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三个维度透视中国石油两大乙烷制乙烯项目

日期:2021-09-06    来源:中国石油报  作者:徐远震 王翥

国际石油网

2021
09/06
10:35
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关键词: 中国石油 乙烷制乙烯 乙烯装置

刚刚过去的8月,中国石油两套利用自主技术建成的乙烷制乙烯装置相继投产。这是我国首次利用自主技术建成的乙烷制乙烯项目,对于推动国家能源转型升级、打造石油化工行业新竞争优势具有重大意义。

科技自强

中国石油乙烷制乙烯项目的投产,标志着我国大型乙烯成套技术达到新的高度。

过去几十年间,拥有自主技术的大乙烯装置,一直是中国炼化行业的愿景目标。

长期以来,我国乙烯装置的重要设备、技术都需从国外引进。上世纪70年代开始,以寰球工程技术团队为代表的一大批中国技术人员开启了乙烯技术的探索之路。通过不断学习、探索,寰球工程技术团队在完成多个小型乙烯装置的建设基础上,又先后承担了集团公司重大科技专项——大型乙烯成套技术开发的一、二期项目和国家“‘十二五’科技支撑计划”等技术攻关工作。其自主研发的乙烯成套技术成功在大庆120万吨/年乙烯改扩建工程中得到应用,奠定了中国石油在百万吨级乙烯装置成套技术界的地位,之后陆续应用于国能集团(原神华集团)、山东鲁清、广东石化等系统内外大型乙烯项目,大大提升了中国乙烯技术的能力。

这一路有多难,从独山子石化公司副总工程师吴利平博士的话中可见一斑:“乙烯装置的复杂程度仅次于核电。”

2017年,中国石油开展大型乙烯重大专项二期项目,寰球工程开始了乙烷制乙烯成套技术的研发工作。2019年,中国石油上马了兰州石化长庆、独山子石化塔里木两个乙烷制乙烯工程。寰球工程采用EPC总承包模式,经过两年的设计与建设,使两个项目提前投产。项目采用的乙烷制乙烯技术,是对已有“大型乙烯装置成套工艺技术”的又一次深化和提升,填补了国内纯乙烷裂解制乙烯技术的空白。

值得一提的是,以投资额比例计,这两个项目的国产率高达93%左右。

在设备技术依赖引进的时期,国内企业普遍面临着关键技术受制于人的困境。一是价格奇高,有的设备进口价是自主研发价格的3倍以上,技术转让费高达数倍。二是技术保护。以乙烯的核心技术裂解组分预测软件为例,国外公司不肯出售此项技术,引进技术时得到的是计算结果,我们不掌握计算过程。

中国石油成功开发的乙烷制乙烯技术工艺包,不仅让中国的乙烯行业摆脱了国外公司的制约,而且在关键技术上达到世界先进水平,在乙烯行业开启了国内先河。

“对我们来说,两个乙烷制乙烯项目的成功投产,不仅是向集团公司交出的又一张漂亮的答卷,更是将公司发展融入集团公司和国家大局的体现。”寰球工程副总经理张来勇如是说。

转型升级

乙烯原料多样化,成为提升乙烯产量,降低生产成本,调整行业产品结构的有效途径,有助于中国从化工大国向化工强国转变。

乙烯被称为“材料之母”,目前75%的石化产品是以它为基础生产加工而成。提升乙烯产量,优化产业结构,是中国发展现代化工业的重要任务之一。

当今中国已成为世界第二大乙烯生产国,2020年国内乙烯产能3518万吨,仍无法满足市场需求,同年乙烯当量消费量高达5742万吨,自给率仅为54%,大量乙烯下游产品仍依赖进口。

寰球工程工艺部主任孙长庚介绍:“乙烷制乙烯是国际乙烯行业实现原料轻质化的一次重大升级。与传统的石脑油等原料制乙烯相比,乙烷制乙烯具有乙烯收率高、流程短、成本低、能耗低的优势,乙烷为原料的优势显而易见。在刚刚投产的两个乙烷制乙烯项目中,乙烯收率可由液体原料的30%左右提高到80%,成本降低约30%,使得乙烯行业向高效益、高产出比迈进,助力中国石油高质量发展。”

2020年,美国的乙烯生产原料有82%来自乙烷。乙烷的有效应用,使得美国成为仅次于中东的第二大成本竞争地区。

中国经济技术研究院化工市场研究专家费华伟介绍,目前国内只有中国石油具备自产乙烷资源,其他企业的乙烷仍依赖进口。按照上半年的进口数据来看,全年进口量估计将达到200万吨。

为实现乙烷自给,中国石油充分利用了一体化的资源优势,在长庆油田和塔里木油田建设了天然气分离乙烷项目,每年可稳定供给乙烷超过180万吨,实现了乙烷制乙烯项目从技术、工程设计、施工到原料提供再到生产运营全流程自主。

这是企业实现资源最大化利用和价值链提升的举措。长庆油田(榆林)油气有限公司总经理、党委书记丁辉告诉记者,长庆油田上古天然气处理总厂向兰州石化长庆乙烷制乙烯项目提供乙烷,使得每年商品天然气减少约10亿立方米,年油气当量和销售收入却大大增加。

中国石油经济技术研究院化工市场研究专家高振宇认为,两个乙烷制乙烯项目投产,标志着我国乙烯工业进入新发展阶段,在原料轻质化、低碳化、绿色化发展方面取得明显进步。在北美与中东等地乙烷产量不断提升的背景下,为充分利用海外低价乙烷资源,我国乙烷制乙烯也要进一步扩能,未来将成为我国乙烯产业重要的组成部分。在丰富我国乙烯工业原料的同时,充分提高了我国乙烯工业的竞争力,对下游产业提高国际竞争力起到重要作用。

绿色发展

“双碳”目标之下,中国石油乙烷制乙烯项目,从源头到产品,实现全程清洁,以实际行动,服务国家发展大局,助力中国建设生态文明的千年大计。

“废气超低排放,废水近零排放,固废资源化利用。”多家主流媒体对中国石油两个乙烷制乙烯项目的报道中用到这句话,重点突出了绿色低碳的清洁生产理念。

项目从最初的设计开始,就充分考虑了环保要求。寰球工程开发了裂解炉烟气脱硝技术,并首次使用了中国石油自主开发的脱硝催化剂,使裂解炉烟气中排放的氮氧化物浓度远优于国家标准,比现有常规乙烯装置降低70%,二氧化碳排放量、年综合能耗均可达到世界先进水平。

两个项目的废气排放源均安装了在线监测设施,厂界上下风向和厂区内安装多套无组织排放在线监测设施,可保证CEMS在线监测烟气,保证装置在正常、清焦、热备等各工况下均实现达标排放,实现无异味工厂目标。

塔里木乙烯废碱处理采用寰球公司开发的先进的湿式高温氧化工艺,废碱液经过预处理和深度处理后,送至循环水厂或除盐水站回用,废水回用率95%以上,实现近零排放。

“开发技术、做工程,不仅要满足企业生产需要,更要顺应时代需求。作为国家示范工程的两个乙烷制乙烯项目,不仅采用了寰球工程开发的国内首套自主技术,而且装备和材料基本上都是国内供给的,具有很强的示范效应。项目从技术开发、工程设计到建设,始终贯彻绿色低碳理念,这也是对社会、对子孙后代负责。”张来勇说。

以兰州石化长庆乙烷制乙烯项目为例,80万吨/年乙烯产量可产出约4万吨99.9%纯度氢气。因此,除了生产过程的绿色清洁,项目还综合考虑制定了副产品氢气的利用规划。

过去两年时间,中国大型国有能源企业在氢产业方面动作频频,成立氢能研究所、建设加氢站……各公司的行动释放出一个信号——未来一段时间,氢能将成为新能源发展的一个重要方向。在氢能成为“时代宠儿”的今天,中国石油乙烷制乙烯项目无疑是扣住了时代发展的主旋律。

石油腾飞,科技强国。大型乙烯成套技术的研发及升级,是中国石油对高质量发展之路的成功探索,也是中国炼化行业在转型升级大背景下迈出的关键一步。

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