中石油新增140万吨乙烯产能，国产乙烷裂解制乙烯技术的核心竞争力在哪里？
作者：石油化工论坛
发布时间：2021-09-08
2021年8月，中国石油两套利用自主研发的乙烷裂解制乙烯技术建成的大型乙烯生产装置——兰州石化长庆乙烷制乙烯项目、塔里木乙烷制乙烯项目相继投产。以下将从五个视角看中国石油如何“点石成金”石油化工，破解能源转型新课题？
中国石油兰州石化长庆乙烷制乙烯项目
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中国石油独山子石化塔里木乙烷制乙烯项目
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两套“乙烷制乙烯”项目的投产，正如中国石油董事长戴厚良所言，是“十四五”时期中国石油“让创新成为第一动力，加速能源转型、产业迈向中高端，推动高质量发展，通过科技创新打造新的竞争优势”的具体实践。下面从五个视角看中国石油如何“点石成金”石油化工，破解能源转型新课题？
原料成本降低30%
，
乙烯收率
由30%左右
提高到80%
。
众所周知，乙烯工业是石油化工产业核心，与经济社会发展及百姓生产生活密切相关。我国是全球第二大乙烯生产国和最大的乙烯消费国，国内乙烯产量尚不能满足自身需求。
目前，世界上乙烯裂解原料有乙烷、丙烷、丁烷、LPG、凝析油、石脑油、加氢裂化尾油及柴油等。在我国，乙烯工业主要以液态的石脑油和其他更重的油品为原料，费用约占成本的60%到80%，直接导致乙烯生产成本明显高于世界平均水平，并影响后续一系列石化产品的市场竞争力。因此，选择和优化乙烯裂解原料，成为提高石油化工产品市场竞争力的关键。
作为石油化工专家、中国工程院院士，戴厚良曾经通俗地解释：“乙烷制乙烯”是用最合适的原料来生产对应的一个产品。乙烯是两个碳、乙烷也是两个碳，脱氢以后应该是效率最高的一种产品。以前我们没有这方面的原料，现在从天然气中把它分离出来，正是实现企业高质量发展的应有之义。
由此出发，中国石油利用天然气中的乙烷生产乙烯，一方面改变了天然气所含乙烷仅作为燃料低利用率、低附加值的现状，另一方面通过延长产业链生产聚烯烃等高附加值产品，在资源得到高效利用的同时，以更低的成本、更短的工艺流程，将乙烯收率由原来裂解石脑油的30%左右提高到80%，吨乙烯投资成本比常规低30%以上，大幅提升了企业的盈利能力和产品的市场竞争力，实现了产业链价值最大化。
两套项目年可稳定供给生产原料
乙烷超180万吨
。
业界专家十分清楚，与重质原料相比，采用乙烷为原料制作乙烯具有烯烃收率高、副产品少、工艺简单、投资较小、三废排放少等优势。但多年以来，我国一直面临着乙烷产能不足的挑战。
为此，中国石油立足于长庆油田、塔里木油田丰富的天然气资源，系统思维，创新布局，建设两套天然气开发、乙烷回收、乙烯化工全产业链协同发展的国家示范项目。
长庆油田和塔里木油田均是我国重要的大油气田，自有乙烷资源有充分保障。
目前，塔里木油田已建成国内单套最大的轻烃回收装置，每年可回收45万吨LPG及稳定轻烃，乙烷回收项目每年可回收76万吨乙烷。长庆乙烷制乙烯项目在榆林建设了200亿立方米/年天然气处理项目，去年8月底已建成的长庆上古天然气处理总厂，每年可供给生产原料乙烷105.27万吨。
原本，这些乙烷只能混在天然气中作燃料使用，两大乙烷制乙烯项目投产后，实现了对其回收加工，以天然气中分离出来的乙烷组份为原料，不仅上游可稳定供应乙烷，不必受制于进口影响，而且能保障下游市场供给平衡稳定。
长庆80万吨/年、塔里木60万吨/年“乙烷制乙烯”项目首选国内自主研发技术系列，实现“0”的突破。
“乙烷制乙烯”项目采用中国石油自有的乙烯装置成套工艺技术，国内首创。技术具有乙烯收率高、流程短、成本低、能耗低、易操作等特点，关键指标达到国际先进水平，是中国石油提升乙烯竞争力的关键。两套“乙烷制乙烯”项目坚持首选国内自主开发的乙烯成套技术，引进技术坚持最小化范围引进，成功实现工业化应用，必将引领使乙烯行业向原料轻质化、多元化方向发展，助推中国石油在石油化工绿色转型和高质量发展上迈出关键性一大步。
技术团队借助长庆和塔里木两个项目同步建设的契机，对工艺流程不断进行优化和调整，推进裂解单元、乙烯罐区典型设施标准化、模块化设计，形成了乙烷制乙烯系列设计和建设技术。
其中，长庆项目由80万吨/年乙烯、40万吨/年高密度聚乙烯、40万吨/年全密度聚乙烯、3万吨/年丁烯-1/己烯-1灵活切换装置及相关公用工程、配套辅助设施构成。塔里木项目的主要生产装置为60万吨/年乙烯装置、30万吨/年全密度聚乙烯装置、30万吨/年高密度聚乙烯装置，同步配套建设3万吨/年丁烯-1装置。
两个项目突破了传统乙烯生产能耗物耗高、乙烯收率低的制约，加上乙烷裂解流程短，乙烯成本具有绝对优势，将为我国乙烯产业从赶超到引领世界的角色转变发挥示范带动作用。
热效率提升到94%以上，氮氧化物排放比现有通用乙烯装置降低70%，废水回用率达到95%以上
。
中国石油的绿色低碳发展战略，在两套“乙烷裂解制乙烯”项目中得到完美体现。两个项目突出绿色低碳，采用先进的环保新技术：裂解炉采用低NOx燃烧器+SCR技术，保证CEMS在线监测烟气在正常、清焦、热备等各工况连续达标排放。实现废气超低排放，污水近零排放，固废资源化利用，建成绿色工厂。
其中，长庆项目的综合能耗为398.7千克标准油/吨，二氧化碳排放量为34.24万吨/年，均达到世界先进水平；裂解炉装置氮氧化物排放比常规裂解炉装置排放降低70%，实现废气超低排放，废水回用率达到95%以上。而塔里木项目的能耗较传统乙烯能耗降低约100千克标油。通过创新乙烯装置废碱液处理工艺，实现废碱液污水零排放；常规污水回用率95%，实现“近零”排放。裂解炉实现全生命周期烟气“超净”排放。
五问：两个项目如何推动能源行业、带动地方经济发展？
缴税约17亿元，延伸产业链，带动可采储量达36万亿立方米的页岩气资源综合利用。
两套“乙烷制乙烯”项目之所以均列入国家《石化产业规划布局方案（修订版）》规划项目，是因为符合产业布局和“基地化、大型化、一体化、园区化”的要求，对地方经济具有重要的推动作用。
地处陕西榆林的长庆项目充分利用上下游一体化优势，填补了中国石油在陕西的化工空白，在产业链形成了完整的高质量发展闭环，也为上游企业提质增效、延伸产业链提供了一条有效路径。塔里木项目则在南疆巴州形成以乙烯为龙头和主导的产业集群，实现油气资源就地转化，带动下游产业发展，助力“一带一路”和“中巴经济走廊”综合承载区建设。
对于地方经济发展而言，两个项目的成功投产为当地经济发展注入活力。两套“乙烷制乙烯”项目投产后，每年可向国家和地方上缴税费约17亿元。项目还综合考虑制定了副产品氢气的利用规划，可持续外供99.9%纯度富氢燃料，是延伸下游产业的清洁高效资源。而项目下游聚乙烯等产品的生产则为西北地区发展塑料工业等产业链提供了原料保证。另外，项目的建设、运营还将带动当地装备制造业和周边物流服务业、第三产业发展，从而带动上下游产业进一步优化升级，形成乙烯产业新生态。
对于能源行业来说，两套“乙烷制乙烯”项目的建成投产，证明了中国以技术创新推动行业绿色转型的实力，鉴于乙烷裂解乙烯的利润率几乎是裂解石脑油利润率的两倍，必将对我国非常规天然气勘探开发的热点领域——可采储量达36万亿立方米的页岩气资源综合利用带来巨大利好。而从页岩气中提取富乙烷资源作为乙烯装置的替代原料，无疑成为中国乙烯行业增强竞争优势、参与全球市场竞争的新筹码。
预计，2021年国内将有800多万吨的乙烯产能计划投产，总产能将突破4000万吨大关，有望成为中国乙烯工业史上产能建成投运最多的一年，其中，民营企业产能占比将进一步扩大，市场竞争将愈加激烈。
中国是全球第二大乙烯生产国和最大的乙烯消费国，国内乙烯产量尚不能满足自身需求。根据中国石油石油化工研究院技术专家黄格省的调研分析，2020年我国乙烯产能达到3474万吨/年，产量3177万吨，单体进口量198万吨，表观消费量3366万吨，下游当量净进口量2914万吨，当量消费量6280万吨，进口依存度达到49.4%。总体来看，我国乙烯单体尤其是高端化乙烯衍生物市场仍有巨大发展空间，采用国产乙烷原料裂解制乙烯是优化我国乙烯产业原料结构、提高乙烷资源利用率和乙烯收率、推动炼化转型升级、提升企业经济效益的重要途径之一。
乙烷裂解制乙烯技术具有乙烯收率高、流程短、成本低、能耗低的特点，在长庆和塔里木乙烷制乙烯项目上成功实现工业化应用，吨乙烯投资成本较传统的液体原料裂解乙烯技术降低20%左右。该技术的成功应用使乙烯行业向原料轻质化、多元化方向发展，是实现天然气资源高效利用、提升集团公司乙烯竞争力的一项关键技术
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