中国石化乙烯业务提质增效举措分析

李建新

(中国石油天然气股份有限公司规划总院，北京 100083)

1 乙烯业务状况

中国石油化工股份有限公司(以下简称中国石化)是国内第一大乙烯生产商，自2013年8月中韩合资的武汉8 00 kt/a乙烯装置投产后，并未新建大型石油路线乙烯，2017年处置东方石化150 kt/a乙烯装置，资产相应核减其产能后，到2017年底，全公司乙烯总产能达11.13 Mt/a(含甲醇制烯烃生产能力)。

中国石化乙烯业务呈现以下几个特点：①乙烯产能大，占全国总产能的48%；②科研开发能力强，掌握蒸汽裂解制乙烯、甲醇制烯烃、催化热裂解制乙烯等多种类型的乙烯工艺技术，对业务发展形成了有效的支撑；③装置技术水平总体较高，技术经济指标处于国内行业领先水平；④布局主要围绕近东部沿海地区，靠近我国最重要的石化产品市场，形成其特有的地缘优势。

然而和中东地区乙烯工业相比，由于缺乏优质廉价的原料资源支撑，中国石化乙烯业务的成本竞争力仍有一定差距。当前，因“页岩气革命”带动美国乙烯产业加速实现轻质化，随着美国乙烯产能的不断加大，美国烯烃下游产品出口已对我国石化市场构成潜在威胁。此外，国内对美国乙烷资源的引进、民营资本加速布局大型石化项目以及中西部地区大量煤制烯烃项目的建设，这些均是未来我国石化市场竞争更加趋于白热化的重要因素。为此，中国石化积极推动供给侧改革，从两方面着手强化先进生产力建设，一是紧抓石化市场供应由大幅不足转向供求矛盾日渐缩小的重要窗口期，同时利用当前及未来一段时期油价保持中低位运行的历史机遇期，调整发展战略，在“十三五”期间，以规模化、一体化为发展思路，投资2 000亿元优化升级打造茂湛、镇海、上海和南京四大炼化基地，使总炼油能力和乙烯生产能力分别由目前的116 Mt/a和5.38 Mt/a增长到130 Mt/a和9.00 Mt/a；二是搞好现有乙烯装置的提质增效，多举措、全方位地不断强化乙烯成本竞争力建设，提升存量业务的竞争力水平。

展望未来，中国石化将以提高发展质量和效益为中心，以供给侧结构性改革为抓手，做好增量发展，以增带存，以存促增，实现转方式、调结构、提质增效、迈向中高端，推动公司实现更高质量、更有效益、更可持续的发展。

2 提质增效举措

2.1 持续强化乙烯原料优化

中国石化从总部到各分公司均非常重视从企业内、外部的“两个资源”着手，加强乙烯原料的优化工作。

首先，充分挖掘炼化一体化企业内部资源，优化利用炼油、芳烃副产的轻质资源(如干气、饱和液化气、轻烃等)，各炼化一体化企业均已建立炼厂干气及芳烃尾气回收装置，用于回收其中的副乙烷气及富乙烯气用于生产乙烯的原料。据不完全统计，中国石化全系统每年从炼厂干气中回收的粗乙烷和粗乙烯资源量已超过400 kt。

同时，中国石化发挥乙烯企业较为集中的优势，加大区域资源优化工作力度，逐步形成华东、华南、华北以及沿江等地区的乙烯原料资源优化中心，实现区域资源优化集中利用，最终实现集团效益最大化。在外部资源方面，依靠近海的地理优势，积极拓展乙烯原料来源，寻求稳定的进口液化气及石脑油资源。旗下的齐鲁分公司从2016年开始裂解从青岛液化石油气(LNG)中分离出的乙烷资源，乙烯收率同比提高1.05个百分点[1]。同年，天津分公司投用了2×105m3石脑油储备罐项目，以确保本公司和中沙天津乙烯的原料供应。镇海炼化分公司、武汉分公司等也都通过增加轻烃炉等方法扩大乙烯装置加工轻质原料的能力，实现乙烯原料的轻质化调整。

此外，由于中国石化加工原油种类多，各种裂解原料的性质差别较大，为实现各种裂解原料在最佳操作条件下加工，各分公司都非常重视“分储分裂”工作，通过增加必要的储运设施，实现性质差别较大的原料分别裂解，以增加目的产品收率，提高装置效益。

2.2 注重原料优化及节能降耗技术的开发与推广

中国石化科研设计力量雄厚且对新技术推广力度大，为乙烯原料优化及装置节能降耗提供了有效的科技支撑。

(1)裂解炉技术

中国石化工程建设公司以北方炉为基础，开发完善了裂解炉技术，并结合裂解炉辐射段炉管更新，采用样板炉技术实施提高原料灵活性改造为主、兼顾节能的裂解炉改造。根据原料结构调整和节能减排的需要，中国石化先后完成了齐鲁、扬子、燕山、茂名、广州、天津等分公司的大中型乙烯裂解炉的原料适应性兼顾节能改造。据不完全统计，到2016年年中，已实施新建或改造裂解炉118台，乙烯总能力达10.60 Mt/a。

(2)裂解炉管加装扭曲片管及炉管原位涂层技术

这两项技术由中国石化北京化工研究院为主开发成功的裂解炉管加装扭曲片及炉管原位涂层技术，能显著延长裂解炉的运行周期，对于降低装置能耗十分有效。截止2018年2月，加装扭曲片管技术已在国内外137台裂解炉上应用，应用能力达10.295 Mt/a乙烯，炉运行周期延长50%以上，燃料使用量下降约1%，裂解炉处理量也有所增加[2]。原位涂层技术则主要用于抑制裂解炉管内催化结焦的发生，目前已在18台裂解炉上应用，应用能力达1.278 Mt/a乙烯，较原运行周期延长70%以上。

(3)浅冷油吸收提浓回收炼厂干气技术

北京化工研究院开发的浅冷油吸收提浓回收炼厂干气技术已在齐鲁、燕山、福建等分公司建成4套装置，另有扬子、茂名、镇海等几家分公司正在开展设计工作。

(4)碳四馏分全加氢技术及高烯烃含量碳四共裂解技术

碳四馏分全加氢技术可将丁二烯装置尾气、重碳四及醚后碳四等加氢成为烷烃组分，用于裂解原料增产乙烯，2015年7月在茂名分公司投用了第一套40 kt/a装置。高烯烃含量碳四共裂解技术是将高烯烃含量的碳四原料和石脑油进行共裂解，主要用于增产丁二烯，该技术于2012年在燕山分公司进行了首次工业应用试验。结果表明：碳四与石脑油质量比为1∶6混合裂解时，丁二烯收率提高0.98个百分点，“三烯”收率提高1.81个百分点。

(5)石脑油吸附分离技术

2013年1月，中国石化与美国UOP公司合作开发的1 200 kt/a石脑油吸附分离装置在扬子石油化工有限公司建成投产，实现了石脑油吸附分离技术的首次工业化应用，为进一步深化以分子管理为基础的资源优化利用提供了技术支撑和工业示范。该装置投用后，石脑油平均烷烃质量分数达到80%以上，其中正构烷烃高达60%，同比增加近18个百分点，乙烯收率比上年提高2.06个百分点，显著改善了石脑油原料的裂解品质。

除系统内科研单位开发的技术外，中国石化对于认准的先进适用技术，着力加强部署推行，成效明显。例如空气预热器技术，从2005年开始分批推广，到目前已成为乙烯装置的标配。

2.3 采用先进优化控制技术提升装置运行水平

中国石化积极实施“两化”融合推动产业升级，在乙烯装置推广先进工程控制系统(APC)、裂解深度控制系统及实时闭环优化(RTO)系统，以稳定控制、“卡边”控制并结合市场变化的实时优化控制，进一步提升装置过程控制和操作优化水平，实现乙烯装置平稳运行、节能降耗和效益最大化目标。

2013年，燕山分公司在国内乙烯行业最先开始建设RTO系统。目前，齐鲁、燕山、镇海、茂名等分公司以及上海赛科石油化工有限责任公司都配套了相应的控制及优化系统，根据裂解气的丙乙比精准控制裂解炉炉管出口温度，保证裂解炉处于最优运行状态，有效提高高附加值产品收率。目前，镇海炼化分公司正在与石化盈科信息技术有限责任公司、施耐德电气(中国)有限公司等合作，开展乙烯装置实时优化二期建设。

此外，各分公司组建稳定的优化团队，充分利用计划流程工业模拟系统(PIMS)、裂解炉模拟软件、先进过程控制系统、实时优化技术等优化软件工具，通过模拟测算，开展常态化的原料和裂解操作条件优化工作，从原料计划、调度、装置操作等各个环节开展工作，为实现企业效益最大化服务。

2.4 加强乙烯绩效考核管理

2013年初，基于石脑油路线乙烯成本居高不下的现实，中国石化化工事业部提出以追求投入产出效益最大化为目的，优化乙烯装置原料结构，将吨乙烯原料成本纳入各乙烯企业的考核指标，并进行具体量化，将指标分解到各企业，同时制定考核办法，明确完成情况与企业绩效考核挂钩。在总部和企业两个层面，均成立以主管领导挂帅的原料结构优化工作领导小组，使绩效考核切实成为激励企业降本增效的手段。

中国石化还积极参与全球乙烯绩效评价，对标国际先进，寻找短板，提升绩效。

目前，中国石化乙烯装置达标考核指标已从单纯技术指标考核转向技术与经济结合的指标，如高附加值产品收率、高附加值产品能耗、吨乙烯原料成本等。

3 主要成效

正是由于全方位开展乙烯业务提质增效工作，中国石化乙烯业务的综合竞争力得以显著提高。

通过持续开展原料优化及先进优化控制技术的运用，中国石化全系统乙烯装置的技术经济指标提升明显，2011—2017年乙烯收率由32.25%(股份公司口径，不含合资装置，下同)提高到33.59%；丙烯收率由15.07%提高到15.45%；高附加值产品收率由59.31%提高到61.50%；吨乙烯燃动能耗从582.9 kg环氧乙烷下降到554.0 kg环氧乙烷。

从裂解炉的烧焦周期指标看，目前液体裂解炉的烧焦周期已普遍提高到90天以上。

从乙烯成本水平看，中国石化的吨乙烯成本实现连续多年下降。自2013年起，每年吨乙烯成本下降均超过100元，2013—2016年累计降本增效超过40亿元。

4 结论

(1)高度重视原料优化。乙烯原料是决定乙烯成本竞争力最重要的因素，乙烯原料优化比选是一个动态的过程，一定要加强日常的原料优化选择分析研究。

(2)切实加强先进适用的节能降耗及优化控制技术的应用。延长裂解炉烧焦周期技术及空气预热器技术等均已被证明为适用的技术，各应用厂家均取得明显的成效；先进优化及控制技术可保证装置在最优化条件下的稳定运行，这是乙烯装置获得额外经济效益的有效手段。