科技进步是乙烯工业发展动力
李雅丽

世界乙烯工业进入新增长期
　　1997～2003年全球石化工业经历了历史上最长的缓慢增长期，2003年世界净增乙烯产能134
万t/a，是近20年来世界乙烯能力增长最低的1年。2004年，全球乙烯装置开工率提高到92%，乙
烯衍生物生产链效益增长显著，表明乙烯工业已进入强劲复苏期。
　　
大型化、集约化、绿色化成为发展趋势
    大型化   1997～2003年，全球新建乙烯装置24套，平均规模60万t/a，目前新建装置规模
以80万～140万t/a为主。单台裂解炉能力已从上世纪90年代的6万～8万t/a到目前的20万t/a。
Lummus公司开发的30万t/a STR-X型裂解炉，可裂解重质原料，并有效降低装置的建设费用和生
产成本。Stone & Webster开发的新型陶瓷炉可超高温裂解，提高了裂解苛刻度，且不易结焦，乙
烷制乙烯转化率达90%，传统炉管仅为65%～70%。日本千代田公司正向全球推行的选择性裂解最优
回收技术“Score”将埃克森美孚的短停留时间裂解炉技术与KBR裂解技术相结合，可以灵活采用
石脑油之外的多种原料，将乙烯收率从传统的65%提高至75%。为了减少裂解炉的结焦问题，Nova
公司、Westaim表面工程产品公司、Alon表面技术公司、SK公司等都在研发延长乙烯裂解炉使用周
期的抗垢剂和炉管涂层技术。此外，裂解炉系统的控制方法也已从早期简单的单参数调节方法发展
到采用先进的基于工艺模型的先进及优化控制系统，如KTI公司基于SPYRO的先进及优化控制系统、
Invensys公司的非线性设计程序系统、CCC公司的“烯烃产量提高和达到最大化的控制系统”等。
    集约化  2003年全球10大乙烯生产厂商总产能达6314.7万t/a，占当年全球乙烯总产能的
57.7%，其中占首位的陶氏化学产能为1415.0万t/a。
　　绿色化  裂解装置的绿色化主要指装置设计要考虑解决三废、噪音、温室效应等问题。如对于
废液的处理，含油废水经油水分离一级、二级处理，处理后的废水符合排放标准后将全部返回循环
使用，实现废水“零”排放。
　　
优化资源利用  炼化一体化运作模式成为发展主流
　　面对原油紧缺、油价不断攀升的局面，世界各大石化公司都在不懈地寻求将炼油与石化装置联
合运作的生产方式，目的在于将来自热裂化、催化裂化和催化重整等工艺过程中的副产物用作石化
工业的原料，优化资源配置，实现炼厂与石化厂整体效益的最大化目标。美国S&W公司用线性规划
模型定量分析了炼油/乙烯厂相互交流物料的一体化效益，其最优化体现在：炼油厂一段加氢裂化
尾油不仅是乙烯厂良好的廉价原料，而且可提高加氢裂化处理减压瓦斯油的能力；炼油厂的轻烃气
体可在乙烯厂转化为单体，从而使其价值提高5倍；乙烯、芳烃及脱氢装置给炼油厂提供了大量氢
气；乙烯厂的C4、C5烯烃可用来生产优质汽油组分；石化装置的大量废热可回收用于汽电联产，
并可降低能耗；可使排放物减少从而降低处理费用。从炼厂FCC尾气中回收乙烯也得到广泛关注，
Linde BOC公司开发的从炼厂尾气物流中回收乙烯、丙烯或其他重组分的“Cryo-Plus”工艺尤其适
用于催化裂化炉、焦化炉或现有气体回收系统下游的重整炉，具有投资费用低、丙烯或乙烯回收率
高、能耗低等特点。目前在美国炼厂中已有16套装置在运行，另有2套正在建造之中。
　　
裂解原料向多样化发展
    目前乙烯裂解原料结构中，石脑油仍占主要地位。面对石脑油需求增加和原料价格持续上涨的
势头，许多生产商都在采取灵活变换乙烯生产原料的应对措施：改进裂解装置设施，扩大现行裂解
原料使用范围；开发新的裂解原料。
    日本三菱化学采用增加1台15万t/a裂解炉的方法，可使原来只能采用轻质石脑油为原料的
裂解装置适用重质石脑油、液化石油气等多种裂解原料。该公司拟将使石脑油之外的石化原料比例
提高到15%～25%。昭和电工的60万t/a乙烯裂解装置使用25%的石脑油替代品（煤油、柴油和液
化石油气）,将在今后2年内使其石脑油替代品的使用量增加到50%。为打破以石脑油为乙烯主要生
产原料的局面，日本东曹公司利用加氢C5馏分替代石脑油进行生产。
    为扩大现行裂解装置的进料范围，一些乙烯进料新工艺正在研发过程中：乙烯咨询公司提出并
获得专利的新工艺Napex，利用芳烃抽提和加氢处理脱除石脑油中的芳烃，所得精制石脑油作为乙
烯裂解装置的原料，使乙烯裂解装置和芳烃抽提装置形成最佳一体化。三井化学于2004年底在55.3
万t/a裂解装置上开展了重质油、石脑油以及丁烷组成的混合原料中掺加煤油的裂解原料试验。
　　在新原料路线的开发领域也出现了一些新技术：以甲醇为原料的甲醇制烯烃（MTO）技术、以
甲烷为原料生产乙烯的催化剂技术、乙烷脱氢制乙烯工艺等。
　　
转变传统“乙烯中心”观念重视副产综合利用
    近年来，丙烯需求增速高于乙烯，为适应裂解装置生产较多丙烯的需求，提高现有蒸汽裂解装
置的综合效益，同时注重对乙烯装置副产的综合利用，以提高C4与C5烃类副产物的利用率和附加
值，许多国家都在对现行技术不断改进。
    日本国家材料和化学研究院与4家石化公司联合开发了1种增产丙烯、降低能耗的石脑油裂解
工艺，可使丙烯︰乙烯（P/E）由传统的0.6提高到0.7，该工艺可使乙烯加丙烯产率达到61%，而
常规蒸汽裂解仅为50%。3000t/d装置的可行性研究指出，操作温度和压力分别为650℃和0.1～
0.2MPa，而传统装置为820℃和0.1～0.2MPa，装置费用与常规裂解相似，但因操作温度较低，能
耗降低约20%。韩国LG石化公司和俄罗斯VNIIOS公司也开发了类似工艺。中石化北京石油化工研
究院开发的将FCC工艺和蒸汽裂解工艺相结合的新型催化裂解技术“CPP”，可以减压瓦斯油（VGO）
或重质油为原料生产乙烯和丙烯，与国内现有的乙烯装置相比，生产成本降低20%～30%。沈阳化工
集团采用CPP工艺兴建50万t/a装置，计划2006年竣工。中石化洛阳石化工程公司开发的重质油
接触裂解工艺HCC技术，可处理常压渣油原料（石蜡基），成品以乙烯、丙烯等轻质烯烃为主，已
在抚顺石化做过长周期近100d工业试验，取得初步成果。
    提高乙烯副产综合利用的技术包括丁烯二聚和加氢制烷基化油、丁二烯抽提制合成橡胶、1-丁
烯作乙烯的共聚单体、正丁烷或混合C4制顺酐、正丁烯水合脱氢制甲乙酮、异丁烯制环丁砜、催
化裂解制低碳烯烃工艺、乙烯与丁烯歧化制丙烯等，其中催化裂解以及乙烯与丁烯歧化制丙烯是开
发中的主要技术。
    催化裂解技术主要有KBR开发的“Superflex”、UOP/Atofina开发的OCP工艺、Lurgi/Linde
开发的Propylur公司的“Propylur”等，均可将来自裂解装置或炼厂的C4～C8的烯烃物流转化成
大量的丙烯和乙烯，提高P/E，提高C4～C8物流的价值。南非Sasol公司将首次采用“Superflex”
工艺建1套规模为25万t/a丙烯和15万t/a乙烯的工业化装置，定于2005年启动。Atofina 1998
年在比利时运行了1套采用OCP工艺的示范装置，已进入商业化阶段。德国BP公司采用“Propylur”
工艺的工业化示范装置已投入运转。
　　为提高乙烯装置中的丙烯收率，许多厂商还在现有乙烯装置中使用了烯烃歧化技术（OCT）。研
发歧化技术的机构主要有Lummus、IFP、BASF以及Sasol TechPly公司等。Lummus 的OCT工艺已
投入工业化生产，该工艺利用来自乙烯裂解或裂化装置的丁烯与乙烯在固定床或移动床反应器中歧
化生成丙烯，目前全球有11套装置采用该技术，预计至2008年，采用OCT工艺增产的丙烯产量将
达到100万t。另外，中石化与美国Lummus公司合作开发C4烯烃歧化制己烯-1工艺，在天津石化
乙烯厂进行了扩大中试，己烯-1产品纯度达到99.33%，据称该中试在世界尚属首次。
　　
发 展 建 议
    我国乙烯工业的发展方向是大型化、炼化一体化、集约化和基地化；合理利用和扩展乙烯原料
来源，做好以经济效益为核心的乙烯原料的区域优化，逐步实现裂解原料的优质化和多样化；加快
结构调整，坚持新建和老厂改造相结合的发展模式，根据技术改造与结构调整相结合的原则，实现
乙烯装置合理的生产规模；吸引外国资源、资金和技术，降低投资风险；加强与国外公司的技术合
作，尽早形成具有自主知识产权的大型乙烯成套技术。