基于循環(huán)經(jīng)濟的石化鹽化一體化發(fā)展探索與實踐

文/遲慶峰 張勤業(yè) 李 蕊

鹽化工如何提升附加值，石油化工如何向精細化工延伸，石化鹽化如何實現(xiàn)一體化發(fā)展，一直是困擾兩個行業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動、轉(zhuǎn)型發(fā)展、提高經(jīng)濟增長質(zhì)量和效益的“瓶頸”。2009年9月，我國最大的藍色經(jīng)濟實體——中國海洋石油總公司（簡稱“海油”）與國內(nèi)最大的海洋化工生產(chǎn)和出口基地——山東海化集團有限公司（簡稱“?；保崿F(xiàn)成功重組，為石化鹽化“一體化”發(fā)展創(chuàng)造了條件。海化在海油“兩洲一灣”發(fā)展戰(zhàn)略的統(tǒng)一布局下，按照“減量化、再利用、資源化”的循環(huán)經(jīng)濟理念，發(fā)揮原油和原鹽資源兩個優(yōu)勢，發(fā)展石化鹽化一體化項目，推進石化和鹽化產(chǎn)業(yè)融合，拉長產(chǎn)業(yè)鏈，打造“升級版”，逐步實現(xiàn)產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從無機產(chǎn)品為主到有機產(chǎn)品為主、從技術(shù)含量低到技術(shù)含量高、從高能耗向低能耗、從低附加值到高附加值“四個轉(zhuǎn)變”。

石化鹽化一體化發(fā)展勢在必行

鹽化工屬于傳統(tǒng)無機工業(yè)原料行業(yè)，技術(shù)含量低、產(chǎn)品附加值低、產(chǎn)品鏈短，難以單獨繼續(xù)向下游高附加值產(chǎn)品領域發(fā)展。長期以來受國家產(chǎn)業(yè)政策影響，絕大多數(shù)石化企業(yè)因為沒有鹽化工基礎和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢只能發(fā)展石化，而鹽化工企業(yè)又不能輕易涉足石化行業(yè)，制約了鹽化工和石油化工“一體化”發(fā)展。國外鹽化工大都配套石化原料，產(chǎn)業(yè)鏈較長，如陶氏化學、西方化學、巴斯夫等。石化鹽化相結(jié)合可延伸眾多有競爭力的下游化工品。

石化鹽化一體化總體發(fā)展思路，即以石油化工的乙烯、丙烯和芳烴為原料，同氯堿和氨堿法純堿兩大鹽化工工藝相融合，通過工藝和技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展有機氯和有機胺兩大系列產(chǎn)品，延伸下游增值產(chǎn)業(yè)鏈，走出一條以化帶油、油化結(jié)合的特色化工差異化發(fā)展道路，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)品的升級換代。

經(jīng)過前期的研究論證，石化鹽化一體化循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式主要把握好以下關(guān)鍵點：一是改造現(xiàn)有石化裝置，在經(jīng)濟性的前提下最大限度為下游化工提供乙烯、丙烯、芳烴等化工原料，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整提供原料支持;二是通過研究當前鹽化工工藝特點，確定石化鹽化一體化項目的定位，重點發(fā)展有機氯和有機胺兩條產(chǎn)業(yè)鏈;三是搞好統(tǒng)籌規(guī)劃，在一體化發(fā)展中實現(xiàn)淡水資源綜合利用;四是充分把握好產(chǎn)品的市場前景和競爭能力;五是實施工藝和技術(shù)創(chuàng)新，找準石化和鹽化的結(jié)合點，合理利用各種資源;六是落實技術(shù)方案和措施，做好節(jié)能減排和環(huán)保規(guī)劃。

?；菄野l(fā)改委等六部委批準的首批循環(huán)經(jīng)濟試點單位。多年來，在循環(huán)經(jīng)濟理念指導下，依靠技術(shù)進步，重點圍繞鹽化工開展資源綜合利用，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，形成了“資源—生產(chǎn)—產(chǎn)品—深加工”和“資源—生產(chǎn)—廢棄物—再利用”兩大循環(huán)流程，初步建立了以資源綜合利用為特色的海洋化工生態(tài)工業(yè)體系。

海化石化鹽化一體化項目分為兩期規(guī)劃，一期項目由四部分組成：一是將現(xiàn)有電石法PVC改造為聯(lián)合法PVC，所需7萬噸乙烯由煉油板塊稀乙烯干氣提供;二是新建環(huán)氧丙烷裝置，所需丙烯由石化裝置提供，配套建設12萬噸/年燒堿裝置，提供燒堿、氯氣;三是新建丙烯腈項目，下游配套MMA裝置和合成裝置;四是以海油原油和外采蠟油為原料，采用DCC催化工藝聯(lián)產(chǎn)稀乙烯和丙烯。

二期項目重點對產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈進行橫向擴充和縱向延伸。在有機氯產(chǎn)品方面，發(fā)展以二氯乙烷（EDC）為原料的乙撐胺系列產(chǎn)品、三氯乙烯和四氯乙烯，研究發(fā)展相轉(zhuǎn)移催化法清潔生產(chǎn)工藝生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷。同時以丙烯腈為原料，向下游發(fā)展ABS、SAN、丁腈橡膠等產(chǎn)品。

石化鹽化一體化規(guī)劃前后總體框架對比。?；壳笆躯}化工和石油化工單獨發(fā)展的產(chǎn)業(yè)模式，只能各自生產(chǎn)單一的鹽化工產(chǎn)品和油品，兩者不能互為資源化條件，不能有機結(jié)合，致使產(chǎn)品鏈條短，附加值低。

而一體化發(fā)展，將以發(fā)展石油化工、鹽化工為龍頭，以循環(huán)經(jīng)濟理論為指導，采用先進、高效、清潔的生產(chǎn)工藝，利用生產(chǎn)裝置之間的“鏈接”和“代謝”關(guān)系，在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展采用上下游一體化的方式，使資源得到最充分的綜合利用，注重產(chǎn)品鏈的延伸，提高產(chǎn)品附加值，從而構(gòu)筑上下游一體化且獨具循環(huán)經(jīng)濟特色的產(chǎn)品鏈結(jié)構(gòu)。

石化鹽化一體化發(fā)展后，總體產(chǎn)業(yè)鏈得到了延伸，石化和鹽化之間的優(yōu)勢互補更為明顯，多種資源得到合理利用，物流運輸問題得到解決，循環(huán)經(jīng)濟特色和優(yōu)勢更加突出。

打造獨具特色的石化鹽化一體化循環(huán)發(fā)展新模式

循環(huán)經(jīng)濟是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則（3R原則），以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式，是對“大量生產(chǎn)、大量消費、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長模式的根本變革。石化鹽化一體化項目在循環(huán)經(jīng)濟3R原則指導下實現(xiàn)了創(chuàng)新與發(fā)展。

減量化分析

減量化是指在生產(chǎn)、流通和消費等過程中減少資源消耗和廢物產(chǎn)生。減量化是循環(huán)經(jīng)濟的重要內(nèi)容。石化鹽化一體化發(fā)展充分體現(xiàn)了減量化思路。

第一，燒堿皂化替代石灰皂化。傳統(tǒng)的氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝以石灰乳做皂化劑，產(chǎn)生大量的皂化廢渣、廢水。一體化項目中的環(huán)氧丙烷，與海化現(xiàn)有氯堿、純堿鹽化工裝置相結(jié)合，提出用氯堿裝置產(chǎn)出的燒堿替代石灰乳做皂化劑，該工藝不產(chǎn)生皂化廢渣，僅產(chǎn)生含氯化鈉的廢水，而氯化鈉廢水經(jīng)過處理去除COD后，用于純堿生產(chǎn)，替代海水化鹽，可節(jié)省大量化鹽海水的精制費用，并可達到廢水再利用和零排放。

第二，電石法PVC改造為乙烯法PVC。目前，電石法PVC工藝生產(chǎn)中產(chǎn)生的“三廢”得到了一定利用，但仍存在沒有綜合利用的成分，且能耗很高。生產(chǎn)1t PVC要產(chǎn)生電石渣1.2t、廢水20t、粉塵20kg，損失氯化汞約1kg。海化將電石法改造為乙烯法，可減少排放廢渣、廢水、粉塵、汞排放，充分體現(xiàn)了一體化項目廢物排放減量化原則。

再利用分析

在石化鹽化一體化規(guī)劃中，環(huán)氧丙烷項目作為鹽化工與石油化工的一個重要結(jié)合點，依托海化現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，解決了國內(nèi)氯醇法環(huán)氧丙烷的瓶頸問題。突出特色表現(xiàn)為水的再利用。目前?；磕戤a(chǎn)生中水500萬m3，主要來自循環(huán)水排水、反滲透排放水、石化生化后污水等，一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中將利用這部分中水代替工業(yè)水用于環(huán)氧丙烷生產(chǎn)。每年可節(jié)省1440萬元的工業(yè)水費用，并很好的解決了中水處理、排放問題。皂化工藝廢水實現(xiàn)再利用。環(huán)氧丙烷生產(chǎn)中所產(chǎn)生的皂化廢水不再按照傳統(tǒng)的方式處理后直接排放掉，而是將這部分皂化廢水處理后再利用，送純堿廠鹽水車間代替海水化鹽用于純堿生產(chǎn)，可節(jié)省大量化鹽海水的精制費用，噸環(huán)氧丙烷產(chǎn)品產(chǎn)生的廢水能減少純堿生產(chǎn)海水精制費用1091.2元，每年可減少總成本8729.6萬元。最大的優(yōu)勢是實現(xiàn)了廢水的再利用和零排放，充分體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟再利用的特點。

資源化分析

一是干氣、氯化氫資源化。干氣是石油煉制過程中產(chǎn)生的廢尾氣，過去主要作為燃料使用，其中乙烯、乙烷和氫氣等主要組分沒有得到高效綜合利用，造成資源浪費，還排放大量二氧化碳。

石化鹽化一體化發(fā)展將這部分干氣通過變壓吸附分離技術(shù)分離。分離后的稀乙烯利用稀乙烯氯化技術(shù)生產(chǎn)二氯乙烷，一方面干氣中稀乙烯的利用延伸了煉油副產(chǎn)品深加工，降低了二氯乙烷的生產(chǎn)成本，最大程度的使聚氯乙烯產(chǎn)品采用石油化工路線生產(chǎn)，實現(xiàn)鹽化工與石油化工一體化；另一方面二氯乙烷裂解副產(chǎn)氯化氫與現(xiàn)有電石法乙炔聯(lián)合生產(chǎn)聚氯乙烯，通過合理的技術(shù)組合和中間產(chǎn)品耦合，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟概念上的物盡其用。

利用干氣稀乙烯做原料直接氯化生成二氯乙烷，每噸綜合成本比直接利用純乙烯具有較強的比較優(yōu)勢。與使用聚合級純乙烯制EDC相比，稀乙烯直接氯化制EDC技術(shù)具有明顯的成本優(yōu)勢和較強的市場競爭力。據(jù)專家測算，與使用聚合級純乙烯制EDC相比，原料制備上節(jié)能1/3以上，噸成本降低10%～20%。海化利用干氣稀乙烯直接氯化生成二氯乙烷5000噸/年裝置，經(jīng)過5個月的工業(yè)實踐結(jié)果表明，干氣中乙烯轉(zhuǎn)化率大于93%，EDC純度達到99.5%以上。產(chǎn)品經(jīng)山東省分析測試中心檢驗符合國家行業(yè)標準，用戶試用反映良好。該項目以煉化干氣為原料，經(jīng)干氣凈化和濃縮富集工藝、氯化加成反應工藝和尾氣回收工藝，有效解決了干氣中其它成分對乙烯氯化過程的影響、抑制了不利于合成EDC的副反應和干氣中其它成分有效利用的工程技術(shù)難題，構(gòu)建了完整的煉化干氣稀乙烯直接氯化制二氯乙烷生產(chǎn)技術(shù)。目前該工藝技術(shù)創(chuàng)新成果已申請3項國家發(fā)明專利。海化年產(chǎn)20萬噸EDC項目建成投運后，年可新增銷售收入6億元以上，利稅2億元，與聚合級純乙烯法相比，年節(jié)能2.77萬噸標煤，減排二氧化碳10.8萬噸。聯(lián)合法生產(chǎn)PVC不僅縮短了生產(chǎn)流程，大幅度降低了工程投資，最大程度上利用已有的電石資源和乙炔生產(chǎn)裝置，屬于典型循環(huán)經(jīng)濟模式，還可以在一定程度上擺脫PVC生產(chǎn)對電石的依賴。

專家認為，該項目工藝路線綠色環(huán)保、裝置運行穩(wěn)定、生產(chǎn)過程安全可靠、節(jié)能效果顯著，工藝技術(shù)填補國內(nèi)空白，達到國際先進水平。項目研發(fā)成功，為發(fā)揮乙烯法PVC（聚氯乙烯）和乙炔法PVC聯(lián)合優(yōu)勢提供了工藝技術(shù)支撐，標志著石油化工和鹽化工產(chǎn)業(yè)一體化、低碳化循環(huán)發(fā)展取得重大突破，對我國干氣綜合利用領域、EDC和PVC行業(yè)生產(chǎn)格局變革將產(chǎn)生較大的創(chuàng)新效應。隨著我國石油工業(yè)的快速發(fā)展，煉化干氣的年產(chǎn)量十分可觀。據(jù)測算，2012年我國煉化干氣的產(chǎn)量超過740萬噸，其中乙烯的含量超過140萬噸。該項目具有良好的推廣應用前景。

二是氫氣資源化。鹽化工與石油化工另一個有價值的結(jié)合點是鹽化工副產(chǎn)氫與石油化工副產(chǎn)氫集中優(yōu)化利用。隨著油品質(zhì)量要求不斷提高和加工含硫油要求，大部分煉廠擁有多套加氫裝置，氫氣用量較大。鹽化工燒堿生產(chǎn)中有大量電解氫、石油化工生產(chǎn)中有催化裂解干氣中甲烷氫、重整裝置重整氫、加氫裝置弛放氫、干氣綜合利用中乙丙烷裂解爐甲烷氫等，統(tǒng)一集輸后采用PSA分離技術(shù)得到純氫，集中利用后氫氣總量可實現(xiàn)規(guī)?；罴庸ぃc傳統(tǒng)的煤制氫、天然氣制氫相比，大大減少流程，降低成本，實現(xiàn)資源化。

根據(jù)原油加工和燒堿副產(chǎn)氫氣量計，海化石化鹽化一體化發(fā)展實現(xiàn)干氣綜合利用后，可富集氫氣約1.8萬噸/年，相當于10萬噸氨合成用氫量。按照氫氣1.0元/Nm3，年可增效近2億元。直接利用副產(chǎn)氫氣生產(chǎn)氨合成，供丙烯腈生產(chǎn)使用，一方面體現(xiàn)了富余氫氣的資源化，另一方面解決了丙烯腈液氨的采購和運輸方面的困難。單獨的燒堿廠和煉油廠都不可能集中如此規(guī)模的氫氣量，形成規(guī)?；母碑a(chǎn)品利用，這更是充分體現(xiàn)了一體化循環(huán)經(jīng)濟的資源化。

石化鹽化一體化發(fā)展大有可為

石化鹽化一體化符合黨的十八大綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展的新要求和大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的國家戰(zhàn)略。通過介紹一體化發(fā)展的背景、方案，從資源化、再利用、減量化三方面分析一體化發(fā)展規(guī)劃，海化石化鹽化一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展實現(xiàn)了特色循環(huán)經(jīng)濟和資源綜合利用，最終生產(chǎn)高技術(shù)含量、高附加值和市場前景廣闊的精細化工產(chǎn)品，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，符合循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展原則。

“在目前行業(yè)不景氣的狀態(tài)下，山東?；业搅艘粭l科技突圍的正確路子。這項技術(shù)思路新穎，開發(fā)過程嚴謹，工藝路線可行，具有獨創(chuàng)性、先進性，標志著石化和鹽化產(chǎn)業(yè)一體化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，為我國煉化干氣綜合利用和石化鹽化一體化發(fā)展提供了新的模式。這對海化是件好事，對行業(yè)是個貢獻，這項技術(shù)意義很大！”2013年7月22日，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會會長李勇武在中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的山東?；瘓F“煉化干氣稀乙烯直接氯化制二氯乙烷技術(shù)研究”項目業(yè)內(nèi)專家技術(shù)評估會上表示。

石化鹽化一體化發(fā)展大有可為。?；瘜凑铡皣鴥?nèi)領先、世界一流”的高端定位，探索“基地化、大型化、一體化、園區(qū)化”的集成模式，突出“藍色高端、高效生態(tài)、循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展”四個特色，找準石化鹽化有機結(jié)合的創(chuàng)新點、特色點和效益點，研究綠色低碳、節(jié)能減排、環(huán)境友好和資源集約利用的新途徑、新方法和新成果，突出技術(shù)創(chuàng)新和自主知識產(chǎn)權(quán)，構(gòu)筑循環(huán)經(jīng)濟體系，推進產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品升級，建設海油北方最大最具競爭力的石化鹽化一體化特色化工產(chǎn)業(yè)基地，打造山東省轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)的示范項目和黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設的樣板工程。

石化鹽化一體化項目建成后，?；摹安町惢碧厣珜⒏吁r明，“集約化”優(yōu)勢將更加突出，將成為一個集約化、差異化的特色品牌，不僅對海化的核心競爭力實現(xiàn)質(zhì)的提升，而且對拓展循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域、共同打造產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品“升級版”將產(chǎn)生巨大的帶動作用，并會在國內(nèi)外同行業(yè)產(chǎn)生較好的示范作用。