国内乙烯工业生产现状及发展趋势

胡建洪，姜日元，胡红旗，董 欢

(1.中国石油吉林石化公司，吉林 吉林 132021；2.中国石油吉林石化公司 乙烯厂，吉林 吉林 132021)

乙烯工业是石化工业的“龙头”，其生产规模和水平已成为衡量企业技术实力的重要标志之一。石化工业的基本有机化工原料包括三烯和三苯，均产自乙烯装置，生产规模大，衍生物繁多产品链长。因此,提高乙烯生产能力是发展石油化工新技术、新产品的重要途径[1]。我国乙烯工业经过近50年的发展,在生产能力和技术水平上都取得了长足进步,我国乙烯装置2013年产能已提高到1 728.9万t/a，乙烯装置平均规模也超过了世界平均规模52万t/a,已成为世界上仅次于美国的乙烯生产大国。但传统石脑油乙烯工业面临多重竞争压力，各生产企业通过采取一系列措施，提升了中国的乙烯生产竞争力。

1 乙烯工业生产现状

近年来，石油化工市场持续低迷，原料价格居高不下，传统石脑油制烯烃路线受到多重挤压，竞争更加激烈。全国各乙烯装置通过开展原料优化、技改技措、节能减排、长周期运行等各方面的工作，提高乙烯行业的生产运行水平。燕山乙烯择机短停检修。上海石化1#乙烯2013年11月按计划停车，永久性停役。齐鲁乙烯顺利完成四年一度大检修，实施了控制室隐患治理、火炬点火系统改造、轻石脑油分储分裂等技改项目。茂名乙烯全年保持连续平稳高负荷运行。福建乙烯顺利进行了首次大修及脱“瓶颈”改造。武汉乙烯首次采用了中国石化自主开发的乙烯成套技术，“三机”全部实现了国产化，2013年8月产出合格乙烯产品，实现一次开车成功。大庆石化1#装置新线2013年5月起停工，2#装置检修后于4月份开车。吉林石化1号装置2013年停产9个月，2014年3月20日起停工。抚顺石化1#装置于2013年5月份起停工，2#新建装置5月停车小修，期间受乙烯市场不景气影响，至2013年11月重新开车。新建中石油四川80万t/a乙烯装置2014年3月一次开车成功[2]。

1.1 乙烯生产能力

截至2013年底，中国石化拥有10家直属乙烯生产企业和5家合资乙烯生产企业，总的乙烯产能突破千万吨大关，达到10 230 kt/a(不包括中原石化MTO装置100 kt/a)，武汉乙烯建成投产，增加产能800 kt/a。扬子乙烯节能改造项目完成，增加产能100 kt/a。上海1#乙烯装置永久停役，产能减少145 kt/a。中国石油拥有11套乙烯装置，总的产能达到5 110 kt/a,中国石油当年无新增产能，2013年全国乙烯工业已投产装置见表1[2](不包括惠州乙烯)。

表1 2013年全国乙烯工业已投产装置简介

1.2 实际产量

截至2013年底，中国大陆地区传统石脑油裂解制乙烯总产量15 548 kt，其中，中国石化全年共生产乙烯9 859.1 kt(包括5家合资公司，不含MTO装置)，同比增加405.1 kt；中国石油全年共生产乙烯3 982 kt，同比增加293 kt。2013年全国乙烯工业生产情况见表2[2](不包括惠州乙烯)。

表2 2013年全国乙烯工业生产情况[2](不包括惠州乙烯)

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1.3 乙烯装置技术经济指标

乙烯装置技术经济指标包括乙烯收率、双烯收率、装置损失率、乙烯综合能耗4项。2年来，国内乙烯企业在这些指标上均有不同程度的进步。2013年，4项技术经济指标最高企业分别是：大庆石化，乙烯收率35.72%；中原石化，双烯收率50.73%；镇海炼化，乙烯综合能耗(标油)511.85 kg/t；茂名石化，装置损失率0.13%。2013年全国乙烯行业各乙烯装置技术经济指标的总体情况见表3[2]。

表3 2013年全国乙烯生产单位技术经济指标

从表3可以看出，乙烯收率和双烯收率指标方面，各企业的差异性比较大。中原石化获得的优质原料和轻质原料相对充足，广州石化具有炼油规模大、裂解原料资源丰富的优势，独山子石化2#乙烯和大庆石化，具有上下游一体化优势。

装置损失率和乙烯综合能耗指标方面，独山子2#乙烯和镇海乙烯排名靠前，大型炼化一体化联合装置在数据上远优于小型企业，凸显了大型化、规模化，配套化装置的优势所在。此外，受原料结构不同影响，原料中轻油比例偏高的装置，乙烯收率偏高，反之乙烯收率偏低。同时，原料结构偏重导致燃料和稀释蒸汽消耗大幅度上升，进而使装置综合能耗上升。由于各乙烯装置所裂解的原料中石脑油比例较大，而据了解各地区石脑油质量有很大不同，因此也可造成乙烯收率不同。2012年和2013年全国乙烯行业各乙烯装置裂解原料轻重油比例见表4[2]。

表4 2012/2013年全国各乙烯装置原料轻油比例

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2 煤制烯烃产业

近年来，中国煤质烯烃产业取得了较快发展，国内已建成投产煤经甲醇制烯烃装置多套，包括神华包头项目，产乙烯和丙烯各30万t/a；神华宁煤项目，产丙烯52万t/a;大唐多伦项目，年产丙烯46万t/a。中石化中原乙烯产烯烃20万t/a；宁波禾元化学产烯烃60万t/a。上述项目合计甲醇制烃产能为238万t/a。同时，国内还有多套装置已开始建设，如延长石油靖边油气煤盐综合利用项目(一期煤制烯烃产能为60万t/a)和陕西蒲城清洁能源化工公司产68万t/a烯烃的煤制烯烃项目等，预计未来仍将有煤制烯烃项目陆续投产。因此，煤制烯烃路线的低成本优势将会对石脑油裂解路线造成一定的冲击[3]。

在国家能源局编制的“煤炭深加工示范项目规划”中，“十二·五”期间全国布局建设15个现代煤化工产业基地，其中煤制烯烃有5个。不完全统计，目前我国煤制烯烃总产能已经形成2.36 Mt/a规模，预计到2020年将达到15 Mt/a水平,其中部分企业原料甲醇采取外购方式，预计2020年我国投产的煤制烯烃项目见表5[4]。按照国家烯烃工业“十二·五”规划的发展目标，2015年我国乙烯、丙烯总产能为51 Mt/a，这样煤制烯烃产能约占全国烯烃总产能的20%，将成为我国烯烃产业中的一支重要的生力军，关键是要保持其原料低成本的优势，如一体化煤化工所提供低价煤资源，同时还要解决好煤化工对环境造成的负面影响。此外，煤制烯烃装置具有投资大、能耗高的特点，从技术层面讲，未来需要进一步提高催化剂性能，提高对低碳烯烃的选择性，要结合甲醇反应的特点，优化选择烯烃分离工艺，降低装置的能耗及投资水平，提高国产化水平。对于外购甲醇制烯烃的企业，虽然投资有所减少，但应注意优化采购甲醇的原料来源及经济风险分析[5]。

表5 预计2020年我国投产的煤制烯烃项目

3 页岩气烯烃产业

页岩气化工高竞争力主要来源于低的原料成本优势(美国有不少地区如Woodford生产含有大量凝析液的“湿气”。通常天然气被称为“干气”，主要成分是体积分数大于90%的甲烷)。湿天然气中包含乙烷、丙烷、丁烷和轻烃，据说，美国页岩气中平均含轻烃体积分数12%，最多达到16%[6]，它是页岩气化工的重要原料，用于乙烯裂解过程制取乙烯等烯烃和轻芳烃。由于页岩气提供了大量的乙烷原料，从2005年起美国乙烷制乙烯产量增加，同时石脑油乙烯量下降[7]。

对于中国而言，页岩气开发尚处于早期，能否从页岩气中得到大量的轻烃有待证实，从已有的天然气开发结果看，中国大部分天然气属于“干气”，含乙烷和轻烃量很少，最近中石化重庆涪陵国家级页岩气示范区实验井所产页岩气的甲烷含量超过98%，不含硫化氢，也是一种“干气”，无法从这种页岩气直接得到制取乙烯的裂解原料。

在中东、北美许多乙烯裂解装置很早就使用过乙烷等轻烃原料，它自裂解以后的总流程和常规的石脑油为原料的石油化工基本是相似的[8]。如果能借鉴欧洲一些国家的做法，在价格合理的前提下，也可以考虑引进北美乙烷为裂解原料，对提升中国乙烯工业竞争力也许有所帮助。

4 结束语

传统石脑油蒸汽裂解乙烯装置近年来生产技术管理水平有了很大提高，在物耗、能耗、装置运行稳定性等多方面取得较大进步，伴随国内多套百万吨级乙烯装置的投产，与国外乙烯装置的竞争能力不断增强。目前，我国乙烯行业自主创新能力得到进一步增强，具有了一批自主知识产权的技术，特别是大型乙烯装置“三机”、冷箱国产化技术的顺利实施，为今后自主进行大型乙烯装置的开发、建设、设备国产化生产奠定了良好基础。随着各乙烯企业对环保的投入不断增加，节水减排成效显著，实现了企业的可持续发展。

但是在肯定成绩的同时，必须清醒地认识到我国乙烯工业所面临的巨大挑战。一是各乙烯装置间原料状况仍存在较大不同，部分装置不能真正实现单储单裂，石脑油原料中链烷烃含量偏低等问题，有待于进一步优化。二是我国部分乙烯装置初始设计规模偏小，这几年经过多次改造后虽然产能增大，但是综合能耗较高，且实际运行过程中存在诸多不合理之处，影响了装置的安全稳定长周期运行。三是近些年来，煤制烯产业化及页岩气革命，对石油化工产品价格如乙烯、丙烯、丁二烯、苯等价格产生了非常大的冲击。有理由相信，随着以上新技术的发展，传统的石脑油热裂解制乙烯工业将受到更大的冲击。

长期看煤化工和页岩气化工也面临很多考验。煤制烯烃(MTO)的煤价约400元/t才合适。国家碳税政策不久将出台，碳交易已经在几个城市试行。MTO按照100元/t CO2去收碳税，烯烃成本要多1 000元/t。MTO还存在废水处理难题。据最近消息，北美页岩油资源储量并没有以前认为的那么大。如果乙烷、丙烷价格便宜，也可以购买作原料或在当地建厂。市场由供求关系决定，甲醇、乙烷、丙烷用的多了，价格也会随之上涨。所以，对传统乙烯的发展，石脑油热裂解制乙烯工业需要进一步技术改造，最大限度减少生产波动和非计划停车，加大原料和产品结构调整力度，努力提高乙烯装置各项经济技术指标，做好挖潜增效工作。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 于建宁.中国石油乙烯工业发展现状及前景[J]．石化技术与应用，2010,28(3)：258-263.

[2] 乙烯行业调研组.第十八次全国乙烯年会调研报告[C]// 全国乙烯工业协会.第十八次全国乙烯年会论文集，吉林：全国乙烯工业协会，2014:1-10.

[3] 钱伯章.我国乙烯工业现状及发展趋势[J]．上海化工，2013,38(10)：36-39.

[4] 陈香生.天然气经甲醇或二甲醚制取低碳烯烃的经济分析及工程设计原则[J].炼油技术与工程，2003，33(4)：43-47.

[5] 李建新.甲醇制烯烃技术进展及产业化动态[J]石油化工技术与经济，2013，29(4)：52-57.

[6] 张经明.页岩气革命对美国和世界的影响[J].石油化工技术与经济，2013，29(1)：8-14.

[7] 梁晓菲.页岩气使全球石化产业中心重新向美国偏移[J].中外能源，2011，16(12):1-9.

[8] 瞿国华.乙烯工业原料优化[M].北京：中国石化出版社，2005:15-25.