華包頭項目，產(chǎn)乙烯和丙烯各30萬t/a；神華寧煤項目，產(chǎn)丙烯52萬t/a;大唐多倫項目，年產(chǎn)丙烯46萬t/a。中石化中原乙烯產(chǎn)烯烴20萬t/a；寧波禾元化學(xué)產(chǎn)烯烴60萬t/a。上述項目合計甲醇制烴產(chǎn)能為238萬t/a。同時，國內(nèi)還有多套裝置已開始建設(shè)，如延長石油靖邊油氣煤鹽綜合利用項目(一期煤制烯烴產(chǎn)能為60萬t/a)和陜西蒲城清潔能源化工公司產(chǎn)68萬t/a烯烴的煤制烯烴項目等，預(yù)計未來仍將有煤制烯烴項目陸續(xù)投產(chǎn)。因此，煤制烯烴路線的低成本優(yōu)勢將會對石腦油裂解路線造成一定的沖擊[3]。

在國家能源局編制的“煤炭深加工示范項目規(guī)劃”中，“十二·五”期間全國布局建設(shè)15個現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)基地，其中煤制烯烴有5個。不完全統(tǒng)計，目前我國煤制烯烴總產(chǎn)能已經(jīng)形成2.36 Mt/a規(guī)模，預(yù)計到2020年將達(dá)到15 Mt/a水平,其中部分企業(yè)原料甲醇采取外購方式，預(yù)計2020年我國投產(chǎn)的煤制烯烴項目見表5[4]。按照國家烯烴工業(yè)“十二·五”規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo)，2015年我國乙烯、丙烯總產(chǎn)能為51 Mt/a，這樣煤制烯烴產(chǎn)能約占全國烯烴總產(chǎn)能的20%，將成為我國烯烴產(chǎn)業(yè)中的一支重要的生力軍，關(guān)鍵是要保持其原料低成本的優(yōu)勢，如一體化煤化工所提供低價煤資源，同時還要解決好煤化工對環(huán)境造成的負(fù)面影響。此外，煤制烯烴裝置具有投資大、能耗高的特點(diǎn)，從技術(shù)層面講，未來需要進(jìn)一步提高催化劑性能，提高對低碳烯烴的選擇性，要結(jié)合甲醇反應(yīng)的特點(diǎn)，優(yōu)化選擇烯烴分離工藝，降低裝置的能耗及投資水平，提高國產(chǎn)化水平。對于外購甲醇制烯烴的企業(yè)，雖然投資有所減少，但應(yīng)注意優(yōu)化采購甲醇的原料來源及經(jīng)濟(jì)風(fēng)險分析[5]。

表5 預(yù)計2020年我國投產(chǎn)的煤制烯烴項目

3 頁巖氣烯烴產(chǎn)業(yè)

頁巖氣化工高競爭力主要來源于低的原料成本優(yōu)勢(美國有不少地區(qū)如Woodford生產(chǎn)含有大量凝析液的“濕氣”。通常天然氣被稱為“干氣”，主要成分是體積分?jǐn)?shù)大于90%的甲烷)。濕天然氣中包含乙烷、丙烷、丁烷和輕烴，據(jù)說，美國頁巖氣中平均含輕烴體積分?jǐn)?shù)12%，最多達(dá)到16%[6]，它是頁巖氣化工的重要原料，用于乙烯裂解過程制取乙烯等烯烴和輕芳烴。由于頁巖氣提供了大量的乙烷原料，從2005年起美國乙烷制乙烯產(chǎn)量增加，同時石腦油乙烯量下降[7]。

對于中國而言，頁巖氣開發(fā)尚處于早期，能否從頁巖氣中得到大量的輕烴有待證實，從已有的天然氣開發(fā)結(jié)果看，中國大部分天然氣屬于“干氣”，含乙烷和輕烴量很少，最近中石化重慶涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)實驗井所產(chǎn)頁巖氣的甲烷含量超過98%，不含硫化氫，也是一種“干氣”，無法從這種頁巖氣直接得到制取乙烯的裂解原料。

在中東、北美許多乙烯裂解裝置很早就使用過乙烷等輕烴原料，它自裂解以后的總流程和常規(guī)的石腦油為原料的石油化工基本是相似的[8]。如果能借鑒歐洲一些國家的做法，在價格合理的前提下，也可以考慮引進(jìn)北美乙烷為裂解原料，對提升中國乙烯工業(yè)競爭力也許有所幫助。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)石腦油蒸汽裂解乙烯裝置近年來生產(chǎn)技術(shù)管理水平有了很大提高，在物耗、能耗、裝置運(yùn)行穩(wěn)定性等多方面取得較大進(jìn)步，伴隨國內(nèi)多套百萬噸級乙烯裝置的投產(chǎn)，與國外乙烯裝置的競爭能力不斷增強(qiáng)。目前，我國乙烯行業(yè)自主創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步增強(qiáng)，具有了一批自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，特別是大型乙烯裝置“三機(jī)”、冷箱國產(chǎn)化技術(shù)的順利實施，為今后自主進(jìn)行大型乙烯裝置的開發(fā)、建設(shè)、設(shè)備國產(chǎn)化生產(chǎn)奠定了良好基礎(chǔ)。隨著各乙烯企業(yè)對環(huán)保的投入不斷增加，節(jié)水減排成效顯著，實現(xiàn)了企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

但是在肯定成績的同時，必須清醒地認(rèn)識到我國乙烯工業(yè)所面臨的巨大挑戰(zhàn)。一是各乙烯裝置間原料狀況仍存在較大不同，部分裝置不能真正實現(xiàn)單儲單裂，石腦油原料中鏈烷烴含量偏低等問題，有待于進(jìn)一步優(yōu)化。二是我國部分乙烯裝置初始設(shè)計規(guī)模偏小，這幾年經(jīng)過多次改造后雖然產(chǎn)能增大，但是綜合能耗較高，且實際運(yùn)行過程中存在諸多不合理之處，影響了裝置的安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行。三是近些年來，煤制烯產(chǎn)業(yè)化及頁巖氣革命，對石油化工產(chǎn)品價格如乙烯、丙烯、丁二烯、苯等價格產(chǎn)生了非常大的沖擊。有理由相信，隨著以上新技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的石腦油熱裂解制乙烯工業(yè)將受到更大的沖擊。

長期看煤化工和頁巖氣化工也面臨很多考驗。煤制烯烴(MTO)的煤價約400元/t才合適。國家碳稅政策不久將出臺，碳交易已經(jīng)在幾個城市試行。MTO按照100元/t CO2去收碳稅，烯烴成本要多1 000元/t。MTO還存在廢水處理難題。據(jù)最近消息，北美頁巖油資源儲量并沒有以前認(rèn)為的那么大。如果乙烷、丙烷價格便宜，也可以購買作原料或在當(dāng)?shù)亟◤S。市場由供求關(guān)系決定，甲醇、乙烷、丙烷用的多了，價格也會隨之上漲。所以，對傳統(tǒng)乙烯的發(fā)展，石腦油熱裂解制乙烯工業(yè)需要進(jìn)一步技術(shù)改造，最大限度減少生產(chǎn)波動和非計劃停車，加大原料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，努力提高乙烯裝置各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，做好挖潛增效工作。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 于建寧.中國石油乙烯工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]．石化技術(shù)與應(yīng)用，2010,28(3)：258-263.

[2] 乙烯行業(yè)調(diào)研組.第十八次全國乙烯年會調(diào)研報告[C]// 全國乙烯工業(yè)協(xié)會.第十八次全國乙烯年會論文集，吉林：全國乙烯工業(yè)協(xié)會，2014:1-10.

[3] 錢伯章.我國乙烯工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．上?；?，2013,38(10)：36-39.

[4] 陳香生.天然氣經(jīng)甲醇或二甲醚制取低碳烯烴的經(jīng)濟(jì)分析及工程設(shè)計原則[J].煉油技術(shù)與工程，2003，33(4)：43-47.

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[7] 梁曉菲.頁巖氣使全球石化產(chǎn)業(yè)中心重新向美國偏移[J].中外能源，2011，16(12):1-9.

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