國內乙烯工業生產現狀及發展趨勢

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)

乙烯工業是石化工業的“龍頭”，其生產規模和水平已成為衡量企業技術實力的重要標志之一。石化工業的基本有機化工原料包括三烯和三苯，均產自乙烯裝置，生產規模大，衍生物繁多產品鏈長。因此,提高乙烯生產能力是發展石油化工新技術、新產品的重要途徑[1]。我國乙烯工業經過近50年的發展,在生產能力和技術水平上都取得了長足進步,我國乙烯裝置2013年產能已提高到1 728.9萬t/a，乙烯裝置平均規模也超過了世界平均規模52萬t/a,已成為世界上僅次于美國的乙烯生產大國。但傳統石腦油乙烯工業面臨多重競爭壓力，各生產企業通過采取一系列措施，提升了中國的乙烯生產競爭力。

1 乙烯工業生產現狀

近年來，石油化工市場持續低迷，原料價格居高不下，傳統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化、技改技措、節能減排、長周期運行等各方面的工作，提高乙烯行業的生產運行水平。燕山乙烯擇機短停檢修。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、火炬點火系統改造、輕石腦油分儲分裂等技改項目。茂名乙烯全年保持連續平穩高負荷運行。福建乙烯順利進行了首次大修及脫“瓶頸”改造。武漢乙烯首次采用了中國石化自主開發的乙烯成套技術，“三機”全部實現了國產化，2013年8月產出合格乙烯產品，實現一次開車成功。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 乙烯生產能力

截至2013年底，中國石化擁有10家直屬乙烯生產企業和5家合資乙烯生產企業，總的乙烯產能突破千萬噸大關，達到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，增加產能800 kt/a。揚子乙烯節能改造項目完成，增加產能100 kt/a。上海1#乙烯裝置永久停役，產能減少145 kt/a。中國石油擁有11套乙烯裝置，總的產能達到5 110 kt/a,中國石油當年無新增產能，2013年全國乙烯工業已投產裝置見表1[2](不包括惠州乙烯)。

表1 2013年全國乙烯工業已投產裝置簡介

1.2 實際產量

截至2013年底，中國大陸地區傳統石腦油裂解制乙烯總產量15 548 kt，其中，中國石化全年共生產乙烯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乙烯3 982 kt，同比增加293 kt。2013年全國乙烯工業生產情況見表2[2](不包括惠州乙烯)。

表2 2013年全國乙烯工業生產情況[2](不包括惠州乙烯)

續表

1.3 乙烯裝置技術經濟指標

乙烯裝置技術經濟指標包括乙烯收率、雙烯收率、裝置損失率、乙烯綜合能耗4項。2年來，國內乙烯企業在這些指標上均有不同程度的進步。2013年，4項技術經濟指標最高企業分別是：大慶石化，乙烯收率35.72%；中原石化，雙烯收率50.73%；鎮海煉化，乙烯綜合能耗(標油)511.85 kg/t；茂名石化，裝置損失率0.13%。2013年全國乙烯行業各乙烯裝置技術經濟指標的總體情況見表3[2]。

表3 2013年全國乙烯生產單位技術經濟指標

從表3可以看出，乙烯收率和雙烯收率指標方面，各企業的差異性比較大。中原石化獲得的優質原料和輕質原料相對充足，廣州石化具有煉油規模大、裂解原料資源豐富的優勢，獨山子石化2#乙烯和大慶石化，具有上下游一體化優勢。

裝置損失率和乙烯綜合能耗指標方面，獨山子2#乙烯和鎮海乙烯排名靠前，大型煉化一體化聯合裝置在數據上遠優于小型企業，凸顯了大型化、規?；?，配套化裝置的優勢所在。此外，受原料結構不同影響，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，原料結構偏重導致燃料和稀釋蒸汽消耗大幅度上升，進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，而據了解各地區石腦油質量有很大不同，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

續表

2 煤制烯烴產業

近年來，中國煤質烯烴產業取得了較快發展，國內已建成投產煤經甲醇制烯烴裝置多套，包括神華包頭項目，產乙烯和丙烯各30萬t/a；神華寧煤項目，產丙烯52萬t/a;大唐多倫項目，年產丙烯46萬t/a。中石化中原乙烯產烯烴20萬t/a；寧波禾元化學產烯烴60萬t/a。上述項目合計甲醇制烴產能為238萬t/a。同時，國內還有多套裝置已開始建設，如延長石油靖邊油氣煤鹽綜合利用項目(一期煤制烯烴產能為60萬t/a)和陜西蒲城清潔能源化工公司產68萬t/a烯烴的煤制烯烴項目等，預計未來仍將有煤制烯烴項目陸續投產。因此，煤制烯烴路線的低成本優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劃”中，“十二·五”期間全國布局建設15個現代煤化工產業基地，其中煤制烯烴有5個。不完全統計，目前我國煤制烯烴總產能已經形成2.36 Mt/a規模，預計到2020年將達到15 Mt/a水平,其中部分企業原料甲醇采取外購方式，預計2020年我國投產的煤制烯烴項目見表5[4]。按照國家烯烴工業“十二·五”規劃的發展目標，2015年我國乙烯、丙烯總產能為51 Mt/a，這樣煤制烯烴產能約占全國烯烴總產能的20%，將成為我國烯烴產業中的一支重要的生力軍，關鍵是要保持其原料低成本的優勢，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境造成的負面影響。此外，煤制烯烴裝置具有投資大、能耗高的特點，從技術層面講，未來需要進一步提高催化劑性能，提高對低碳烯烴的選擇性，要結合甲醇反應的特點，優化選擇烯烴分離工藝，降低裝置的能耗及投資水平，提高國產化水平。對于外購甲醇制烯烴的企業，雖然投資有所減少，但應注意優化采購甲醇的原料來源及經濟風險分析[5]。

表5 預計2020年我國投產的煤制烯烴項目

3 頁巖氣烯烴產業

頁巖氣化工高競爭力主要來源于低的原料成本優勢(美國有不少地區如Woodford生產含有大量凝析液的“濕氣”。通常天然氣被稱為“干氣”，主要成分是體積分數大于90%的甲烷)。濕天然氣中包含乙烷、丙烷、丁烷和輕烴，據說，美國頁巖氣中平均含輕烴體積分數12%，最多達到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結果看，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實驗井所產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，也可以考慮引進北美乙烷為裂解原料，對提升中國乙烯工業競爭力也許有所幫助。

4 結束語

傳統石腦油蒸汽裂解乙烯裝置近年來生產技術管理水平有了很大提高，在物耗、能耗、裝置運行穩定性等多方面取得較大進步，伴隨國內多套百萬噸級乙烯裝置的投產，與國外乙烯裝置的競爭能力不斷增強。目前，我國乙烯行業自主創新能力得到進一步增強，具有了一批自主知識產權的技術，特別是大型乙烯裝置“三機”、冷箱國產化技術的順利實施，為今后自主進行大型乙烯裝置的開發、建設、設備國產化生產奠定了良好基礎。隨著各乙烯企業對環保的投入不斷增加，節水減排成效顯著，實現了企業的可持續發展。

但是在肯定成績的同時，必須清醒地認識到我國乙烯工業所面臨的巨大挑戰。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單儲單裂，石腦油原料中鏈烷烴含量偏低等問題，有待于進一步優化。二是我國部分乙烯裝置初始設計規模偏小，這幾年經過多次改造后雖然產能增大，但是綜合能耗較高，且實際運行過程中存在諸多不合理之處，影響了裝置的安全穩定長周期運行。三是近些年來，煤制烯產業化及頁巖氣革命，對石油化工產品價格如乙烯、丙烯、丁二烯、苯等價格產生了非常大的沖擊。有理由相信，隨著以上新技術的發展，傳統的石腦油熱裂解制乙烯工業將受到更大的沖擊。

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。據最近消息，北美頁巖油資源儲量并沒有以前認為的那么大。如果乙烷、丙烷價格便宜，也可以購買作原料或在當地建廠。市場由供求關系決定，甲醇、乙烷、丙烷用的多了，價格也會隨之上漲。所以，對傳統乙烯的發展，石腦油熱裂解制乙烯工業需要進一步技術改造，最大限度減少生產波動和非計劃停車，加大原料和產品結構調整力度，努力提高乙烯裝置各項經濟技術指標，做好挖潛增效工作。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 于建寧.中國石油乙烯工業發展現狀及前景[J]．石化技術與應用，2010,28(3)：258-263.

[2] 乙烯行業調研組.第十八次全國乙烯年會調研報告[C]// 全國乙烯工業協會.第十八次全國乙烯年會論文集，吉林：全國乙烯工業協會，2014:1-10.

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

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

[5] 李建新.甲醇制烯烴技術進展及產業化動態[J]石油化工技術與經濟，2013，29(4)：52-57.

[6] 張經明.頁巖氣革命對美國和世界的影響[J].石油化工技術與經濟，2013，29(1)：8-14.

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

[8] 瞿國華.乙烯工業原料優化[M].北京：中國石化出版社，2005:15-25.