六部門發(fā)文，加快原油直接裂解制乙烯技術(shù)開發(fā)應(yīng)用

近日，工業(yè)和信息化部等六部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》（工信部聯(lián)原〔2022〕34號）發(fā)布。《指導(dǎo)意見》中指出，到2025年，大宗化工產(chǎn)品生產(chǎn)集中度進一步提高，產(chǎn)能利用率達到80%以上；乙烯當(dāng)量保障水平大幅提升，化工新材料保障水平達到75%以上。引導(dǎo)烯烴原料輕質(zhì)化，加快原油直接裂解制乙烯、合成氣一步法制烯烴的技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，增強高端聚合物供給能力，加快發(fā)展高端聚烯烴，創(chuàng)建高端聚烯烴創(chuàng)新中心。

 

 

從中國石化、中國石油，萬華化學(xué)、再到浙江石化、恒力石化、盛虹煉化、衛(wèi)星化學(xué)、寶豐能源等民營企業(yè)在全產(chǎn)業(yè)鏈布局中，都在著力發(fā)展大乙烯+高端聚烯烴或者大乙烯+化工新材料路線。

 

 

通過技術(shù)變革，原油制化學(xué)品的比例已從10%提高到76%，有望達到80%。原油最大化生產(chǎn)化工原料總體上分為芳烴和低碳烯烴兩條路線。對于以生產(chǎn)低碳烯烴為主的工藝路線，催化裂解是核心技術(shù)。

 

原油最大化生產(chǎn)低碳烯烴主要有三個方向，即最大量乙烯、最大量丙烯、最大量兼產(chǎn)丙烯和乙烯。催化裂解是原油最大化生產(chǎn)低碳烯烴的核心技術(shù)，催化裂解原料來源廣泛，可以是常規(guī)催化裂化（FCC）的各種重質(zhì)原料，包括減壓蠟油（VGO）、脫瀝青油（DAO）、焦化蠟油（CGO）、加氫減壓蠟油（HT-VGO）、加氫裂化尾油等重質(zhì)餾分油，以及常壓渣油（AR）和摻入減壓渣油（VTB）的減壓蠟油混合油（Blending of VGO and VTB），也可以是石腦油餾分、C4/C5輕烴等，較蒸汽裂解操作條件苛刻度低，產(chǎn)物分布可靈活調(diào)節(jié)。

 

原油直接蒸汽裂解路線最大的特點是省略了常減壓蒸餾等煉油裝置，使得工藝流程大為縮短。最具代表性的技術(shù)是埃克森美孚技術(shù)和沙特阿美/沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司技術(shù)。值得注意的是，兩家技術(shù)采用的原料都是非常輕質(zhì)的原油，埃克森美孚采用的原油API 度在42.7 左右、沙特阿美采用的原油API度在34 左右，該路線對原油的品質(zhì)有一定要求，受原料供應(yīng)限制。

 

 

埃克森美孚采用原油直接制乙烯工藝，2014年在新加坡裕廊島建成了全球首套商業(yè)化裝置，乙烯產(chǎn)能為100 萬噸/年，主要工藝改進是在裂解爐對流段和輻射段之間加了一個閃蒸罐，原油（輕質(zhì)原油）經(jīng)過對流段預(yù)熱后與稀釋蒸汽一起進入閃蒸罐，氣液組分分離，其中氣態(tài)組分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為76%）進入輻射段進行裂解，液態(tài)組分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%）被送至鄰近的煉廠或直接銷售。整體投資相對蒸汽裂解裝置略有增加，但原油與石腦油價格走勢呈正相關(guān)，且兩者間價差比較平穩(wěn)。在50 美元/桶（365 美元/噸）油價下，蒸汽裂解的原料石腦油均價在480 美元/噸上下震蕩，兩者的原料平均價差在100 美元/噸左右。原料價差使原油直接制烯烴具有一定的成本優(yōu)勢。

 

埃克森美孚公司超過90%的化學(xué)品產(chǎn)能與其煉廠或天然氣處理廠實現(xiàn)了一體化，在全球共有17個一體化基地（包括廣州惠州項目）。其化工產(chǎn)品的競爭力主要體現(xiàn)在聚合物的差異化和高端化，包括茂金屬聚乙烯、茂金屬聚丙烯、乙烯辛烯共聚物彈性體（POE）和熱塑性動態(tài)硫化彈性體™（TPV）以及丁基橡膠和三元乙丙橡膠（EPDM）Vistalon™等優(yōu)勢彈性體產(chǎn)品。未來下游投資也主要集中在高端聚烯烴及彈性體項目。

 

沙特阿美/沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司工藝過程是原油（沙特輕油）直接進入加氫裂化裝置，脫硫并將高沸點組分轉(zhuǎn)化為低沸點組分；之后經(jīng)過分離，輕組分進入蒸汽裂解裝置，重組分進入沙特阿美自主研發(fā)的高苛刻度催化裂化裝置，最大化生產(chǎn)烯烴。該工藝的化學(xué)品收率大幅提高，原油制化學(xué)品的比例達到45%，相比石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置噸油毛利提高100～200 美元/噸，但投資要高很多，因此，總體來看烯烴生產(chǎn)成本與石腦油蒸汽裂解成本相差不大。

 

為了得到更高的化學(xué)品轉(zhuǎn)化率并將該技術(shù)推向商業(yè)化，2018 年1 月，沙特阿美與西比埃（CB&I）、雪佛龍魯姆斯（CLG）簽署了一項聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，把CB＆I的乙烯裂解技術(shù)、CLG的加氫處理技術(shù)和沙特阿美的原油制化學(xué)品技術(shù)（TC2CTM）結(jié)合起來，原油制化學(xué)品的比例可以達到70%～80%。

 

2018年6月，沙特阿美又宣布在其原油直接制化學(xué)品（COTC）項目中采用美國Siluria 公司的甲烷氧化偶聯(lián)制烯烴（OCM）技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用將使乙烯產(chǎn)量提高10%以上。目前沙特阿美/沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司COTC 項目正在建設(shè)中。

 

 

中國石化重點攻關(guān)項目“輕質(zhì)原油裂解制乙烯技術(shù)開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用”在所屬天津石化工業(yè)試驗成功，可直接將原油轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等化學(xué)品（即“油轉(zhuǎn)化”），實現(xiàn)了原油蒸汽裂解技術(shù)的國內(nèi)首次工業(yè)化應(yīng)用。經(jīng)測算，應(yīng)用該技術(shù)每加工100萬噸原油可產(chǎn)出化學(xué)品近50萬噸，其中乙烯、丙烯、輕芳烴和氫氣等高價值產(chǎn)品近40萬噸，整體技術(shù)達國際先進水平，經(jīng)濟價值巨大。

 

中國石化擁有世界先進的原油催化裂解技術(shù)、現(xiàn)在又增加了原油蒸汽裂解直接制乙烯技術(shù)，兩種技術(shù)結(jié)合，有望把原油生產(chǎn)的化學(xué)品總量提高到70%以上，將成為未來“油轉(zhuǎn)化”經(jīng)濟可行的技術(shù)路線。