国内外乙烯生产技术进展与评述.docx
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国内外乙烯生产技术进展与评述
生产情况
1.1
世界
截至2007年1月1日，世界乙烯的总生产能力约为11757.52万t/a，开工率约为91%。
预计到2010年末，世界乙，烯产能将上升到1.56亿t/a，开工率将下降到86%，生产能力的增长主要来自中东及亚太地区。
2006年世界十大乙烯生产商的产能情况见表1，世界十大乙烯生产厂见表2。
表1
世界十大乙烯生产商
排序
公司
工厂数量
总能力/（万t·a-1）
股份内能力/（万t·/a-1）
1
道化学
14
1315.50
1036.95
2
埃克森美孚
15
1146.00
832.70
3
沙特萨比克
7
898.50
718.25
4
壳牌化学
10
894.50
682.10
5
Ineos
8
654.60
509.10
6
莱昂戴尔化学
6
488.00
488.00
7
中国石化
9
437.50
407.50
8
雪佛龙菲利普斯化学
4
395.60
370.10
9
法国道达尔石化
9
552.30
332.70
10
巴斯夫
7
495.52
310.91
注：
截至2007年1月1日。
表2
世界十大乙烯生产厂
排序
公司
地点
能力/（万t·/）
1
诺瓦化学
艾尔伯塔省Joffre
281.2
2
阿拉伯石化
沙特朱拜勒
225.0
3
埃克森美孚化学
得州贝顿
219.7
4
雪佛龙菲利普斯化学
得州Sweeny
186.8
5
道化学
荷兰Terneuzen
180.0
6
Ineos烯烃及聚合物公司
得州ChocolateBayou
175.2
7
等星化学
得州Channelview
175.0
8
延布石化
沙特延布
170.5
9
道化学
得州Freeport
164.0
10
壳牌化学
路易斯安娜州Norco
155.6
注：
截至2007年1月1日。
全球乙烯发展的重心将由墨西哥湾转移到亚洲和中东，尤其是具有廉价原料优势的中东。
尽管目前美国、欧洲和日本占世界乙烯总产能的60%，但在2010年前这些地方将不会有新建乙烯装置投产，而某些装置可能将永久性关闭，剩下的装置将集中力量进行脱瓶颈改造。
到2012年，中东地区的乙烯生产能力将和北美持平，我国大陆、新加坡、印度及中国台湾将有多套乙烯装置投产。
表3为世界主要地区乙烯产能分布及增长情况。
表3
世界各地区乙烯生产能力
地区
生产能力（万t·/a-1）
增长率/%
2007年1月1日
2006年1月1日
亚太
3160.20
3159.70
0.02
东欧/前苏联
846.20
845.20
0.12
中东/非洲
1236.70
1235.70
0.08
北美
3568.77
3554.26
0.41
南美
501.85
493.85
1.62
西欧
2443.80
2444.30
-0.02
总计
11757.52
10733.01
0.21
1.2
国内
随着中海油壳牌乙烯项目的建成投产，2006年我国乙烯的生产厂家达到19家，装置达到23套。
截至2006年底，我国乙烯产能已经达到984.5万t/a，比2005年增长25%；2006年乙烯产量达922.6，较2005年的754.1万t增加22.3%。
其中，中国石油生产乙烯206.8万t，同比增长9.6%；中国石化共生产乙烯633.1万t，同比增长15.19%；中海油生产乙烯64.6万t。
装置的开工率约为97%，大大高于世界平均水平。
我国乙烯产能的增加主要来自于中海油壳牌乙烯项目投产、中国石化茂名乙烯扩能以及兰州乙烯扩能。
2006年，中国石油吉林石化、兰州石化的两套70万t/a乙烯装置扩能顺利完成；中海油壳牌项目建成投产；中国石化与国外公司合资的上海赛科石化增产乙烯33.6万t，南京扬巴乙烯增产30.6万t。
表4为2006年我国乙烯装置生产能力，表5为各公司2006年比2005年乙烯产量增长情况。
表4
2006年我国主要乙烯装置生产能力
企业名称
生产能力/（万t·a-1）
下一轮改造
时间
能力/（万t·a-1）
中国石油
大庆石化公司
60
2009-2010
120
吉林石化公司
85
抚顺石化公司
14
2008
80
辽阳石化公司
12
2007
20
兰州石化公司
70
独山子石化公司
22
2008
100
小计
263
中国石化
燕山石化公司
71
齐鲁石化公司
80
扬子石化公司
65
上海石化公司
84.5
茂名石化公司
102
广州石化公司
20
2008
80
天津石化公司
20
2009
100
中原石化公司
18
2007
36
北京东方石化公司
15
赛科乙烯
90
扬巴乙烯
60
小计
615.5
中海油壳牌
80
辽宁华锦化工有限公司
16
2009
46
合计
984.5
表5
2006年比2005年乙烯产量增长情况
企业名称
产量/t
增长率/%
2006年
2005年
燕山石化公司
820014
811822
1.01
齐鲁石化公司
838800
825181
1.65
扬子石化公司
755044
775819
-2.68
上海石化公司
960296
962367
-0.22
天津石化公司
231688
207051
11.9
茂名石化公司
522116
348123
49.98
中原石化公司
214466
191573
11.95
广州石化公司
195947
213626
-8.28
北京东方石化公司
168216
177510
-5.24
上海赛科乙烯
977956
641984
52.33
扬巴乙烯
646654
341250
89.5
中石化集团
40.29
大庆石化公司
516698
555558
-6.99
兰州石化公司
240056
245716
-2.3
辽阳石化公司
132427
146216
3.14
抚顺石化公司
179662
167688
7.14
独山子石化公司
247221
261418
-5.43
吉林石化公司
751809
511329
47.03
中石油集团
9.56
中海油壳牌
646200
0
辽宁华锦化工有限公司
180561
157425
14.7
合计
223
乙烯工业是我国石化行业的发展重点，国内市场一直处于供不应求的状态，为满足市场需求，“十一五”期间我国将继续建设大型乙烯装置，到2010年我国乙烯总产能将达到1500万t/a。
表6为“十一五”期间我国拟建大型乙烯项目。
表6
“十一五”期间我国拟建大型乙烯项目
项目
规模/（万t·a-1）
投产时间
福建乙烯
80
2009年
四川乙烯
80
2009年
镇海乙烯
100
2009年
天津乙烯
100
2009年
抚顺乙烯
80
2009年
独山子乙烯
100
2008年
武汉乙烯
80
2012年
2
市场分析
2.1
世界
由于世界经济发展强劲，2006年全球乙烯需求增长率达到5%，世界乙烯消费量超过1.1亿t。
今后5年内，世界乙烯需求年增长率将平均超过4%。
到2010年，世界乙烯的需求量将达到13500万t。
2007年和2008年全球乙烯开工率预计将维持高位，但到2010年全球开工率将会下降。
由于中东地区产能的增加，美国和日本的产品净出口量将明显下降，2010年前后美国将成为净进口国，而欧洲也将成为净进口地区。
亚洲地区的日本、韩国和泰国的烯烃产量大于国内的需求量。
2006年世界乙烯消费构成：
PE59%，PVC14%，环氧乙烷/乙二醇12%，苯乙烯7%，其他8%。
2.2
国内
2006年我国乙烯的表观消费量为948.5万t，比2005年增长约25%，当量消费量约为1870万t，同比增长10.4%。
从乙烯表观消费量来看，我国乙烯的自给率很高，但是从乙烯当量消费来看，自给率却相当低，远远不能满足经济持续高速发展的需求。
我国乙烯生产无法完全满足下游需求，这一状况在2007年不会有太大的改变。
乙烯市场尚有很大缺口，乙烯工业仍有很大的发展空间，特别是我国东南沿海的江苏、上海、浙江、福建、广东等省区有着巨大的市场潜力。
2006年我国乙烯的消费构成：
聚乙烯60%，PVC23%，环氧乙烷/乙二醇6%，其他11%。
2006-2010年我国乙烯供需情况及预测见表7。
表7
2006-2010年我国乙烯供需情况及预测
项目
2006年
2007年
2010年
产能/（万t·a-1）
967
1156
1784
产量/万t
941
1124
1410
表观消费量/万t
948.5
1131.5
1438.9
进口量/万t
10
11
32
当量消费量/万t
1870
2169
2684.2
3
技术进展
3.1
低碳烯烃转化技术
炼厂催化裂化装置和乙烯装置酣产的C4和C5馏分、轻质裂解汽油或轻质催化汽油中含有大量C4-8低碳烯烃，可通过催化裂解或烯烃歧化两种工艺，将其转化为丙烯、乙烯。
3.1.1
催化裂解
选择性催化裂解工艺以利安德/KBR公司的Superflex工艺（流化床）和鲁奇公司开发的Propylur工艺（固定床）为代表。
Superflex工艺可，将2/3的进料转化为乙烯和丙烯，南非萨索尔技术公司2005年已启动一套装置采用该技术生产丙烯和乙烯。
Propylur工艺可以丁烯、戊烯和己烯为原料，其示范装置已在德国Worringen地区的BP公司装置上运行。
此外，UOP与Atofina公司开发的催化裂解工艺OCP已经过示范装置的验证。
3.1.2
烯烃歧化
烯烃歧化工艺是一种通过烯烃双键断裂并重新转换为新烯烃产物的催化反应，主要有鲁姆斯公司的OCT工艺和IFP的Meta-4工艺等。
OCT技术以乙烯和2-丁烯为原料进行歧化生产丙烯，我国上海赛科90万t/a乙烯装置应用了此项技术。
据报道，至2008年亚洲将有7家公司采用OCT技术。
Meta-4烯烃转化工艺已在我国台湾省中油公司高雄炼厂完成中试验证。
3.2
乙烯技术国产化进展
（1）在裂解技术方面，先后开发成功了CBL-Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V型裂解炉技术，适用于乙烷、石脑油、轻柴油和加氢尾油等原料的裂解，已在辽阳化纤、齐鲁石化、吉化公司、抚顺石化、燕山石化、中原乙烯及天津乙烯获得工业应用。
近期又采用CBL技术为齐鲁石化建设了1台9万t/a的乙烷炉和2台6万-8万t/a的液体原料裂解炉。
迄今为止，已建设的小于10万t/a的CBL炉共18台，累计生产能力达94万t/a。
近年来与鲁姆斯公司合作开发10万t/a大型裂解炉技术，采用合作开发的SL-I、SL-Ⅱ型裂解炉技术已建和在建的裂解炉总能力达300万t/a，其中采用基于CBL技术的SL-I型炉已运行和在建的有4台，天津100t/a乙烯装置的11台16万t/a大型裂解炉正在设计中，镇海100万t/a乙烯的裂解炉也将采用SL-I型技术；
（2）开发工艺软件包和相关工程技术，用CBL技术和乙烯工艺软件包成功地完成了中原乙烯和天津乙烯装置的扩能改造；
（3）开发分凝分馏塔技术（CFT），并成功地完成了试验验证，已用于装置改造；
（4）发展了C2和C3加氢技术，已开发成功系列裂解气C2、C3加氢催化剂和工艺技术，并得到推广应用：
（5）开发了裂解炉扭曲片管强化传热技术、裂解炉结焦抑制剂以及高效塔盘、高效换热器技术，工业应用后取得了良好效果；
（6）中国石化与鲁姆斯公司合作开发的新乙烯回收技术已用于茂名乙烯改造工程；
（7）利用重质原料生产乙烯、丙烯的技术已取得重要进展，包括重油接触裂解制乙烯（HCC）和催化裂解（CPP）技术等。
4
发展趋势
（1）饱和烃的蒸汽裂解仍是烯烃的主要来源。
乙烯生产将继续以蒸汽裂解为主，考虑较多的是设计更大的装置，以充分利用投资规模的经济性。
（2）裂解炉大型化。
使用现代技术的石脑油蒸汽裂解装置，目前工业上确保的规模已达120万-140万t/a。
5家主要蒸汽裂解专利商都准备设计单线能力为150万t/a的装置，裂解炉以气体为原料时，能力可达30万t/a，以液体为原料时为23万t/a，个别裂解炉生产能力可达25万t/a。
（3）运转周期延长。
从操作前景看，新的石脑油裂解装置在两次常规检修之间可以运转5年以上，裂解炉管可以延续运转10×104h，日常的蒸汽空气清焦时间的次数不多于每60天一次。
（4）设计不断改进。
对于石脑油裂解装置，大多数专利商认可的设计改进是：
前脱丙烷分离顺序、裂解气压缩5段改3段、二元或三元制冷、主要的工艺压缩机使用燃气透平驱动、用反应蒸馏实现二烯烃转化、丙烯分馏塔的气体重新压缩、裂解炉管使用有硬涂层的HP50合金钢、废热锅炉蒸汽压力提高到12MPa以上、普遍使用在线气体色谱分析、控制系统合并开放现场总线结构、在线经济优化系统、汽电联产一体化和改变石脑油的购买终端等。
（5）前端加氢和双炉膛裂解炉设计成为乙烯装置设计发展倾向。
（6）裂解炉技术改进的重点是采用新型裂解炉材质和开发各种防结焦技术。
5
建议
（1）抓好引进技术的消化、吸收与应用，确保装置安全优质高效运行。
潜心研究引进的新技术，总结投产以来的运行经验，选定最佳参数，优化操作方案。
积极与国内同类企业开展技术交流，吸取先进生产操作和管理经验，掌握关键控制方式方法，实现装置安全平稳优质高效生产。
（2）抓好技术攻关和科研开发，加强新技术的推广与应用。
查找扩建后装置生产瓶颈问题，积极组织立项攻关，确保实现稳产高产。
抓好乙烯裂解炉结焦抑制剂的试用，延长裂解炉运行周期。
（3）延长乙烯装置运行周期。
装置长周期高负荷运行会产生巨大的经济效益。
实践表明，装置长周期运转与计划检修或改造的停、开过程相比，出现故障或事故的风险几率并不大，只要有优良的设计、制造、施工建设和操作水平，有科学、完善的管理，有先进的手段，乙烯装置连续运行的风险是可以控制的。
（4）采用先进控制技术提高乙烯装置的运行水平。
对乙烯装置中裂解炉、乙烯精馏塔和丙烯精馏塔等操作单元先进控制，对裂解炉COT及负荷控制优化、丙烯精馏塔控制优化和乙烯精馏塔控制优化，提高乙烯装置的运行水平。
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