近日,工業(yè)和信息化部等六部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》(工信部聯(lián)原〔2022〕34號(hào))發(fā)布。《指導(dǎo)意見(jiàn)》中指出,到2025年,大宗化工產(chǎn)品生產(chǎn)集中度進(jìn)一步提高,產(chǎn)能利用率達(dá)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(dá)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(kāi)發(fā)應(yīng)用,增強(qiáng)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。
由此,高端聚烯烴的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展將在“十四五”期間提速。
從中國(guó)石化、中國(guó)石油,萬(wàn)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(yíng)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(xiàn)。
加快原油直接裂解制乙烯技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用
通過(guò)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(dá)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(xiàn)。對(duì)于以生產(chǎn)低碳烯烴為主的工藝路線(xiàn),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(gè)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(lái)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(xiàn)最大的特點(diǎn)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??松梨诩夹g(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(xiàn)對(duì)原油的品質(zhì)有一定要求,受原料供應(yīng)限制。
?埃克森美孚原油直接蒸汽裂解技術(shù)??松梨诓捎迷椭苯又埔蚁┕に嚕?014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(wàn)噸/年,主要工藝改進(jìn)是在裂解爐對(duì)流段和輻射段之間加了一個(gè)閃蒸罐,原油(輕質(zhì)原油)經(jīng)過(guò)對(duì)流段預(yù)熱后與稀釋蒸汽一起進(jìn)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(jìn)入輻射段進(jìn)行裂解,液態(tài)組分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24%)被送至鄰近的煉廠(chǎng)或直接銷(xiāo)售。整體投資相對(duì)蒸汽裂解裝置略有增加,但原油與石腦油價(jià)格走勢(shì)呈正相關(guān),且兩者間價(jià)差比較平穩(wěn)。在50 美元/桶(365 美元/噸)油價(jià)下,蒸汽裂解的原料石腦油均價(jià)在480 美元/噸上下震蕩,兩者的原料平均價(jià)差在100 美元/噸左右。原料價(jià)差使原油直接制烯烴具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。
??松梨诠境^(guò)90%的化學(xué)品產(chǎn)能與其煉廠(chǎng)或天然氣處理廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)了一體化,在全球共有17個(gè)一體化基地(包括廣州惠州項(xiàng)目)。其化工產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)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(dòng)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(shì)彈性體產(chǎn)品。未來(lái)下游投資也主要集中在高端聚烯烴及彈性體項(xiàng)目。?沙特阿美原油直接蒸汽裂解技術(shù)
沙特阿美/沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司工藝過(guò)程是原油(沙特輕油)直接進(jìn)入加氫裂化裝置,脫硫并將高沸點(diǎn)組分轉(zhuǎn)化為低沸點(diǎn)組分;之后經(jīng)過(guò)分離,輕組分進(jìn)入蒸汽裂解裝置,重組分進(jìn)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(dá)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(lái)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(xiàng)聯(lián)合開(kāi)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(lái),原油制化學(xué)品的比例可以達(dá)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(xiàng)目中采用美國(guó)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(xiàng)目正在建設(shè)中。
?中國(guó)石化輕質(zhì)原油裂解制乙烯技術(shù)中國(guó)石化重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“輕質(zhì)原油裂解制乙烯技術(shù)開(kāi)發(fā)及工業(yè)應(yīng)用”在所屬天津石化工業(yè)試驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了原油蒸汽裂解技術(shù)的國(guó)內(nèi)首次工業(yè)化應(yīng)用。經(jīng)測(cè)算,應(yīng)用該技術(shù)每加工100萬(wàn)噸原油可產(chǎn)出化學(xué)品近50萬(wàn)噸,其中乙烯、丙烯、輕芳烴和氫氣等高價(jià)值產(chǎn)品近40萬(wàn)噸,整體技術(shù)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平,經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大。
中國(guó)石化擁有世界先進(jìn)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(lái)“油轉(zhuǎn)化”經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)路線(xiàn)。