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1我國乙烯行業的現狀
1.1“煉化一體化”百萬噸乙烯基地崛起煉化一體化已成為全球乙烯工業發展主流,煉油與化工是關聯最密切的業務,兩者結合可以在資源配置,優化互用各種物流,提高產品附加值,延伸產業鏈,降低固定資產費用,節省儲運系列投資,共享公用工程和環保系統,從而實現煉廠與化工廠整體效益最大化的目標。據美國斯坦福咨詢公司(SRI)對燃料型煉油廠和一體煉廠兩種模式效益分析,在一定的原油價格范圍內,一體化廠的全投資收益率比燃料型煉廠高10%以上,且隨原油價格的升高,兩者收益率差距更大,一體化煉廠具有更強的抗風險能力。目前,我國已在長三角、珠三角和環渤海地區建成了一批大型煉油化工一體化企業,其中包括鎮海煉化、福建煉化、天津石化煉化一體化基地,據悉,中國石化75%的煉油能力、90%以上的乙烯生產能力集中在這三大地區,為原料的優化配置、資源的綜合利用、提高企業整體經濟效益奠定了堅實的基礎。根據《乙烯行業“十二五”規劃》,我國將繼續做大做強這三大地區石化產業群,改造提升東北地區乙烯工業,同時建設中西部乙烯基地,進一步優化乙烯布局[2]。長三角地區以上海、南京、寧波為中心,形成3~4個產能超200萬t/a的乙烯生產基地,其乙烯合計產能將占全國總產能的35%以上;珠三角地區將加快茂名、惠州、湛江、揭陽等地中資或中外合資項目的建設,重點發展下游的優勢產品和特色、高附加值的衍生物產品;環渤海灣地區以京津唐和撫順為中心,布局大型乙烯裝置;中西部地區則配合西部大開發和中部崛起,在蘭州、成都、武漢、獨山子等地形成4個乙烯基地。“十二五”期間,全國煉油企業平均規模將進一步擴大,使我國乙烯工業向“煉油-乙烯-芳烴-高端產品”深度集成的一體化模式發展成為可能。
1.2重大裝備國產化2007年4月,國家發改委起草了《關于加快推進石化裝備國產化的實施方案(討論稿)》,為石化裝備國產化設定了百萬噸級乙烯及深加工設備成套裝備的國產化率不低于75%[7-8]。在“十一五”期間,百萬噸乙烯裝置中最關鍵、最難國產化的核心設備裂解氣壓縮機、丙烯制冷壓縮機和乙烯壓縮機均已實現了國產化[6]。例如[6-10]:天津百萬噸乙烯工程中,作為核心裝備的裂解氣壓縮機和冷箱首次由國內廠家制造,乙烯裝備的國產化率達到78%,主要設備1775臺(套),引進設備僅為212臺(套),其余均為國內采購。在茂名乙烯技術改造中,實現了大型裂解氣壓縮機和冷箱等關鍵設備的國產化,總共510臺設備中448臺是國內制造,國產化率達87.8%,首創使用國內技術和設備國產化的最高記錄。鎮海煉化百萬噸乙烯工程實現了三大核心機組之一的丙烯制冷壓縮機的首臺國產化,整個工程共有13臺套大型設備被列為國家重大設備國產化攻關和重點推廣應用項目,均實現自主設計、自主制造、自主安裝,有力地推動了國內裝備制造業水平提升。撫順石化80萬t/a乙烯建設中,裝置國產化率達72%,裝置采用的乙烯壓縮機組由沈鼓集團提供,這是我國自主研制的首臺百萬噸乙烯裝置用乙烯壓縮機組。通過自主創新和合作開發,我國石化已具備了采用自主技術建設百萬噸級乙烯裝置的能力。據不完全統計,依托石化企業工程建設和技術改造項目,中國石化研制和推廣應用了重大國產化設備達2000多套。其關鍵設備乙烯裂解爐及其急冷鍋爐、大型乙烯裂解、各種低溫泵、高壓板翅式換熱器(冷箱)、大型乙烯球罐、聚丙烯反應器以及大型雙螺桿造粒機組等相繼研制成功。石化大型裝備的國產化,有力推動了石化裝備制造業的發展和產品結構調整,增強了中國石化裝備工業參與國際市場競爭的能力。
2中國乙烯工業面臨的問題與對策
2.1原料應向多元化發展乙烯原料是影響乙烯成本的重要因素。在乙烯生產中,原料在總成本中所占比例高達70%~75%[1],以石腦油為原料時更是高達80%~90%[3]。目前,我國生產乙烯的原料主要是石腦油,石腦油是煉油工業的產品,其產量受到煉油工業的制約。目前我國70%左右的原油用于成品油(汽、煤、柴油)生產。2013年我國進口原油2.8億噸,原油對外依存度已達57.3%[1]。隨著經濟發展,未來我國乙烯原料的供需矛盾將進一步加劇。預計2015年我國乙烯產量將達到2383.5萬t,需要石腦油7000萬t,如果再考慮其他生產對石腦油的需求,國內石腦油的缺口將更大。資源不足將限制我國乙烯工業的發展。因此,應加大能源消費結構調整,實現乙烯原料向輕質化、多元化發展戰略。另外,還要加快開發新的乙烯生產路線,近年來我國已經開發并應用了多種原料制烯烴技術,包括MTO/MTP、CPP、丙烷脫氫等技術。未來幾年是我國煤制烯烴/MTO生產能力迅速發展的時期,目前建成在建的煤制烯烴/MTO項目包括寧波禾元化學30萬t/a、浙江興興新能源30萬t/a、華能呼倫貝爾30萬t/a、青海慶華30萬t/a、中國石化鶴壁30萬t/a,山西焦化30萬t/a、陜西神木化工30萬t/a等。但考慮到煤制烯烴項目的龐大投資和巨大的耗水量問題,未來真正能夠建成的項目要少于規劃項目。所以應加快頁巖氣開發,積極發展天然氣制乙烯工藝。2.2淘汰落后產能,提高競爭力我國乙烯生產裝置規模已經有較大提高,但與先進水平相比還有一定差距。我國產能低于50萬t/a裝置多達17套(其中1套已經停產),全球范圍內規劃建設的超大型乙烯裝置產能可達150萬t/a,一些公司還在研究180萬t/a乙烯裝置的可能性,沙特阿拉伯、北美地區及新加坡的乙烯裝置平均規模均在我國之上。因此借鑒世界乙烯工業發展規律,我國乙烯工業規模適宜在80~130萬t/a,建設規模根據市場、原料及其他建廠條件而定。同時應當關閉規模小、能耗高、技術落后、經濟效益差的裝置,根據經濟發展規律和提高國際競爭力的要求出發,實現乙烯規模大型化。
2.3技術有待提高目前我國乙烯裝置國產率與國外先進水平相比,還存在較大技術差距,可靠性和穩定性不高,專業化和系列化程度較低,裝備制造業的發展還跟不上石化技術發展及裝備大型化的要求;對引進技術裝備消化吸收再創新的力度不夠,原始創新和集成創新缺乏;重大技術裝備的研發能力薄弱;技術準備和儲備不足;裝備制造企業與工藝開發的合作機制尚未建立,不適應世界石化裝備機電一體化和信息化的要求與步伐。我國石化裝備產業應在重大裝備上實現核心技術和系統集成能力的突破,著力提高我國石化行業重大裝備國產化水平。國內乙烯工業總體物料消耗較高,應加大開發引進先進的裂解技術和分離技術。但是提高競爭力的關鍵是要加快技術進步,增強自主開發和創新能力,石化工業長期立足在引進技術的基點上是難以使競爭力有較快的提高,研究開發經費不足是難以進入開發創新之路的主要原因,目前化學工業的科研經費投入占GDP的比例不足1%,低于有關制造業的投入水平,與發達國家2.2%的水平更有較大差距,尚屬于技術引進和應用層次。
2.4布局分散需集中目前,我國已建成的乙烯工業裝置分布在全國15個省、市、自治區,而擬建和已建的乙烯裝置更是幾乎覆蓋全國。單遼寧一個省,已建和擬建裝置也分散在遼陽、盤錦、撫順、大連幾處。弊病明顯:1)加大了投資。如上海賽科90萬t/a乙烯工程建在化工區內,有公用工程體系等一系列公用和輔助設施可以依托共享,每萬噸乙烯產能工程總投資為2.49億元,而廣東惠州80萬t/a乙烯由于是單獨配套公用工程和輔助設施等,每萬噸乙烯產能工程總投資比上海賽科高出2.13億元。2)公用工程投資重復浪費。以60萬t/a乙烯裝置工程計,美國的罐區、碼頭等公用工程占整個工程的20%,而我國則占40%~50%,即其中有近20%部分要重復。3)加大了污染風險。目前我國主要港口幾乎都有煉油裝置,單是治理滲油漏油一項造成的污染就是一大難題。在缺水地區及長江、黃河中上游的水源地布建大型化工聯合裝置,將會造成當地生態惡化及生存危害。世界上乙烯裝置的建設是以集中建設為主,如美國約有2/3的乙烯裝置建在德克薩斯州,主要集中在墨西哥灣。比利時乙烯裝置全部建設在安特衛普,日本乙烯大部分集中在東京灣,新加坡集中在裕廊島,韓國集中在蔚山附近。在新一輪的發展中要重視布局,提高集中度,結合我國市場、資源等條件,應集中在沿海地區布置4~5點,如鎮海、金山灣、湄洲灣、連云港、天津、青島、大連等地。然后再在此基礎上建設1~2個高度集中的石化基地。為了扼制目前過于分散的建設狀態,防止低水平重復建設和無序競爭,國家應統一規劃,對乙烯工業嚴格執行準入制度:1)乙烯項目建設要符合產業布局和“基地化、大型化”的發展要求;2)新建項目原則上要依托現有大型煉油企業,實行煉油化工一體化。乙烯項目業主原料自給能力必須達到75%以上。3)新建乙烯項目單線規模達到80萬t/a級以上,而且乙烯下游石化裝置也應具有世界級經濟規模。
2.5其他我國市場尤其是下游乙烯產品的進口量非常大,我國乙烯下游產品品種單一,特殊品種依賴于進口,未來我國乙烯建設和發展將注重調整下游衍生產品結構,要更好利用我國以石腦油作為乙烯主要原料帶來的副產品和下游衍生物多、附加值高、增值空間大、可供選擇產品組合多的有利之處,多生產高附加值、高檔產品,以及差別化、功能化產品,更好地發揮煉化一體化優勢,促進產品升級,努力開發新產品和新技術,全面提高核心競爭力和國際競爭力。
3結束語
我國乙烯工業進入快速發展時期,既有機遇,又面臨挑戰。在未來幾年內,國內乙烯生產企業區域分布將更加趨于合理,產品結構將得到更加合理的調整,經濟效益將有更大幅度提高。在持續不斷的技術進步基礎上,將會使我國由一個乙烯生產大國發展成為乙烯生產強國。
作者:徐莉單位:中國石油化工股份有限公司天津分公司