六部门发文，加快原油直接裂解制乙烯技术开发应用

近日，工业和信息化部等六部门联合印发《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》（工信部联原〔2022〕34号）发布。《指导意见》中指出，到2025年，大宗化工产品生产集中度进一步提高，产能利用率达到80%以上；乙烯当量保障水平大幅提升，化工新材料保障水平达到75%以上。引导烯烃原料轻质化，加快原油直接裂解制乙烯、合成气一步法制烯烃的技术开发应用，增强高端聚合物供给能力，加快发展高端聚烯烃，创建高端聚烯烃创新中心。

 

 

从中国石化、中国石油，万华化学、再到浙江石化、恒力石化、盛虹炼化、卫星化学、宝丰能源等民营企业在全产业链布局中，都在着力发展大乙烯+高端聚烯烃或者大乙烯+化工新材料路线。

 

 

通过技术变革，原油制化学品的比例已从10%提高到76%，有望达到80%。原油最大化生产化工原料总体上分为芳烃和低碳烯烃两条路线。对于以生产低碳烯烃为主的工艺路线，催化裂解是核心技术。

 

原油最大化生产低碳烯烃主要有三个方向，即最大量乙烯、最大量丙烯、最大量兼产丙烯和乙烯。催化裂解是原油最大化生产低碳烯烃的核心技术，催化裂解原料来源广泛，可以是常规催化裂化（FCC）的各种重质原料，包括减压蜡油（VGO）、脱沥青油（DAO）、焦化蜡油（CGO）、加氢减压蜡油（HT-VGO）、加氢裂化尾油等重质馏分油，以及常压渣油（AR）和掺入减压渣油（VTB）的减压蜡油混合油（Blending of VGO and VTB），也可以是石脑油馏分、C4/C5轻烃等，较蒸汽裂解操作条件苛刻度低，产物分布可灵活调节。

 

原油直接蒸汽裂解路线最大的特点是省略了常减压蒸馏等炼油装置，使得工艺流程大为缩短。最具代表性的技术是埃克森美孚技术和沙特阿美/沙特基础工业公司技术。值得注意的是，两家技术采用的原料都是非常轻质的原油，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，该路线对原油的品质有一定要求，受原料供应限制。

 

 

埃克森美孚采用原油直接制乙烯工艺，2014年在新加坡裕廊岛建成了全球首套商业化装置，乙烯产能为100 万吨/年，主要工艺改进是在裂解炉对流段和辐射段之间加了一个闪蒸罐，原油（轻质原油）经过对流段预热后与稀释蒸汽一起进入闪蒸罐，气液组分分离，其中气态组分（质量分数为76%）进入辐射段进行裂解，液态组分（质量分数为24%）被送至邻近的炼厂或直接销售。整体投资相对蒸汽裂解装置略有增加，但原油与石脑油价格走势呈正相关，且两者间价差比较平稳。在50 美元/桶（365 美元/吨）油价下，蒸汽裂解的原料石脑油均价在480 美元/吨上下震荡，两者的原料平均价差在100 美元/吨左右。原料价差使原油直接制烯烃具有一定的成本优势。

 

埃克森美孚公司超过90%的化学品产能与其炼厂或天然气处理厂实现了一体化，在全球共有17个一体化基地（包括广州惠州项目）。其化工产品的竞争力主要体现在聚合物的差异化和高端化，包括茂金属聚乙烯、茂金属聚丙烯、乙烯辛烯共聚物弹性体（POE）和热塑性动态硫化弹性体™（TPV）以及丁基橡胶和三元乙丙橡胶（EPDM）Vistalon™等优势弹性体产品。未来下游投资也主要集中在高端聚烯烃及弹性体项目。

 

沙特阿美/沙特基础工业公司工艺过程是原油（沙特轻油）直接进入加氢裂化装置，脱硫并将高沸点组分转化为低沸点组分；之后经过分离，轻组分进入蒸汽裂解装置，重组分进入沙特阿美自主研发的高苛刻度催化裂化装置，最大化生产烯烃。该工艺的化学品收率大幅提高，原油制化学品的比例达到45%，相比石脑油蒸汽裂解制乙烯装置吨油毛利提高100～200 美元/吨，但投资要高很多，因此，总体来看烯烃生产成本与石脑油蒸汽裂解成本相差不大。

 

为了得到更高的化学品转化率并将该技术推向商业化，2018 年1 月，沙特阿美与西比埃（CB&I）、雪佛龙鲁姆斯（CLG）签署了一项联合开发协议，把CB＆I的乙烯裂解技术、CLG的加氢处理技术和沙特阿美的原油制化学品技术（TC2CTM）结合起来，原油制化学品的比例可以达到70%～80%。

 

2018年6月，沙特阿美又宣布在其原油直接制化学品（COTC）项目中采用美国Siluria 公司的甲烷氧化偶联制烯烃（OCM）技术，该技术的应用将使乙烯产量提高10%以上。目前沙特阿美/沙特基础工业公司COTC 项目正在建设中。

 

 

中国石化重点攻关项目“轻质原油裂解制乙烯技术开发及工业应用”在所属天津石化工业试验成功，可直接将原油转化为乙烯、丙烯等化学品（即“油转化”），实现了原油蒸汽裂解技术的国内首次工业化应用。经测算，应用该技术每加工100万吨原油可产出化学品近50万吨，其中乙烯、丙烯、轻芳烃和氢气等高价值产品近40万吨，整体技术达国际先进水平，经济价值巨大。

 

中国石化拥有世界先进的原油催化裂解技术、现在又增加了原油蒸汽裂解直接制乙烯技术，两种技术结合，有望把原油生产的化学品总量提高到70%以上，将成为未来“油转化”经济可行的技术路线。