我国乙烯工业现状及未来发展_王平

#专题综述#

当 代 石 油 石 化

PETROLEUM&PETROCHEMICALTODAY

Vo.l13No.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

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

企业名称中国石化 燕山石化 上海石化 扬子石化 齐鲁石化 广州石化 茂名石化 东方石化 天津石化 中原石化

上海赛科(合资)

扬巴一体化项目(合资)中国石油 吉林化工 大庆石化 独山子石化 兰州石化 抚顺石化 辽阳化纤 盘锦石化 其他合 计

554.71.84.65.72.21.38.15.20.18.90.60.202.53.60.22.24.14.12.16.1.756.5

万吨/年

乙烯生产能力

[***********]000

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ABBLummus、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

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。

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

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

投资方萨比克YanSab萨比克Sharq沙特阿美-住友Tasnee/SaharaPMD亿诺-Delta合 计

地 点延布朱拜勒拉比格朱拜勒朱拜勒朱拜勒

生产能力

[***********]745

万吨/年投产时间2008年2008年2008年2008-2009年2008年2008年

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3 2004年世界十大乙烯联合装置排名

排名 公司名称123455789

诺瓦化学公司阿拉伯石化公司埃克森美孚化学公司雪佛龙菲利浦斯化学公司等星化学公司陶氏化学公司延布石化公司壳牌化学公司陶氏化学公司

装置地点加拿大艾伯塔省沙特朱拜勒美国得克萨斯州美国得克萨斯州美国得克萨斯州荷兰泰尔衲曾沙特延布

美国路易斯安那州美国得克萨斯州美国得克萨斯州

万吨/年生产能力[***********][1**********]3

1901

10台塑集团美国公司合计

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

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)。在美国,仅乙烷和液化石油气就占乙烯原料的70%以上,中东更是如此。

四是装置运行周期普遍较短。在运行周期上,我国有些装置还不能保持/两年一修0,甚至发生多次非计划停车,而世界乙烯装置的平均运行周期为4~5年,最长运行周期达到8年以上。4 我国乙烯及衍生物供需发展趋势4.1 需求现状与未来趋势

1)乙烯

2004年,我国生产乙烯62616万吨,净进口乙烯单体及下游衍生物折合乙烯104016万吨,乙烯当量消费量为1667万吨,扣除来进料加工复出口,国内乙烯消费量为1420万吨,国内自给率4411%。1997-2004年,我国乙烯消费量年均增长速度为10%。据预测,2010年我国乙烯需求量将达到2500~2600万吨,2020年达到3600~4000万吨。

2)聚乙烯

2004年,我国生产聚乙烯44113万吨,净进口47717万吨,表观消费量919.0万吨,国内自给率48%。1997-2004年,我国聚乙烯表观消费量从44015万吨增加到919.0万吨,年均增速1019%。预计2010年,我国聚乙烯需求量将达到1400万吨。

3)苯乙烯

2004年,我国生产苯乙烯99万吨,净进口288万吨,表观消费量387万吨,国内自给率2515%,预计2010年,我国苯乙烯需求量将达680~700万吨。

4)乙二醇

2004年,我国生产乙二醇9419万吨,净进口33615万吨,表观消费量43114万吨,自给率2119%。预计2010年,我国乙二醇需求量约为700万吨。

5)聚丙烯

2004年,我国生产聚丙烯474188万吨,净进口28915万吨,聚丙烯表观消费量76414万吨,国内自给率62%。1997-2004年,我国聚丙烯表观消费量从31114万吨增加到76414万吨,年均增速1313%。预计2010年,我国聚丙烯需求量将达到1200万吨。

4.2 未来几年我国乙烯产能增长趋势

近年来,我国乙烯工业呈加速发展态势。在建项目有:¹中海油与壳牌合资在广东惠州新建的80万吨/年乙烯工程,计划于2006年建成投产;º茂名石化38万吨/年乙烯扩建为100万吨/年乙烯工程,计划2006年建成投产;»中石化、福建炼化与埃克森及沙特阿美公司合资的80万吨/年乙烯工程,计划于2008年建成投产;¼新疆独山子石化利用哈萨克斯坦含硫原油建设的100万吨/年乙烯工程,计划于2008年建成投产。拟建项目有镇海炼化100万吨/年乙烯工程、天津石化100万吨/年乙烯工程、四川彭州80万吨/年乙烯工程、辽宁抚顺100万吨/年乙烯工程。这4个项目已报国家有关部门待核准。国内某些大型乙烯装置还拟进一步改造。此外,吉林石化、兰州石化、大庆石化、盘锦乙烯等都在进行或拟进行扩能改造。地方企业和民营企业也在积极考虑乙烯改造和新建项目。初步统计,到2010年,国内乙烯生产能力将达到1600万吨/年。5 发展我国乙烯工业的几点建议

5.1 着力提高我国大型乙烯在技术和装备方面的自主创新能力

建议国家尽快制订大型乙烯等石化行业的技术装备政策。一是对部分国产化装置给予一定的国债支持;二是建立制造厂、用户、商业保险机构共同承担风险的保险机制,以对国产化技术设备及试车等风险进行投保;三是调整重大技术装备进口的减免税政策,取消外商进口设备的免税优惠,积极发挥国家政策导向作用,创造公平的外部竞争环境。与此同时,我国大型乙烯建设、设计、科研以及设备制造等单位要抓住新一轮大型乙烯工程发展契机,联合攻关,协同作战,以振兴民族工业为己任,加速关键技术装备国产化的重大突破,提高国际竞争力。5.2 提高乙烯装置规模和产业集中度,坚持炼化一体化发展战略

目前,我国已有12个省、市、自治区发展了乙烯工业,约占行政区总数(不包括香港、澳门、台湾)的39%。照目前规划发展下去,我国一半以上的行政区都有乙烯工业。此外,有的行政区内乙烯工业也没能布置在同一地区,如辽宁省,目前已在辽阳、盘锦、抚顺等地建了3套乙烯装置,并且还准备在大连新布点建设乙烯装置。这使得乙烯产业集中度不高。

乙烯装置大型化可充分发挥装置经济规模的优

势。建议我国乙烯装置规模在60~130万吨/年为宜。同时要考虑乙烯装置大型化后,设计、制造和系统工程包括管道、网络工程上的一系列难点,避免已国产化的技术和设备又要重新进口。此外,还要考虑超大件设备制造和运输及其他限制因素。

要坚持炼化一体化,优化利用中间原料。用信息技术优选原料,指导生产运营,获取效益最大化。5.3 有效解决乙烯原料供应不足矛盾

随着现有乙烯装置改扩建、新的大型乙烯以及芳烃项目建设,化工轻油供应不足矛盾将日益突出。为有效解决乙烯装置裂解原料供需不足矛盾,可采取以下措施:一是优化原油加工工艺流程,调整炼油装置结构,增加加氢裂化能力,适当限制重整装置建设(氢气不足可采用廉价氢获取技术,如天然气制氢等)。二是炼化一体化企业充分利用炼油干气中乙烯、乙烷等轻质烷烃,回收用于乙烯裂解装置做原料,没有乙烯装置的炼油企业,也要充分回收炼油干气中的乙烯,可采用稀乙烯制乙苯技术生产苯乙烯;油田企业要充分回收油田开采中的液化气和轻烃液,外运用作乙烯原料。三是支持甲醇制烯烃项目(试点)建设和继续完善催化热裂解(CPP)技术等生产低碳烯烃。四是在国际市场上建立稳定的原料供应渠道,有选择地进口石脑油,适当进口凝析油。此外,/十一五0期间我国计划建设的乙烯装置投产时间较为集中(大多在2008年前后),应统筹考虑分期建设,避免原料供应大的波动,同时也避免对市场、资金、建设力量等造成较大的压力。5.4 重视研究乙烯装置重馏分的综合利用由于我国乙烯原料偏重,C4以上馏分比例偏高,因此要重视重馏分综合利用的研究,主要包括C2、C4和C4、C5烯烃转化制丙烯工艺以及C5加氢作原料技术等,以提高石油化工原料综合利用率。5.5 大力应用节能、节水、节约资源等高新技术

以乙烯为龙头的石化装置,是耗水、耗能和排污大户。我们要坚持循环经济和可持续发展战略,大力应用节水、节能、节约资源的高新技术。如在节水方面,在新装置设计和老装置的节水减排工作中,要大力推广应用/水夹点技术0(即把每个用水单元或设备的排放水都看作是一个潜在的回用水源,通过最大限度地利用回用水源来实现新鲜水用量和废水排放量的最小化)。外排高浓度污水送污水场时,管线尽量走地面,以防止对地下水系的破坏等。

(编辑 张文长)

Ò

ABSTRACTSOFSELECTEDARTICLES

2005,13(10)

Abstract:Thearticleanalyzesadvancesinpropyleneproductiontechnologyanditsdevelopmenttrendsandgivescontraststudiesontechno-economicsofvariouspropyleneproductionroutes. Keywords:propylene,technology,techno-economics,developmenttrends

TheReviewonDevelopmentTrendsofInternationalOilPriceintheThirdQuarterand

ForecastfortheFourthQuarter

20o

HouHuiandZhuHe

(SinopecGroupEconomics&DevelopmentResearchInstitute,Beijing100029,China)

Abstract:Thearticleanalyzesthedevelopmenttrends,maincharacteristicsandmiportantcauseofinternationaloilpriceinthethirdquarterof2005.Basedontheanalysisofvariousfactorsaffectinginternationaloilpricetoriseorslideinthefourthquarter,itforecaststhepossibledevelopmenttrendsofinternationaloilpriceinthefourthquarter. Keywords:world,petroleum,price

TheStatusofChina.sEthyleneIndustryandItsFutureDevelopment

24o

WangPing

(SinopecCorp.Development&PlanningDepartment,Beijing100029,China)

Abstract:ThearticlesummarizesgeneraldevelopmentsituationofChina.sethyleneindustryanddevelopmenttrendsofworldethyleneindustry,analyzestheexistingshortcomingsofChina.sethyleneindustryandforecaststhedemandtrendsofethyleneanditsderivativesaswellasitscapacitydevelopmentplan.ItalsoputsforwardseveralsuggestionstodevelopChina.sethyleneindustry. Keywords:ethyleneindustry,capacity,demand

TheAnalysisofChina.sSyntheticFiberMaterialsMarketin2004and

FactorsAffectingFutureDevelopment

LuoHongjingandHeZuoyun

(SinopecGroupEconomics&DevelopmentResearchInstitute,Beijing100029,China)

MeiJianguo

(PetroChinaLanzhouRefining&ChemicalGeneralFactory,Lanzhou730060,China)

Abstract:In2004,boththeconsumptionandpricesofmainsyntheticfibermaterialsrose.Besidestheen-hancementofacrylonitrilesel-fsufficiencydegree,sel-fsufficiencydegreesofotherrawmaterialsslid,thedegreeofdependenceuponimportenhanced.Aspricesofrawmaterialsuprising,marginsofmainsyntheticfibermaterialsrecoveredexceptpolyesterandacrylonitrile.Mainfactorsthatwillaffectsupply&demandofChina.ssyntheticf-ibermaterialsarethedevelopmentofmacro-economy,internationaloilpriceandexportenvironmen.tItpredictsthatlargesupply-demandinsufficiencyofChina.smainsyntheticfibermaterialswillstillexisthenceforth. Keywords:syntheticfibermaterials,marke,tsupply&demand,status,trends28o

DevelopmentSituationofChina.sNaturalGasMarket

32o

YangJianhong

(PetroChinaGeneralInstituteofPlanning,Beijing100083,China)

Abstract:ThearticleintroducesthedevelopmentstatusofbothChinaandworldnaturalgasmarketandpointsoutthedevelopmentprospectandexistingmainproblemsofChina.snaturalgasmarke.tItalsoputsforwardseveralpolicysuggestionstodevelopChina.snaturalgasmarke.t Keywords:China,world,naturalgas,market