我國乙烯工業(yè)發(fā)展的概述

徐 莉

(中國石油化工股份有限公司天津分公司，天津 300271)

乙烯是石油化工的基本有機原料，目前約有75%的石油化工產(chǎn)品由乙烯生產(chǎn)，它主要用來生產(chǎn)聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧乙烷/乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、聚苯乙烯、乙醇、醋酸乙烯等多種重要的有機化工產(chǎn)品，實際上，乙烯產(chǎn)量已成為衡量一個國家石油化工工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。近年來，我國乙烯工業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)技術(shù)、裝置規(guī)模和單爐裝置產(chǎn)能都有很大發(fā)展,2013年產(chǎn)能已經(jīng)增加到1 776.5 萬t/a，成為僅次于美國的世界第二大乙烯生產(chǎn)國，占全球乙烯產(chǎn)能的12.5%[1]。生產(chǎn)裝置從全套引進到國產(chǎn)化率70%以上，已經(jīng)具備了自主建設(shè)百萬噸級乙烯裝置的能力，乙烯工業(yè)總體水平步入了世界先進國家行列，呈現(xiàn)跨越式發(fā)展趨勢。

1 我國乙烯行業(yè)的現(xiàn)狀

截至2013年底，我國共有26家乙烯生產(chǎn)企業(yè)，34套裝置。其中，中國石化擁有裝置17套(含合資企業(yè))，總產(chǎn)能為1 041.5 萬t/a，中國石油擁有裝置11套，總產(chǎn)能為511 萬t/a，分別占我國乙烯產(chǎn)能的58.6%和28.8%[1]。隨著我國新建大型乙烯裝置的投產(chǎn)，以及對原有裝置的改擴建，乙烯裝置的平均規(guī)模不斷提高,蒸汽裂解乙烯裝置的平均規(guī)模達到56.7 萬t/a，單套規(guī)模達到80 萬t/a以上的裝置有10套(見表1)。

1.1 乙烯供需矛盾仍突出

從全球來看，供給趨于平衡，但從中國市場來看，近10年，我國乙烯當(dāng)量消費量逐年遞增，在近幾年國內(nèi)乙烯產(chǎn)能大幅增加下仍無法滿足國內(nèi)需求，我國乙烯消費與未來預(yù)測見表2。

從表2可知：未來我國乙烯當(dāng)量消費缺口仍較大，在50%以上，隨著“十二五”期間一批大乙烯項目的建成投產(chǎn)，供需缺口將有所縮小，預(yù)計乙烯當(dāng)量消費自給率將由目前的47%～48%提高到2015年的約70%。

表1 2013年中國產(chǎn)能80 萬t/a以上的乙烯裝置[2]

表2 我國乙烯消費與未來預(yù)測[2] 萬t/a

1.2 裝置規(guī)模大型化

規(guī)模效益促使世界乙烯工業(yè)裝置向著大型化方向發(fā)展。為了降低乙烯的單位產(chǎn)能投資，提高市場競爭力，乙烯裝置大型化趨勢已明顯[3]。美國魯姆斯公司的統(tǒng)計表明[4-5]，乙烯生產(chǎn)成本隨著裝置規(guī)模的增大而會有較大幅度的降低，100 萬t/a與50 萬t/a乙烯裝置相比，可降低生產(chǎn)成本約25%；150 萬t/a與50 萬t/a相比，可降低約40%；150 萬t/a與100 萬t/a相比，可降低約15%。早在1992年1月，中央就確定了石化工業(yè)“大型、先進、高效”的發(fā)展方向?！笆晃濉逼陂g，我國乙烯裝置的大型化呈現(xiàn)加速態(tài)勢，新建了新疆獨山子石化百萬噸乙烯工程、天津石化百萬噸乙烯工程和鎮(zhèn)海煉化百萬噸乙烯工程,以及蘭州石化、吉林石化、茂名石化、廣州石化、上海金山、揚子石化和燕山石化等一批乙烯擴建工程，單套裝置能力已達100 萬t/a[6]?！笆濉逼陂g，我國乙烯工業(yè)仍將持續(xù)推進規(guī)?；l(fā)展，隨著大慶石化、撫順石化、四川彭州石化、武漢石化、惠州乙烯二期、海南煉化、湛江中科合資煉化一體化項目等一批大乙烯項目的建成投產(chǎn)，預(yù)計到2015年，我國乙烯總產(chǎn)能為2 500～2 700 萬t/a。

1.3 “煉化一體化”百萬噸乙烯基地崛起

煉化一體化已成為全球乙烯工業(yè)發(fā)展主流，煉油與化工是關(guān)聯(lián)最密切的業(yè)務(wù)，兩者結(jié)合可以在資源配置，優(yōu)化互用各種物流，提高產(chǎn)品附加值，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，降低固定資產(chǎn)費用，節(jié)省儲運系列投資，共享公用工程和環(huán)保系統(tǒng)，從而實現(xiàn)煉廠與化工廠整體效益最大化的目標(biāo)。據(jù)美國斯坦福咨詢公司(SRI)對燃料型煉油廠和一體煉廠兩種模式效益分析，在一定的原油價格范圍內(nèi)，一體化廠的全投資收益率比燃料型煉廠高10%以上，且隨原油價格的升高，兩者收益率差距更大，一體化煉廠具有更強的抗風(fēng)險能力。

目前，我國已在長三角、珠三角和環(huán)渤海地區(qū)建成了一批大型煉油化工一體化企業(yè)，其中包括鎮(zhèn)海煉化、福建煉化、天津石化煉化一體化基地，據(jù)悉，中國石化75%的煉油能力、90%以上的乙烯生產(chǎn)能力集中在這三大地區(qū)，為原料的優(yōu)化配置、資源的綜合利用、提高企業(yè)整體經(jīng)濟效益奠定了堅實的基礎(chǔ)。根據(jù)《乙烯行業(yè)“十二五”規(guī)劃》，我國將繼續(xù)做大做強這三大地區(qū)石化產(chǎn)業(yè)群，改造提升東北地區(qū)乙烯工業(yè)，同時建設(shè)中西部乙烯基地，進一步優(yōu)化乙烯布局[2]。長三角地區(qū)以上海、南京、寧波為中心，形成3～4個產(chǎn)能超200 萬t/a的乙烯生產(chǎn)基地，其乙烯合計產(chǎn)能將占全國總產(chǎn)能的35%以上;珠三角地區(qū)將加快茂名、惠州、湛江、揭陽等地中資或中外合資項目的建設(shè)，重點發(fā)展下游的優(yōu)勢產(chǎn)品和特色、高附加值的衍生物產(chǎn)品;環(huán)渤海灣地區(qū)以京津唐和撫順為中心，布局大型乙烯裝置;中西部地區(qū)則配合西部大開發(fā)和中部崛起，在蘭州、成都、武漢、獨山子等地形成4個乙烯基地。“十二五”期間，全國煉油企業(yè)平均規(guī)模將進一步擴大，使我國乙烯工業(yè)向“煉油-乙烯-芳烴-高端產(chǎn)品”深度集成的一體化模式發(fā)展成為可能。

1.4 重大裝備國產(chǎn)化

2007年4月，國家發(fā)改委起草了《關(guān)于加快推進石化裝備國產(chǎn)化的實施方案(討論稿)》，為石化裝備國產(chǎn)化設(shè)定了百萬噸級乙烯及深加工設(shè)備成套裝備的國產(chǎn)化率不低于75%[7-8]。在“十一五”期間,百萬噸乙烯裝置中最關(guān)鍵、最難國產(chǎn)化的核心設(shè)備裂解氣壓縮機、丙烯制冷壓縮機和乙烯壓縮機均已實現(xiàn)了國產(chǎn)化[6]。

例如[6-10]：天津百萬噸乙烯工程中，作為核心裝備的裂解氣壓縮機和冷箱首次由國內(nèi)廠家制造，乙烯裝備的國產(chǎn)化率達到78%，主要設(shè)備1 775臺(套)，引進設(shè)備僅為212臺(套)，其余均為國內(nèi)采購。在茂名乙烯技術(shù)改造中，實現(xiàn)了大型裂解氣壓縮機和冷箱等關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化，總共510臺設(shè)備中448臺是國內(nèi)制造，國產(chǎn)化率達87.8%，首創(chuàng)使用國內(nèi)技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化的最高記錄。鎮(zhèn)海煉化百萬噸乙烯工程實現(xiàn)了三大核心機組之一的丙烯制冷壓縮機的首臺國產(chǎn)化,整個工程共有13臺套大型設(shè)備被列為國家重大設(shè)備國產(chǎn)化攻關(guān)和重點推廣應(yīng)用項目，均實現(xiàn)自主設(shè)計、自主制造、自主安裝，有力地推動了國內(nèi)裝備制造業(yè)水平提升。撫順石化80 萬t/a乙烯建設(shè)中，裝置國產(chǎn)化率達72%,裝置采用的乙烯壓縮機組由沈鼓集團提供，這是我國自主研制的首臺百萬噸乙烯裝置用乙烯壓縮機組。

通過自主創(chuàng)新和合作開發(fā)，我國石化已具備了采用自主技術(shù)建設(shè)百萬噸級乙烯裝置的能力。據(jù)不完全統(tǒng)計，依托石化企業(yè)工程建設(shè)和技術(shù)改造項目，中國石化研制和推廣應(yīng)用了重大國產(chǎn)化設(shè)備達2 000多套。其關(guān)鍵設(shè)備乙烯裂解爐及其急冷鍋爐、大型乙烯裂解、各種低溫泵、高壓板翅式換熱器(冷箱)、大型乙烯球罐、聚丙烯反應(yīng)器以及大型雙螺桿造粒機組等相繼研制成功。石化大型裝備的國產(chǎn)化，有力推動了石化裝備制造業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，增強了中國石化裝備工業(yè)參與國際市場競爭的能力。

2 中國乙烯工業(yè)面臨的問題與對策

2.1 原料應(yīng)向多元化發(fā)展

乙烯原料是影響乙烯成本的重要因素。在乙烯生產(chǎn)中，原料在總成本中所占比例高達70%～75%[1],以石腦油為原料時更是高達80%～90%[3]。目前，我國生產(chǎn)乙烯的原料主要是石腦油，石腦油是煉油工業(yè)的產(chǎn)品，其產(chǎn)量受到煉油工業(yè)的制約。目前我國70%左右的原油用于成品油(汽、煤、柴油)生產(chǎn)。2013年我國進口原油2.8億噸，原油對外依存度已達57.3%[1]。隨著經(jīng)濟發(fā)展，未來我國乙烯原料的供需矛盾將進一步加劇。預(yù)計2015年我國乙烯產(chǎn)量將達到2 383.5 萬t，需要石腦油7 000 萬t，如果再考慮其他生產(chǎn)對石腦油的需求，國內(nèi)石腦油的缺口將更大。資源不足將限制我國乙烯工業(yè)的發(fā)展。

因此，應(yīng)加大能源消費結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)乙烯原料向輕質(zhì)化、多元化發(fā)展戰(zhàn)略[11-13]。另外，還要加快開發(fā)新的乙烯生產(chǎn)路線，近年來我國已經(jīng)開發(fā)并應(yīng)用了多種原料制烯烴技術(shù)，包括MTO/MTP、CPP、丙烷脫氫等技術(shù)。未來幾年是我國煤制烯烴/MTO生產(chǎn)能力迅速發(fā)展的時期，目前建成在建的煤制烯烴/MTO項目包括寧波禾元化學(xué)30 萬t/a、浙江興興新能源30 萬t/a、華能呼倫貝爾30萬t/a、青海慶華30 萬t/a、中國石化鶴壁30 萬t/a，山西焦化30 萬t/a、陜西神木化工30 萬t/a等。但考慮到煤制烯烴項目的龐大投資和巨大的耗水量問題，未來真正能夠建成的項目要少于規(guī)劃項目。所以應(yīng)加快頁巖氣開發(fā)，積極發(fā)展天然氣制乙烯工藝。

2.2 淘汰落后產(chǎn)能，提高競爭力

我國乙烯生產(chǎn)裝置規(guī)模已經(jīng)有較大提高，但與先進水平相比還有一定差距。我國產(chǎn)能低于50 萬t/a裝置多達17套(其中1套已經(jīng)停產(chǎn))，全球范圍內(nèi)規(guī)劃建設(shè)的超大型乙烯裝置產(chǎn)能可達150 萬t/a,一些公司還在研究180 萬t/a乙烯裝置的可能性，沙特阿拉伯、北美地區(qū)及新加坡的乙烯裝置平均規(guī)模均在我國之上[1,12,14]。因此借鑒世界乙烯工業(yè)發(fā)展規(guī)律，我國乙烯工業(yè)規(guī)模適宜在80～130 萬t/a，建設(shè)規(guī)模根據(jù)市場、原料及其他建廠條件而定。同時應(yīng)當(dāng)關(guān)閉規(guī)模小、能耗高、技術(shù)落后、經(jīng)濟效益差的裝置，根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律和提高國際競爭力的要求出發(fā)，實現(xiàn)乙烯規(guī)模大型化。

2.3 技術(shù)有待提高

目前我國乙烯裝置國產(chǎn)率與國外先進水平相比，還存在較大技術(shù)差距，可靠性和穩(wěn)定性不高，專業(yè)化和系列化程度較低，裝備制造業(yè)的發(fā)展還跟不上石化技術(shù)發(fā)展及裝備大型化的要求；對引進技術(shù)裝備消化吸收再創(chuàng)新的力度不夠，原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新缺乏；重大技術(shù)裝備的研發(fā)能力薄弱；技術(shù)準(zhǔn)備和儲備不足；裝備制造企業(yè)與工藝開發(fā)的合作機制尚未建立，不適應(yīng)世界石化裝備機電一體化和信息化的要求與步伐。我國石化裝備產(chǎn)業(yè)應(yīng)在重大裝備上實現(xiàn)核心技術(shù)和系統(tǒng)集成能力的突破，著力提高我國石化行業(yè)重大裝備國產(chǎn)化水平。國內(nèi)乙烯工業(yè)總體物料消耗較高，應(yīng)加大開發(fā)引進先進的裂解技術(shù)和分離技術(shù)。

但是提高競爭力的關(guān)鍵是要加快技術(shù)進步，增強自主開發(fā)和創(chuàng)新能力，石化工業(yè)長期立足在引進技術(shù)的基點上是難以使競爭力有較快的提高，研究開發(fā)經(jīng)費不足是難以進入開發(fā)創(chuàng)新之路的主要原因，目前化學(xué)工業(yè)的科研經(jīng)費投入占GDP的比例不足1%，低于有關(guān)制造業(yè)的投入水平，與發(fā)達國家2.2%的水平更有較大差距，尚屬于技術(shù)引進和應(yīng)用層次。

2.4 布局分散需集中

目前，我國已建成的乙烯工業(yè)裝置分布在全國15個省、市、自治區(qū)，而擬建和已建的乙烯裝置更是幾乎覆蓋全國。單遼寧一個省，已建和擬建裝置也分散在遼陽、盤錦、撫順、大連幾處。弊病明顯：1)加大了投資。如上海賽科90 萬t/a乙烯工程建在化工區(qū)內(nèi)，有公用工程體系等一系列公用和輔助設(shè)施可以依托共享，每萬噸乙烯產(chǎn)能工程總投資為2.49億元，而廣東惠州80 萬t/a乙烯由于是單獨配套公用工程和輔助設(shè)施等，每萬噸乙烯產(chǎn)能工程總投資比上海賽科高出2.13億元。2)公用工程投資重復(fù)浪費。以60 萬t/a乙烯裝置工程計，美國的罐區(qū)、碼頭等公用工程占整個工程的20%，而我國則占40%～50%，即其中有近20%部分要重復(fù)。3)加大了污染風(fēng)險。目前我國主要港口幾乎都有煉油裝置，單是治理滲油漏油一項造成的污染就是一大難題。在缺水地區(qū)及長江、黃河中上游的水源地布建大型化工聯(lián)合裝置，將會造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)惡化及生存危害。

世界上乙烯裝置的建設(shè)是以集中建設(shè)為主[1]，如美國約有2/3的乙烯裝置建在德克薩斯州，主要集中在墨西哥灣。比利時乙烯裝置全部建設(shè)在安特衛(wèi)普，日本乙烯大部分集中在東京灣，新加坡集中在裕廊島，韓國集中在蔚山附近。

在新一輪的發(fā)展中要重視布局，提高集中度，結(jié)合我國市場、資源等條件，應(yīng)集中在沿海地區(qū)布置4～5點，如鎮(zhèn)海、金山灣、湄洲灣、連云港、天津、青島、大連等地。然后再在此基礎(chǔ)上建設(shè)1～2個高度集中的石化基地。為了扼制目前過于分散的建設(shè)狀態(tài)，防止低水平重復(fù)建設(shè)和無序競爭，國家應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，對乙烯工業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行準(zhǔn)入制度：1)乙烯項目建設(shè)要符合產(chǎn)業(yè)布局和“基地化、大型化”的發(fā)展要求；2)新建項目原則上要依托現(xiàn)有大型煉油企業(yè)，實行煉油化工一體化。乙烯項目業(yè)主原料自給能力必須達到75%以上。3)新建乙烯項目單線規(guī)模達到80 萬t/a級以上，而且乙烯下游石化裝置也應(yīng)具有世界級經(jīng)濟規(guī)模。

2.5 其 他

我國市場尤其是下游乙烯產(chǎn)品的進口量非常大，我國乙烯下游產(chǎn)品品種單一，特殊品種依賴于進口，未來我國乙烯建設(shè)和發(fā)展將注重調(diào)整下游衍生產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，要更好利用我國以石腦油作為乙烯主要原料帶來的副產(chǎn)品和下游衍生物多、附加值高、增值空間大、可供選擇產(chǎn)品組合多的有利之處，多生產(chǎn)高附加值、高檔產(chǎn)品，以及差別化、功能化產(chǎn)品，更好地發(fā)揮煉化一體化優(yōu)勢，促進產(chǎn)品升級，努力開發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù)，全面提高核心競爭力和國際競爭力

3 結(jié)束語

我國乙烯工業(yè)進入快速發(fā)展時期，既有機遇，又面臨挑戰(zhàn)。在未來幾年內(nèi)，國內(nèi)乙烯生產(chǎn)企業(yè)區(qū)域分布將更加趨于合理，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將得到更加合理的調(diào)整，經(jīng)濟效益將有更大幅度提高。在持續(xù)不斷的技術(shù)進步基礎(chǔ)上，將會使我國由一個乙烯生產(chǎn)大國發(fā)展成為乙烯生產(chǎn)強國。

參 考 文 獻

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