中國石化乙烯業(yè)務(wù)提質(zhì)增效舉措分析

李建新

(中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院，北京 100083)

1 乙烯業(yè)務(wù)狀況

中國石油化工股份有限公司(以下簡稱中國石化)是國內(nèi)第一大乙烯生產(chǎn)商，自2013年8月中韓合資的武漢8 00 kt/a乙烯裝置投產(chǎn)后，并未新建大型石油路線乙烯，2017年處置東方石化150 kt/a乙烯裝置，資產(chǎn)相應(yīng)核減其產(chǎn)能后，到2017年底，全公司乙烯總產(chǎn)能達(dá)11.13 Mt/a(含甲醇制烯烴生產(chǎn)能力)。

中國石化乙烯業(yè)務(wù)呈現(xiàn)以下幾個特點：①乙烯產(chǎn)能大，占全國總產(chǎn)能的48%；②科研開發(fā)能力強(qiáng)，掌握蒸汽裂解制乙烯、甲醇制烯烴、催化熱裂解制乙烯等多種類型的乙烯工藝技術(shù)，對業(yè)務(wù)發(fā)展形成了有效的支撐；③裝置技術(shù)水平總體較高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)處于國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先水平；④布局主要圍繞近東部沿海地區(qū)，靠近我國最重要的石化產(chǎn)品市場，形成其特有的地緣優(yōu)勢。

然而和中東地區(qū)乙烯工業(yè)相比，由于缺乏優(yōu)質(zhì)廉價的原料資源支撐，中國石化乙烯業(yè)務(wù)的成本競爭力仍有一定差距。當(dāng)前，因“頁巖氣革命”帶動美國乙烯產(chǎn)業(yè)加速實現(xiàn)輕質(zhì)化，隨著美國乙烯產(chǎn)能的不斷加大，美國烯烴下游產(chǎn)品出口已對我國石化市場構(gòu)成潛在威脅。此外，國內(nèi)對美國乙烷資源的引進(jìn)、民營資本加速布局大型石化項目以及中西部地區(qū)大量煤制烯烴項目的建設(shè)，這些均是未來我國石化市場競爭更加趨于白熱化的重要因素。為此，中國石化積極推動供給側(cè)改革，從兩方面著手強(qiáng)化先進(jìn)生產(chǎn)力建設(shè)，一是緊抓石化市場供應(yīng)由大幅不足轉(zhuǎn)向供求矛盾日漸縮小的重要窗口期，同時利用當(dāng)前及未來一段時期油價保持中低位運行的歷史機(jī)遇期，調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略，在“十三五”期間，以規(guī)?；?、一體化為發(fā)展思路，投資2 000億元優(yōu)化升級打造茂湛、鎮(zhèn)海、上海和南京四大煉化基地，使總煉油能力和乙烯生產(chǎn)能力分別由目前的116 Mt/a和5.38 Mt/a增長到130 Mt/a和9.00 Mt/a；二是搞好現(xiàn)有乙烯裝置的提質(zhì)增效，多舉措、全方位地不斷強(qiáng)化乙烯成本競爭力建設(shè)，提升存量業(yè)務(wù)的競爭力水平。

展望未來，中國石化將以提高發(fā)展質(zhì)量和效益為中心，以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為抓手，做好增量發(fā)展，以增帶存，以存促增，實現(xiàn)轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、提質(zhì)增效、邁向中高端，推動公司實現(xiàn)更高質(zhì)量、更有效益、更可持續(xù)的發(fā)展。

2 提質(zhì)增效舉措

2.1 持續(xù)強(qiáng)化乙烯原料優(yōu)化

中國石化從總部到各分公司均非常重視從企業(yè)內(nèi)、外部的“兩個資源”著手，加強(qiáng)乙烯原料的優(yōu)化工作。

首先，充分挖掘煉化一體化企業(yè)內(nèi)部資源，優(yōu)化利用煉油、芳烴副產(chǎn)的輕質(zhì)資源(如干氣、飽和液化氣、輕烴等)，各煉化一體化企業(yè)均已建立煉廠干氣及芳烴尾氣回收裝置，用于回收其中的副乙烷氣及富乙烯氣用于生產(chǎn)乙烯的原料。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國石化全系統(tǒng)每年從煉廠干氣中回收的粗乙烷和粗乙烯資源量已超過400 kt。

同時，中國石化發(fā)揮乙烯企業(yè)較為集中的優(yōu)勢，加大區(qū)域資源優(yōu)化工作力度，逐步形成華東、華南、華北以及沿江等地區(qū)的乙烯原料資源優(yōu)化中心，實現(xiàn)區(qū)域資源優(yōu)化集中利用，最終實現(xiàn)集團(tuán)效益最大化。在外部資源方面，依靠近海的地理優(yōu)勢，積極拓展乙烯原料來源，尋求穩(wěn)定的進(jìn)口液化氣及石腦油資源。旗下的齊魯分公司從2016年開始裂解從青島液化石油氣(LNG)中分離出的乙烷資源，乙烯收率同比提高1.05個百分點[1]。同年，天津分公司投用了2×105m3石腦油儲備罐項目，以確保本公司和中沙天津乙烯的原料供應(yīng)。鎮(zhèn)海煉化分公司、武漢分公司等也都通過增加輕烴爐等方法擴(kuò)大乙烯裝置加工輕質(zhì)原料的能力，實現(xiàn)乙烯原料的輕質(zhì)化調(diào)整。

此外，由于中國石化加工原油種類多，各種裂解原料的性質(zhì)差別較大，為實現(xiàn)各種裂解原料在最佳操作條件下加工，各分公司都非常重視“分儲分裂”工作，通過增加必要的儲運設(shè)施，實現(xiàn)性質(zhì)差別較大的原料分別裂解，以增加目的產(chǎn)品收率，提高裝置效益。

2.2 注重原料優(yōu)化及節(jié)能降耗技術(shù)的開發(fā)與推廣

中國石化科研設(shè)計力量雄厚且對新技術(shù)推廣力度大，為乙烯原料優(yōu)化及裝置節(jié)能降耗提供了有效的科技支撐。

(1)裂解爐技術(shù)

中國石化工程建設(shè)公司以北方爐為基礎(chǔ)，開發(fā)完善了裂解爐技術(shù)，并結(jié)合裂解爐輻射段爐管更新，采用樣板爐技術(shù)實施提高原料靈活性改造為主、兼顧節(jié)能的裂解爐改造。根據(jù)原料結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能減排的需要，中國石化先后完成了齊魯、揚子、燕山、茂名、廣州、天津等分公司的大中型乙烯裂解爐的原料適應(yīng)性兼顧節(jié)能改造。據(jù)不完全統(tǒng)計，到2016年年中，已實施新建或改造裂解爐118臺，乙烯總能力達(dá)10.60 Mt/a。

(2)裂解爐管加裝扭曲片管及爐管原位涂層技術(shù)

這兩項技術(shù)由中國石化北京化工研究院為主開發(fā)成功的裂解爐管加裝扭曲片及爐管原位涂層技術(shù)，能顯著延長裂解爐的運行周期，對于降低裝置能耗十分有效。截止2018年2月，加裝扭曲片管技術(shù)已在國內(nèi)外137臺裂解爐上應(yīng)用，應(yīng)用能力達(dá)10.295 Mt/a乙烯，爐運行周期延長50%以上，燃料使用量下降約1%，裂解爐處理量也有所增加[2]。原位涂層技術(shù)則主要用于抑制裂解爐管內(nèi)催化結(jié)焦的發(fā)生，目前已在18臺裂解爐上應(yīng)用，應(yīng)用能力達(dá)1.278 Mt/a乙烯，較原運行周期延長70%以上。

(3)淺冷油吸收提濃回收煉廠干氣技術(shù)

北京化工研究院開發(fā)的淺冷油吸收提濃回收煉廠干氣技術(shù)已在齊魯、燕山、福建等分公司建成4套裝置，另有揚子、茂名、鎮(zhèn)海等幾家分公司正在開展設(shè)計工作。

(4)碳四餾分全加氫技術(shù)及高烯烴含量碳四共裂解技術(shù)

碳四餾分全加氫技術(shù)可將丁二烯裝置尾氣、重碳四及醚后碳四等加氫成為烷烴組分，用于裂解原料增產(chǎn)乙烯，2015年7月在茂名分公司投用了第一套40 kt/a裝置。高烯烴含量碳四共裂解技術(shù)是將高烯烴含量的碳四原料和石腦油進(jìn)行共裂解，主要用于增產(chǎn)丁二烯，該技術(shù)于2012年在燕山分公司進(jìn)行了首次工業(yè)應(yīng)用試驗。結(jié)果表明：碳四與石腦油質(zhì)量比為1∶6混合裂解時，丁二烯收率提高0.98個百分點，“三烯”收率提高1.81個百分點。

(5)石腦油吸附分離技術(shù)

2013年1月，中國石化與美國UOP公司合作開發(fā)的1 200 kt/a石腦油吸附分離裝置在揚子石油化工有限公司建成投產(chǎn)，實現(xiàn)了石腦油吸附分離技術(shù)的首次工業(yè)化應(yīng)用，為進(jìn)一步深化以分子管理為基礎(chǔ)的資源優(yōu)化利用提供了技術(shù)支撐和工業(yè)示范。該裝置投用后，石腦油平均烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到80%以上，其中正構(gòu)烷烴高達(dá)60%，同比增加近18個百分點，乙烯收率比上年提高2.06個百分點，顯著改善了石腦油原料的裂解品質(zhì)。

除系統(tǒng)內(nèi)科研單位開發(fā)的技術(shù)外，中國石化對于認(rèn)準(zhǔn)的先進(jìn)適用技術(shù)，著力加強(qiáng)部署推行，成效明顯。例如空氣預(yù)熱器技術(shù)，從2005年開始分批推廣，到目前已成為乙烯裝置的標(biāo)配。

2.3 采用先進(jìn)優(yōu)化控制技術(shù)提升裝置運行水平

中國石化積極實施“兩化”融合推動產(chǎn)業(yè)升級，在乙烯裝置推廣先進(jìn)工程控制系統(tǒng)(APC)、裂解深度控制系統(tǒng)及實時閉環(huán)優(yōu)化(RTO)系統(tǒng)，以穩(wěn)定控制、“卡邊”控制并結(jié)合市場變化的實時優(yōu)化控制，進(jìn)一步提升裝置過程控制和操作優(yōu)化水平，實現(xiàn)乙烯裝置平穩(wěn)運行、節(jié)能降耗和效益最大化目標(biāo)。

2013年，燕山分公司在國內(nèi)乙烯行業(yè)最先開始建設(shè)RTO系統(tǒng)。目前，齊魯、燕山、鎮(zhèn)海、茂名等分公司以及上海賽科石油化工有限責(zé)任公司都配套了相應(yīng)的控制及優(yōu)化系統(tǒng)，根據(jù)裂解氣的丙乙比精準(zhǔn)控制裂解爐爐管出口溫度，保證裂解爐處于最優(yōu)運行狀態(tài)，有效提高高附加值產(chǎn)品收率。目前，鎮(zhèn)海煉化分公司正在與石化盈科信息技術(shù)有限責(zé)任公司、施耐德電氣(中國)有限公司等合作，開展乙烯裝置實時優(yōu)化二期建設(shè)。

此外，各分公司組建穩(wěn)定的優(yōu)化團(tuán)隊，充分利用計劃流程工業(yè)模擬系統(tǒng)(PIMS)、裂解爐模擬軟件、先進(jìn)過程控制系統(tǒng)、實時優(yōu)化技術(shù)等優(yōu)化軟件工具，通過模擬測算，開展常態(tài)化的原料和裂解操作條件優(yōu)化工作，從原料計劃、調(diào)度、裝置操作等各個環(huán)節(jié)開展工作，為實現(xiàn)企業(yè)效益最大化服務(wù)。

2.4 加強(qiáng)乙烯績效考核管理

2013年初，基于石腦油路線乙烯成本居高不下的現(xiàn)實，中國石化化工事業(yè)部提出以追求投入產(chǎn)出效益最大化為目的，優(yōu)化乙烯裝置原料結(jié)構(gòu)，將噸乙烯原料成本納入各乙烯企業(yè)的考核指標(biāo)，并進(jìn)行具體量化，將指標(biāo)分解到各企業(yè)，同時制定考核辦法，明確完成情況與企業(yè)績效考核掛鉤。在總部和企業(yè)兩個層面，均成立以主管領(lǐng)導(dǎo)掛帥的原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作領(lǐng)導(dǎo)小組，使績效考核切實成為激勵企業(yè)降本增效的手段。

中國石化還積極參與全球乙烯績效評價，對標(biāo)國際先進(jìn)，尋找短板，提升績效。

目前，中國石化乙烯裝置達(dá)標(biāo)考核指標(biāo)已從單純技術(shù)指標(biāo)考核轉(zhuǎn)向技術(shù)與經(jīng)濟(jì)結(jié)合的指標(biāo)，如高附加值產(chǎn)品收率、高附加值產(chǎn)品能耗、噸乙烯原料成本等。

3 主要成效

正是由于全方位開展乙烯業(yè)務(wù)提質(zhì)增效工作，中國石化乙烯業(yè)務(wù)的綜合競爭力得以顯著提高。

通過持續(xù)開展原料優(yōu)化及先進(jìn)優(yōu)化控制技術(shù)的運用，中國石化全系統(tǒng)乙烯裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提升明顯，2011—2017年乙烯收率由32.25%(股份公司口徑，不含合資裝置，下同)提高到33.59%；丙烯收率由15.07%提高到15.45%；高附加值產(chǎn)品收率由59.31%提高到61.50%；噸乙烯燃動能耗從582.9 kg環(huán)氧乙烷下降到554.0 kg環(huán)氧乙烷。

從裂解爐的燒焦周期指標(biāo)看，目前液體裂解爐的燒焦周期已普遍提高到90天以上。

從乙烯成本水平看，中國石化的噸乙烯成本實現(xiàn)連續(xù)多年下降。自2013年起，每年噸乙烯成本下降均超過100元，2013—2016年累計降本增效超過40億元。

4 結(jié)論

(1)高度重視原料優(yōu)化。乙烯原料是決定乙烯成本競爭力最重要的因素，乙烯原料優(yōu)化比選是一個動態(tài)的過程，一定要加強(qiáng)日常的原料優(yōu)化選擇分析研究。

(2)切實加強(qiáng)先進(jìn)適用的節(jié)能降耗及優(yōu)化控制技術(shù)的應(yīng)用。延長裂解爐燒焦周期技術(shù)及空氣預(yù)熱器技術(shù)等均已被證明為適用的技術(shù)，各應(yīng)用廠家均取得明顯的成效；先進(jìn)優(yōu)化及控制技術(shù)可保證裝置在最優(yōu)化條件下的穩(wěn)定運行，這是乙烯裝置獲得額外經(jīng)濟(jì)效益的有效手段。