在俄羅斯境內(nèi)發(fā)展煉化一體化項(xiàng)目的工藝論證

陳 松

（黑龍江省能源環(huán)境研究院，黑龍江哈爾濱150090）

在俄羅斯境內(nèi)發(fā)展煉化一體化項(xiàng)目的工藝論證

陳 松

（黑龍江省能源環(huán)境研究院，黑龍江哈爾濱150090）

本文敘述了俄羅斯油氣資源及化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)俄羅斯原油與大慶原油的特性進(jìn)行了比較和分析；在此基礎(chǔ)上，論證了俄羅斯原油采用“煉油與芳烴組合”的煉化一體化的加工方案的可行性。

俄羅斯原油；深加工；煉化一體化；對(duì)二甲苯

1 俄羅斯油氣資源及化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展

1.1 俄羅斯油氣資源供需情況及預(yù)測(cè)

俄羅斯是全球主要能源生產(chǎn)和輸出國(guó)之一，截至2013年底，俄羅斯石油資源探明儲(chǔ)量872億桶，2013年俄羅斯原油產(chǎn)量達(dá)5.18億t（含凝析油），天然氣儲(chǔ)量32.9萬(wàn)億m3，產(chǎn)量6550億m3。與其油氣產(chǎn)量相比，俄羅斯國(guó)內(nèi)下游化工裝置規(guī)模偏小，其油氣資源大量出口，2013年出口原油2.52億t，出口天然氣1858億m3。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著俄羅斯國(guó)內(nèi)化工裝置的建設(shè)，其原油出口比例將有所下降，但仍將保持在2億t以上規(guī)模，可為周邊國(guó)家提供較大規(guī)模的油氣原料供應(yīng)（見(jiàn)表1）。

1.2 俄羅斯化工產(chǎn)品供需情況及預(yù)測(cè)

2013年俄羅斯主要化工產(chǎn)品生產(chǎn)有增有減，總體增速則明顯下降，其中乙烯、丙烯、聚乙烯、礦物肥料、合成氨下降，苯乙烯、聚苯乙烯、苯酚、合成橡膠等保持增長(zhǎng)，塑料基本與2012年持平（見(jiàn)表2）。

表1 俄羅斯油氣產(chǎn)量/出口量現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)Tab.1 Data of Russian oil-gas input/export

表22013 年俄羅斯主要化工產(chǎn)品產(chǎn)量Tab.2 Russian major chemical production

盡管俄羅斯是全球主要能源產(chǎn)地及輸出地之一，但其下游化工生產(chǎn)較為落后，目前，其國(guó)內(nèi)生產(chǎn)主要以大宗初級(jí)原料為主，而下游產(chǎn)品則大量依靠進(jìn)口，部分化工產(chǎn)品對(duì)外依存度達(dá)到80%。2013年進(jìn)口的紡織及原料等輕工產(chǎn)品、塑料和橡膠類(lèi)產(chǎn)品以及其他化工產(chǎn)品總計(jì)超過(guò)600億美元，其中來(lái)自中國(guó)的產(chǎn)品超過(guò)100億美元，占比近20%[1]（見(jiàn)表3）。

表3 俄羅斯主要化工及相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)出口情況Tab.3 Information of import and export in Russian major chemical production

從未來(lái)情況來(lái)看，俄羅斯制定了化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃，規(guī)劃建設(shè)六大化工基地，利用其豐富的油氣資源發(fā)展下游產(chǎn)品。根據(jù)其規(guī)劃，俄羅斯用于裂解的原料產(chǎn)能到2030年將增長(zhǎng)4倍以上，丙烯產(chǎn)能將增加4.6倍，丁二烯的產(chǎn)能將增加1倍以上，大宗聚合物產(chǎn)能將增加5.8倍，合成橡膠產(chǎn)能將增加1.75倍，聚乙烯和聚丙烯產(chǎn)能2020年將超越其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。

2 俄羅斯原油的特性

2.1 俄羅斯原油與大慶原油的特性比較

從俄羅斯原油（表5）與大慶原油（表4）的特性比較可以得出如下結(jié)論：

（1）與大慶原油相比，俄羅斯原油輕組分含量高、密度小、凝固點(diǎn)低，原油儲(chǔ)存過(guò)程中不需要加熱措施。

（2）俄羅斯原油的硫含量高（9582.7μg·g-1），是大慶原油的8～10倍。

（3）俄羅斯原油的鹽含量及金屬含量特別是鎳、釩含量比大慶原油高。

（4）俄羅斯原油比大慶油輕，輕餾分和中間餾分含量高，重組分含量低；350℃以前餾分占59.36%，輕收（＜350℃）是大慶原油188%。

（5）俄羅斯原油的特性因數(shù)K為12，芳烴含量較高，環(huán)烷烴含量較低，芳烴和環(huán)烷烴（加工芳烴的原料）總的含量，與大慶原油相比，高出2個(gè)百分點(diǎn)，屬含硫中間基原油。

表4 大慶原油性質(zhì)[2]Tab.4 The properties of Daqing crude oil

表5 俄羅斯原油性質(zhì)[3]Tab.5 The properties of Russian crude oil

綜上所述，根據(jù)俄羅斯原油的特性，其加工特性如下：

（1）從各餾分段的性質(zhì)和收率上看，俄羅斯油石腦油餾分的收率約比大慶油高（17～18）（m）%，其主要性質(zhì)與大慶油石腦油類(lèi)似；俄羅斯原油的噴氣燃料收率比大慶油高約10（m）%，噴氣燃料餾分的主要性質(zhì)均滿足噴氣燃料指標(biāo)；俄羅斯原油輕柴油餾分（190～300℃）比大慶油的輕柴油餾分還要高9%，但俄羅斯油輕柴油餾分的十六烷指數(shù)和柴油指數(shù)都比大慶油的低，硫含量比大慶油高；俄羅斯油蠟油餾分（350～500℃）比大慶油約低（3～7）（m）%，硫含量和氮含量均比大慶油高；俄羅斯油減壓渣油餾分（＞500℃）收率要比大慶油低28（m）%，但俄羅斯減壓渣油的粘度大、硫含量高、重金屬（鎳和釩）含量高。從結(jié)構(gòu)組成上看，俄羅斯原油減壓渣油的烷烴含量比大慶油低，而芳烴加膠質(zhì)含量比大慶油高。

（2）目前，管輸大慶的俄羅斯原油主要是西西伯利亞油區(qū)原油，具有如上所述的典型物理特性和加工特性（含硫高：生產(chǎn)符合Ⅲ、Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的清潔燃料二次加工難度大成本高；輕油收率高：適合用作蒸汽裂解原料），所以，比較適用于“煉化一體化”的一、二次加工路線。

（3）由于俄羅斯原油屬含硫中間基原油，環(huán)狀烴類(lèi)含量高，下游比較適合配套聯(lián)合芳烴裝置。

（4）由于俄羅斯原油含硫量高，加工煉制過(guò)程中腐蝕問(wèn)題嚴(yán)重：環(huán)烷酸含量接近0.5mgKOH／g，存在高溫（＞250℃）部位FeS-Fe環(huán)烷酸型腐蝕；且也存在低溫（＜250℃）NaCl-H2S-H2O型腐蝕。

由上比較可知，俄羅斯原油與大慶原油是兩種性質(zhì)完全不同的原油，其下游加工方案及產(chǎn)品方案有很大差別。

3 中國(guó)芳烴需求和發(fā)展趨勢(shì)

煉油、乙烯、芳烴（又稱(chēng)PX）是石化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃涉及的最主要三類(lèi)石化產(chǎn)品。其中PX（對(duì)二甲苯）是用來(lái)生產(chǎn)PTA（精對(duì)苯二甲酸）——生產(chǎn)聚酯的重要中間體，PX項(xiàng)目是整個(gè)石化產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，許多國(guó)家大力發(fā)展石化產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中，都把PX項(xiàng)目當(dāng)作重中之重，PX下游90%以上用于PTA。

目前，國(guó)內(nèi)PX產(chǎn)能超過(guò)1000萬(wàn)t，占到了全球的25%左右的份額，是全球最大的PX生產(chǎn)地。2013年國(guó)內(nèi)PX產(chǎn)量860萬(wàn)t，表觀消費(fèi)量1747萬(wàn)t，進(jìn)口總量高達(dá)900多萬(wàn)t，對(duì)外依存度達(dá)53%。由此可見(jiàn)，龐大的PX產(chǎn)能依然無(wú)法滿足其下游PTA的市場(chǎng)需求。據(jù)中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2015年，我國(guó)PTA和聚酯產(chǎn)量將分別達(dá)到3350萬(wàn)t和3900萬(wàn)t，對(duì)PX的需求量也將達(dá)到2200萬(wàn)t。

4 俄羅斯原油的加工方案

按照產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、原油資源特點(diǎn)、目標(biāo)產(chǎn)品定位等的不同，煉化一體化項(xiàng)目有不同的建設(shè)方案，主要體現(xiàn)在煉油產(chǎn)品與化工原料結(jié)構(gòu)的不同?！耙擞蛣t油、宜烯則烯、宜芳則芳”是一體化方案中合理利用資源獲得最佳效益的基本原則。

依據(jù)俄羅斯原油輕油收率高——芳烴潛含量高的特性，適宜采用煉化一體化〔煉油與重整（芳烴）裝置組合型〕方案。該煉化一體化項(xiàng)目最合理的形式就是充分利用俄羅斯原油的原料優(yōu)勢(shì)，在俄羅斯境內(nèi)建設(shè)“煉油與芳烴組合”工程項(xiàng)目。

方案1：煉油1000萬(wàn)t·a-1；聯(lián)合芳烴100萬(wàn)t· a-1。

該方案建設(shè)內(nèi)容包括：建設(shè)1000萬(wàn)t常減壓、320萬(wàn)t加氫裂化、200萬(wàn)t延遲焦化、200萬(wàn)t催化裂化、140萬(wàn)t催化重整、160萬(wàn)t渣油加氫、150萬(wàn)t氣體分餾、50萬(wàn)t混合碳四芳構(gòu)化（或烷基化）、40萬(wàn)t氣體脫硫等主要煉油裝置；100萬(wàn)t聯(lián)合芳烴裝置。

方案1特點(diǎn)：以煉油為龍頭，配套建設(shè)“煉油與芳烴組合”工程。芳烴聯(lián)合裝置以PX（對(duì)二甲苯）、聯(lián)產(chǎn)OX（鄰二甲苯）為主要目的產(chǎn)品，在俄羅斯境內(nèi)不搞芳烴下游深加工，芳烴作為中間產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)絿?guó)內(nèi)作為發(fā)展芳烴下游深加工產(chǎn)業(yè)的原料。

方案2：煉油1000萬(wàn)t·a-1；聯(lián)合芳烴100萬(wàn)t· a-1；配套下游深加工項(xiàng)目。

該方案建設(shè)內(nèi)容包括：建設(shè)1000萬(wàn)t常減壓、320萬(wàn)t加氫裂化、200萬(wàn)t延遲焦化、200萬(wàn)t催化裂化、140萬(wàn)t催化重整、160萬(wàn)t渣油加氫、150萬(wàn)噸氣體分餾、50萬(wàn)t混合碳四芳構(gòu)化（或烷基化）、40萬(wàn)t氣體脫硫等主要煉油裝置；100萬(wàn)t聯(lián)合芳烴、70萬(wàn)t對(duì)苯二甲酸、60萬(wàn)t各類(lèi)型聚酯、10萬(wàn)t苯胺等主要化工裝置。

方案2特點(diǎn)：在方案1的基礎(chǔ)上，在俄羅斯境內(nèi)建設(shè)芳烴下游深加工項(xiàng)目，其產(chǎn)品以固態(tài)工程塑料為主，包括：特種環(huán)氧樹(shù)脂、PC（聚碳酸酯）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PBT（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）、PTT（聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯）等聚酯系列；尼龍66、尼龍6等合成纖維系列；以及液體化工、精細(xì)化工的衍生物。

聯(lián)合芳烴深加工項(xiàng)目：以俄羅斯原油為原料，建設(shè)煉油與芳烴組合項(xiàng)目及下游深加工項(xiàng)目。聯(lián)合芳烴項(xiàng)目進(jìn)料規(guī)模300萬(wàn)t·a-1，主產(chǎn)品為80萬(wàn)t·a-1二甲苯、甲苯和苯。80萬(wàn)t·a-1二甲苯向下延伸發(fā)展50萬(wàn)t·a-1PX，進(jìn)一步延伸發(fā)展70萬(wàn)t·a-1PTA（精對(duì)苯二甲酸），利用PTA作為原料向下游延伸PBT、PET、PTT等項(xiàng)目；甲苯向下延伸發(fā)展TDI（甲苯二異氰酸酯）和苯甲酸等項(xiàng)目；苯向下延伸發(fā)展己內(nèi)酰胺，進(jìn)一步延伸發(fā)展尼龍6切片，還可發(fā)展己二酸項(xiàng)目，并進(jìn)一步規(guī)劃發(fā)展己二胺，配套建設(shè)尼龍66項(xiàng)目；此外利用苯發(fā)展丙酚/苯酮項(xiàng)目，苯酚丙酮下游規(guī)劃雙酚A和MIBK（甲基異丁基酮），雙酚A一部分延伸發(fā)展特種環(huán)氧樹(shù)脂項(xiàng)目，大部分供應(yīng)PC（聚碳酸酯）裝置。原油加工及聯(lián)合芳烴下游產(chǎn)業(yè)鏈見(jiàn)圖1～2。

圖1 原油加工流程示意圖Fig.1 Principle process flow of crude oil

圖2 聯(lián)合芳烴下游產(chǎn)業(yè)鏈Fig.2 Downstream industrial chains in the combination with refining and aromatics

5 結(jié)論與問(wèn)題

5.1 結(jié)論

（1）1000萬(wàn)t·a-1煉油部分，采用最優(yōu)化組合工藝，最大限度生產(chǎn)滿足下游芳烴聯(lián)合裝置的重整原料。

（2）下游加工方案中，首選煉化一體化〔煉油與重整（芳烴）裝置組合型〕方案。關(guān)鍵是要配套建設(shè)完整的下游芳烴產(chǎn)業(yè)鏈，走“差異化、高端化”路線。

（3）下游加工方案中，燃料油型加工方案由于產(chǎn)業(yè)布局、輸送不便、品種單一、競(jìng)爭(zhēng)力偏弱等原因，應(yīng)暫不予考慮。

5.2 問(wèn)題

本方案是按照我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、資源特點(diǎn)、目標(biāo)產(chǎn)品定位等因素提出的，在俄羅斯境內(nèi)建設(shè)“煉油與芳烴組合”工程項(xiàng)目存在機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)。

5.2.1 上述兩種方案的優(yōu)勢(shì)

（1）俄羅斯原油資源充足，不存在多種原油混煉問(wèn)題；

（2）由于俄油的輕質(zhì)餾分油芳潛值高，下游整（芳烴）裝置組合型方案,煉化一體化〔煉油與重整芳烴〕可得到最優(yōu)化配置；

（3）煉化一體化與重整芳烴項(xiàng)目工藝技術(shù)國(guó)內(nèi)比較成熟；

（4）中俄之間物流運(yùn)輸條件在逐步改善。5.2.2風(fēng)險(xiǎn)因素

（1）俄羅斯的法律和行政體制與中方差異較大，項(xiàng)目存在投資風(fēng)險(xiǎn)、法律風(fēng)險(xiǎn)及環(huán)境生態(tài)方面等涉外風(fēng)險(xiǎn)；

（2）煉油單元的一次加工裝置高含硫、高腐蝕，一次性投資較大；

（3）中石油2007年在遼陽(yáng)石化布局建設(shè)的1000萬(wàn)t煉油（90%以上俄油）、100萬(wàn)t大芳烴基地，目前整體營(yíng)銷(xiāo)狀況較差，其原因是多方面，需要詳細(xì)分析；

（4）生產(chǎn)高端的化工新材料例如PTT等產(chǎn)品，目前引進(jìn)技術(shù)難度較大，與時(shí)俱進(jìn)對(duì)未來(lái)有所期待；

（5）國(guó)內(nèi)成品油過(guò)剩。中國(guó)煉油企業(yè)（包括中石油）的整體布局已基本定型，黑、吉、遼的煉油產(chǎn)能已嚴(yán)重過(guò)剩，目前東北地區(qū)成品油過(guò)剩3000萬(wàn)t左右，黑龍江省成品油過(guò)剩500萬(wàn)t左右，成品油外運(yùn)、煉廠原油加工壓力較大。因此，本方案煉油單元的汽柴油產(chǎn)品，只能考慮在當(dāng)?shù)叵?/p>

我國(guó)生物質(zhì)能應(yīng)用有待進(jìn)一步拓展

11月17日，2015中國(guó)清潔燃料發(fā)展論壇在青島召開(kāi)。中節(jié)能（宿遷）生物質(zhì)能發(fā)電有限公司副總工程師高偉表示，現(xiàn)代生物質(zhì)能的發(fā)展方向是高效清潔利用，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為優(yōu)質(zhì)能源，生物質(zhì)發(fā)電是主流利用方式之一。

據(jù)高偉介紹，現(xiàn)代生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)誕生于丹麥，該國(guó)BWE公司率先研發(fā)秸稈等生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)，并于1988年誕生了世界上第一座秸稈發(fā)電廠。目前，生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)也已成為歐洲開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能資源的最成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)方式。

自2003年開(kāi)始，中國(guó)開(kāi)始了規(guī)模化生物質(zhì)直燃發(fā)電的試驗(yàn)示范項(xiàng)目論證、技術(shù)引進(jìn)與示范工程建設(shè)。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，中國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電產(chǎn)業(yè)走出了一條技術(shù)“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路。高偉表示，我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅速，2006至2012年我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量由140萬(wàn)千瓦增加至800萬(wàn)千瓦，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)33.71%，

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),生物質(zhì)能資源豐富,生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)前景廣闊。高偉認(rèn)為，生物質(zhì)發(fā)電對(duì)促進(jìn)農(nóng)民增收、替代化石能源、改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

首先，生物質(zhì)發(fā)電能有效帶動(dòng)農(nóng)村生產(chǎn)模式和用能方式的轉(zhuǎn)變,有助于社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)。據(jù)測(cè)算,裝機(jī)容量為25萬(wàn)千瓦的生物質(zhì)發(fā)電廠的年發(fā)電量可達(dá)1.5億千瓦時(shí),新增產(chǎn)值近億元，年消耗農(nóng)作物秸稈約20萬(wàn)t,可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增加就業(yè)崗位100余個(gè),增加收入達(dá)到6000萬(wàn)元以上。

其次，生物質(zhì)發(fā)電是資源化開(kāi)發(fā)利用農(nóng)林剩余物的最有效方式之一,具有顯著的社會(huì)效益和環(huán)保效益。我國(guó)全國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)生量約6億t,林木枝椏和林業(yè)廢棄物年可獲得量約9億t,大約3億t可作為能源利用,折合約2億t標(biāo)準(zhǔn)煤。

第三、發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目,能夠減少溫室氣體排放,降低城鄉(xiāng)大氣污染,改善環(huán)境效果明顯。運(yùn)營(yíng)一臺(tái)25MW千瓦的生物質(zhì)發(fā)電機(jī)組,與同類(lèi)型火電機(jī)組相比,每年可減少二氧化碳排放約10萬(wàn)t。

我國(guó)在生物質(zhì)發(fā)電方面取得了一些成效，不過(guò)高偉認(rèn)為仍存在六大問(wèn)題：生物質(zhì)發(fā)電成本遠(yuǎn)高于火電；原材料供應(yīng)不穩(wěn)定；電力供應(yīng)主體的博弈制約企業(yè)發(fā)展；扎堆建電廠盈利能力差；運(yùn)營(yíng)成本高；生物質(zhì)燃料成本波動(dòng)大；碳排放交易前景不明。

高偉最后表示，盡管我國(guó)生物質(zhì)能儲(chǔ)量豐富，且發(fā)展已初具規(guī)模，但應(yīng)用市場(chǎng)仍有待進(jìn)一步拓展,這需要政府、社會(huì)、企業(yè)一起努力解決。

此次會(huì)議由中國(guó)清潔燃料行業(yè)協(xié)會(huì)和中國(guó)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院共同主辦。

Talking about processing argumentation in the project of refining chemical integration in russia

CHEN Song
（Energy and Environmental Research Institute of Heilongjiang Province,Harbin 150090,China）

Related to oil-gas resource and industrial progress in Russia；The properties of crude oil in Daqing of China and Russian were compared and analyzed；On the basis,this paper expounds the feasibility of adopting in the combination with refining and aromatics.

Russian crude oil；deep-processing；refining chemical integration；p-xylene

F416.22

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20151169

2015-05-08

陳松（1969-），男，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事石油化工及煤化工能源研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。