#专题综述#当 代 石 油 石 化PETRO LE UM &PETROC H E M ICAL TODAYV o.l 13N o .10 Oct .2005我国乙烯工业现状及未来发展王 平(中国石化股份有限公司发展计划部,北京100029)摘 要:综述了我国乙烯工业的发展概况和世界乙烯工业的发展趋势,分析了我国乙烯工业存在的不足,展望了我国乙烯及衍生物的需求趋势和产能发展计划,提出了发展我国乙烯工业的几点建议。
关键词:乙烯工业 生产能力 需求收稿日期:2005-09-15。
作者简介:王平,高级工程师,1986年毕业于重庆大学机械系,获学士学位,2000年毕业于清华大学化学工程专业,获硕士学位。
曾从事炼化生产调度等工作。
现从事石油化工中长期发展规划和项目管理工作。
1 我国乙烯工业发展概况我国乙烯工业起步于20世纪50年代末,经过50年多年发展,已形成了完整的石化工业体系,乙烯和三大合成材料生产能力均居世界前列。
截至2005年8月,我国共有乙烯装置20套(含2套合资装置),形成乙烯生产能力75615万吨/年,居世界第2位(详见表1)。
表1 2005年我国各企业乙烯装置生产能力万吨/年企业名称乙烯生产能力中国石化554.5 燕山石化71.0 上海石化84.5 扬子石化65.0 齐鲁石化72.0 广州石化21.0 茂名石化38.0 东方石化15.0 天津石化20.0 中原石化18.0 上海赛科(合资)90.0 扬巴一体化项目(合资)60.0中国石油202.0 吉林化工53.0 大庆石化60.0 独山子石化22.0 兰州石化24.0 抚顺石化14.0 辽阳化纤12.0 盘锦石化16.0 其他1.0合 计756.5从我国乙烯发展历程看,大体可分为4个阶段。
1)起步阶段(1960-1973年)。
20世纪50年代末,兰化公司从前苏联引进以炼厂气为原料的5250吨/年方箱炉裂解制乙烯装置,于1962年1月投产,后又从德国鲁奇公司引进了1套316万吨/年砂子炉裂解制乙烯装置,于1968年底建成。
在吸收国外技术的基础上,1962年底高桥石化公司建成了1套国内自行设计的2000吨/年的乙烯装置。
2)成长阶段(1974-1986年)。
在此阶段,我国陆续引进美国ABB Lu mmus 、日本三菱油化和法国石油研究院的乙烯技术,先后建设了燕山、上海、辽化等一批大中型乙烯装置。
燕山石化30万吨/年乙烯装置于1976年5月投产,上海石化1115万吨/年乙烯装置于1976年7月投产,辽阳石油化纤公司713万吨/年乙烯装置于1979年9月投产。
此期间兰化公司又仿制了一套316万吨/年的砂子炉乙烯装置,并于1979年7月建成投产。
吉林化学工业公司引进了1套1115万吨/年乙烯装置,于1982年7月投产。
此阶段我国乙烯开始走向规模化和大型化发展之路,奠定了我国石油化工的发展基础。
3)快速成长阶段(1987-1994年)。
1986-1990年,我国集中建成了大庆(1986年投产)、齐鲁(1987年投产)、扬子(1987年投产)、上海(1989年投产)4套30万吨/年乙烯装置。
/八五0期间,又先后建设了盘锦天然气化工厂13万吨/年乙烯装置(1990年投产)、北京东方15万吨/年乙烯装置(1994年投产)、天津石化公司14万吨/年乙烯装置(1995年投产)、新疆独山子14万吨/年乙烯装置(1995年投产),茂名30万吨/年乙烯装置(1996年投产)、吉化30万吨/年乙烯装置(1997年投产)以及广州石化15万吨/年乙烯装置(1998年投产)。
到/八五0末,我国乙烯生产厂家达到16家,形成乙烯生产能力274万吨/年。
通过大规模引进技术和设备,我国乙烯工业迅速缩短了与世界先进水平的差距。
但同时存在布点分散和部分装置规模偏小等问题。
4)提升阶段(1995-2005年)。
为使乙烯装置达到经济规模,缩小同发达国家的技术差距,1994年以燕山乙烯改造为标志的第一轮大规模乙烯改造工作拉开序幕。
继燕山45万吨/年乙烯改造之后,大庆、扬子、上海和齐鲁4个30万吨/年乙烯装置都进行了扩能到40~45万吨/年的改造。
1998年石化体制改革后,中国石化对燕山、上海、扬子乙烯装置进行了第二轮改造。
2006年完成了茂名乙烯第二轮改造。
同时,中国石油也对大庆、吉化乙烯装置进行了扩能改造。
其他中小型乙烯也进行了适度改造。
采取依托现有生产系统进行技术改造的内涵发展模式,充分利用当代乙烯的先进技术,以最少的改造,最大限度地扩大装置的生产能力,增加品种牌号、降低成本、提高经济效益,装置竞争能力明显增强,推动了我国乙烯工业整体水平上了一个新台阶。
与此同时,我国积极加强与国外跨国公司的合资合作,建设世界级乙烯装置。
中国石化分别与巴斯夫和BP合资建设的60万吨/年、90万吨/年乙烯工程,均于2005年建成投产。
中国海油与壳牌合资在广东惠州建设的80万吨/年乙烯工程拟于2006年建成投产。
中国石化与沙特阿美、埃克森美孚公司在福建合资建设的80万吨/年乙烯工程,拟于2008年建成投产。
2世界乙烯工业现状与发展趋势截至2004年底,世界乙烯产能达到11290万吨/年,位于前10位的国家依次是美国(2832万吨/年)、日本(75017万吨/年)、中国(60515万吨/年)、沙特阿拉伯(58415万吨/年)、韩国(54510万吨/年)、德国(55116万吨/年)、加拿大(54017万吨/年)、荷兰(39115万吨/年)、法国(33713万吨/年)、俄罗斯(36710万吨/年)。
前10个国家合计乙烯产能占世界乙烯总产能的66%。
据预测,2010年世界乙烯产能将达到14997万吨/年。
其中一半产能集中在中东。
在中东新增乙烯能力中,约90%的乙烯是由乙烷、乙烷/丙烷、丙烷或丙烷/丁烷混合物裂解而得。
由于原料及公用工程成本低,其乙烯下游产品竞争力较强。
以轻烃为原料的乙烯装置,其芳烃、丙烯联产量低,会造成国际市场乙烯与芳烃、丙烯发展不平衡,这为我们发展芳烃、丙烯及其衍生物创造了有利的条件。
沙特阿拉伯从2004年到2008年将新增乙烯产能约745万吨/年(见表3),是现有58415万吨/年的一倍多。
表2沙特阿拉伯规划建设的乙烯装置万吨/年投资方地点生产能力投产时间延布1302008年萨比克YanSab朱拜勒1302008年萨比克Sh arq拉比格1302008年沙特阿美-住友朱拜勒1002008-2009年Tas n ee/Sah ara P M D朱拜勒1352008年亿诺-Delta朱拜勒1202008年合计745规模效益促使乙烯装置不断向大型化方向发展。
据统计,乙烯成本随着装置规模增大而大幅度降低,100万吨/年与50万吨/年规模的乙烯相比较,可降低成本约25%;150万吨/年与50万吨/年规模的乙烯相比较,可降低成本约40%;而150万吨/年与100万吨/年规模的乙烯相比较,可降低成本约15%。
充分依托老装置、总体、辅助及其他设施,投资可降低约20%。
目前全球最大的单系列乙烯装置规模为135万吨/年。
裂解装置的大型化刺激了大型裂解炉发展,目前最大的液体进料裂解炉能力为1715万吨/年,最大的气态原料裂解炉能力为21万吨/年。
2004年,全球最大的10家乙烯联合装置合计能力为1901万吨/年(见表2),占全球乙烯总能力的1619%。
表32004年世界十大乙烯联合装置排名万吨/年排名公司名称装置地点生产能力1诺瓦化学公司加拿大艾伯塔省2812阿拉伯石化公司沙特朱拜勒2253埃克森美孚化学公司美国得克萨斯州2204雪佛龙菲利浦斯化学公司美国得克萨斯州1915等星化学公司美国得克萨斯州1755陶氏化学公司荷兰泰尔衲曾1757延布石化公司沙特延布1718壳牌化学公司美国路易斯安那州1569陶氏化学公司美国得克萨斯州154 10台塑集团美国公司美国得克萨斯州153合计1901资料来源:5美国油气6杂志2005-03-28。
为进一步降低装置建设的投资和运行成本,乙烯装置将继续向大型化方向发展,今后设计的单系列乙烯装置规模有望达到200万吨/年(乙烷为原料)。
装置的大型化也促进了裂解炉的进一步大型252005,13(10)王平.我国乙烯工业现状及未来发展化,且能在比热裂解条件更缓和的条件下获得较高的烯烃收率,降低能耗,还可以根据市场需求对乙烯和丙烯收率比进行调节,因此其开发会得到进一步的加强并有可能形成突破。
烯烃相互转化工艺(MOI)是将低价值C4/C5转化为丙烯的工艺技术。
由于此技术不消耗乙烯,因此正日益受到广泛重视。
延长装置运行周期,减少非计划停车,相当于提高乙烯装置的生产能力。
提高控制水平、加强设备维修等是延长装置运行周期的有效措施。
原料在乙烯成本中所占的比重约为70%,因此,选择廉价原料对降低乙烯成本具有重要意义。
由于国际油价高企,人们越来越关注石油替代资源。
由C1原料,包括合成气、甲烷和甲醇等制取烯烃技术的研究,引起各国的注意。
目前,鲁奇公司的甲醇制烯烃(MTP)和UOP/挪威海德罗公司的甲醇制烯烃(MTO)技术已展现出较好的工业化前景。
国内神华集团拟投资117亿元,引进美国环球油品公司技术,在内蒙古包头建设煤制烯烃项目。
3我国乙烯工业的不足之处一是缺乏支撑发展大型乙烯工程及下游业务的核心技术和装备。
我国石油化工技术基本上是以模仿性开发为主,缺少具有独创性的成套工艺技术,还没有从根本上摆脱引进国外技术建设大型装置的局面。
尽管一些单项技术达到了较高水平,但还未形成综合配套的集成技术,还不能完全依靠自主力量建设成套的、系列化的大型石化生产装置,大型乙烯、聚乙烯、PTA、乙二醇等石化主体技术仍然依靠进口。
产品开发方面,仍然以生产通用型的产品为主,一些高档次、高附加值的产品仍需大量进口。
我们已研制成功或正在攻关的装备主要是针对60万吨/年乙烯、20万吨/年聚乙烯(聚丙烯)、45万吨/年PTA等,而随着百万吨级乙烯装置、30~40万吨/年聚乙烯(聚丙烯)和60~100万吨/年PTA装置的出现,裂解气压缩机组、三元制冷压缩机组、大型冷箱、低温泵、环管反应器、迷宫压缩机组、PTA空压机组、PTA氧化反应器等都将成为新的需攻关的目标。
石化装置大型化的发展趋势对重大装备国产化提出了新课题,如不努力,已有的国产化成果可能会丧失,而尚未国产化的项目再国产化将难上加难。
二是装置规模偏小,产业集中度不高。
在规模上,目前我国20套乙烯装置的平均生产能力为37万吨/年,远低于世界公认的经济规模不小于60万吨/年,且乙烯布点较分散。
目前世界最大的单套乙烯规模已达到127万吨/年,正在建设的乙烯多数能力都不小于100万吨/年。
三是乙烯原料偏重。
由于受资源的限制,我国乙烯装置所用的原料偏重(以石脑油和轻柴油为主)。