(1)采取技术措施,突破乙烯原料“瓶颈”制约
我国乙烯原料几乎全部依靠炼油厂厂供应,预计未来15年我国炼油能力的增长无法满足乙烯工业对原料的需求,乙烯原料供应不足将成为制约我国乙烯工业发展的"瓶颈"问题。为此,必须采取技术措施,切实解决乙烯原料供应问题。(a)是优选原油品种,优化乙烯原料。优化原油品种是从源头上优化乙烯原料,在进行原油特别是进口原油的油种选择和加工量配置时,既要考虑油品生产的需要,又要尽量满足乙烯原料对数量和质量的要求。要进一步完善储运设施,努力实现"分储、分输、分炼",使适合于生产乙烯的原油能用于生产乙烯原料。同时,要挖掘企业内部乙烯原料优化和区域资源互供的潜力,搞好乙烯原料的优化工:作。此外,还要开拓贸易渠道,积极利用国外石脑油、轻烃和凝析油资源,补充我国乙烯原料的不足;(b)是利用加氢裂化技术增产乙烯原料。为了满足乙烯原料和芳烃原料的需求,我国开发了最大限度生产化工轻油的加氢技术。如中国石油化工科学研究院在对加氢裂化尾油制乙烯性能的影响因素充分认识及对其规律性系统研究的基础上,开发了中压加氢裂化(RMC)技术。该技术采用具有高的加氢脱氮、加氢脱硫以及芳烃加氢活性的RN-2催化剂以及具有较好的裂化活性和开环选择性的RT-1/RT-5裂化催化剂,达到了多产化工轻油的目的。中国石化股份有限公司燕山分公司在130万吨/年中压加氢裂化装置上应用该技术后,尾油产率达到65%,其BMCI值为8左右,是优质乙烯原料,化工轻油总产率达到78.86%;(c)是回收炼厂催化裂化干气中的乙烯、乙烷等资源。为了增加烯烃产量,降低生产成本,提高资源利用率,国外一些乙烯厂商采取技术措施,从炼厂催化裂化干气中回收乙烯、乙烷等资源,作为乙烯装置的补充进料。中国石化股份有限公司燕山分公司采用变压吸附、分凝分馏塔等技术回收催化裂化干气中的乙烯、乙烷、丙烷,每小时可回收乙烯等产品气7吨;中国石油兰州石化从催化裂化干气中回收乙烯、乙烷等资源的装置2005年已投入运行,每年可节约石脑油10万吨,经济效益显著。此外,还有重质原料生产轻烯烃和裂解C5馏分全加氢作乙烯原料等技术措施。对于重质原料生产乙烯、丙烯的HCC和CPP技术,还需完善工程化工作;对于裂解C5馏分加氢作乙烯原料,主要取决于其经济性。
(2)采用先进技术,搞好乙烯装置的技术改造和新装置建设
搞好乙烯装置消除"瓶颈"技术改造,是国内外实践证明行之有效的提高生产能力的途径。我国原有的30万吨/年乙烯装置已相继完成第一、二轮技术改造,大部分中型乙烯装置通过技术改造能力已增至20万吨/年左右。 企业在技术改造中十分重视采用先进技术,例如燕山石化、上海石化、扬子石化、齐鲁石化乙烯装置在第二轮改造中采用10万吨/年大型裂解炉、二元/三元致冷技术、催化蒸馏技术等先进技术,使乙烯装置的技术水平进一步提高,能耗物耗显著下降。以中国石油、中国石化的乙烯装置为例,1998-2005年,乙烯收率从30.4%提高至31.32%,提高了0.92个百分点;装置损失率从1.67%下降至0.53%,降低了1.14个百分点;乙烯综合能耗从809.1千克标油/吨下降至702.3千克标油/吨,减少了106.8千克标油/吨。近期新建的上海赛科、惠州乙烯、南京扬巴乙烯等大型乙烯装置也十分注重采用先进技术,提高装置的技术水平。"十-五"期间.我国还要继续实施乙烯装置的技术改造和若干套大型乙烯装置的建设,乙烯生产企业要总结多年来乙烯装置技术改造和建设的经验,特别是要重视采用国内先进技术,提高乙烯装置的技术水平,以增强产品的竞争力。
(3)大力推广应用新技术,降低能耗,增产乙烯
积极推广应用新技术,是乙烯装置节能降耗、延长装置运转周期、增产乙烯的有效措施。近年来,经过工业验证值得推广应用的技术,除了CBL裂解炉技术、C2和C3加氢催化剂和工艺技术外,还有裂解炉扭曲片管强化传热技术、结焦抑制剂技术、空气预热技术、裂解炉引风机变频调速技术、乙烯装置先进控制和优化技术等。通过应用新技术,降低能耗物耗,延长运转周期,实现增加效益的目标。
(4)加大自主创新力度,加速发展我国乙烯技术
通过持续不断地组织乙烯技术开发,我国已开发出CBL炉裂解技术、C2和C3加氢技术等一系列科技成果,并形成了一支科研、设计相结合的研发队伍,为我国乙烯技术的发展奠定了基础。为满足我国乙烯工业快速发展的需要,使我国由乙烯生产大国成为乙烯生产强国,必须加大乙烯技术自主创新的力度,为我国乙烯工业的快速发展提供强大的技术支撑。为此,要加大乙烯技术的研发投入,加强科研开发基地和研发队伍建设,努力完成《国家中长期科技发展规划纲要》提出的大型裂解炉技术和大型蒸汽裂解乙烯生产成套技术及装备的研发任务。
(5)关注低碳烯烃生产新技术的发展
为了拓展低碳烯烃的来源,近年来低碳烯烃生产新技术不断涌现。一是低值烯烃转化为丙烯、乙烯技术、炼厂催化裂化和乙烯装置副产的C4、C5馏分、轻质裂解汽油或轻质催化汽油,其中含有大卅C4-C8低值烯烃,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。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。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90万吨/年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烯烃转化工艺已在中国台湾省中油公司高雄炼厂完成中试验证;二是合成气经甲醇制低碳烯烃。近年来,由于石油价格高,企业界对天然气或煤转化为合成气经由甲醇制低碳烯烃的工艺技术倍加重视,主要包括甲醇制烯烃(MTO)工艺和甲醇制丙烯(MTP)工艺。UOP与挪威海德罗公司开发的MTO工艺采用高选择性的分子筛催化剂(MTO-100)及流化床反应器,已完成甲醇处理量0.75吨/日的中试,正在尼日利亚I,agos建设工业装置,我国大连化物所也开发了MTO工艺,其与中国石化洛阳工程公司合作建设的万吨级工业示范装置已投入运行;鲁奇公司开发的TMP工艺采用固定床和专用催化剂,并将在伊朗建设10万吨/年甲醇制丙烯工业装置。