随着我国能源消费结构调整和日益增加的乙烯需求，炼化行业不仅面临着控制炼油产能和提高乙烯自给率的矛盾，而且需要应对“双碳”目标、中东和美国乙烷制取的低成本乙烯市场竞争、原油进口依存度不断攀升危及能源供应安全等多重压力，亟需不断探索乙烯新工艺，实现高质量发展。
当前，国内多个单位成功开发了原油直接制烯烃技术，并进行了工业化试验。该技术以原油为原料，直接裂解生产乙烯、丙烯等化学品，由于减少了炼油环节，缩短了加工流程，能够大幅减少原油和能源消耗，发展前景广阔。国家有关部委出台的相关政策也都明确支持原油直接制烯烃技术的开发和推广应用。
多家企业突破原油直接制烯烃技术
乙烯生产路线众多，目前主要工业化路线包括石脑油/轻烃裂解、煤/甲醇制烯烃（CTO/MTO）、乙烷制乙烯、催化裂化/裂解（DCC/CPP）、乙醇脱水等技术，在我国均有应用。相比现有成熟技术，原油直接制烯烃（化学品）技术可以“跳过”传统炼油的常减压蒸馏和原料精制等过程，直接将原油转化为轻质烯烃和芳烃，在显著降低综合能耗和碳排放的同时大幅增产高价值化学品，将形成更大的产业链竞争优势，对化解我国油品和化学品的供需矛盾、加快实现产业链供应链自主可控具有重大意义。
近年来，国内外石油石化公司积极开展原油直接制烯烃技术的研发应用，以抢占技术制高点。2014年埃克森美孚公司在新加坡建成了世界首套100万吨/年原油直接裂解制乙烯装置。沙特阿美公司和印度信诚实业也开发了相关技术，并计划建设工业装置。
在科研人员的努力下，我国在原油直接制化学品方面也取得了突破性进展。2021年4月，中国石化石油化工科学研究院开发的原油催化裂解直接制烯烃技术在中国石化扬州石化公司成功进行了工业试验，低碳烯烃和芳烃总产率较传统流程提高2倍。采用该技术加工1吨原油可生产0.5吨化学品，如果辅以中间产物转化单元，化学品收率可提高到70%。
2021年11月，中国石化北京化工研究院、中国石化工程建设公司与南京天华化学工程有限公司联合开发的轻质原油蒸汽裂解制乙烯技术在中国石化天津石化分公司工业试验成功，可直接将原油转化为乙烯、丙烯等化学品，化学品收率接近50%。
中国石油石油化工研究院开发形成了国内自产原油的直接催化裂解多产化学品CTP技术工艺，双烯（乙烯+丙烯）收率达到40%，三烯收率高于53%，烯烃与轻质芳烃等化学品收率之和大于60%。
山东东明石化集团有限公司联合中国石油大学（华东）开发的原油催化裂解制烯烃（UPC）成套技术，2022年7月通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。该技术在新型反应器和高性能催化剂开发、工艺过程优化、温室气体减排等方面都取得了重要突破，具有“短流程、高效率、低排放”、化学品收率高等优点。相关数据显示，该技术乙烯、丙烯收率高达50%以上，化工原料收率可达80%以上，吨乙烯原油消耗大幅下降，能耗和二氧化碳排放明显降低，建设同等规模的乙烯产能，原油直接制烯烃技术的原油消耗量仅为传统蒸汽裂解工艺的1/3。
加快技术推广是高质量发展的内在要求
“十四五”是我国石化行业进入高质量发展，推进我国由石化大国向强国迈进的关键时期。当前，石化行业仍面临诸多挑战，而原油直接制烯烃技术是有效应对的最重要措施之一。
1.我国面临控制炼油产能和提高乙烯自给率的矛盾
（1）乙烯化工原料等供给不足
我国乙烯产能不能满足需求，聚烯烃、化工新材料需要大量进口。2021年，我国乙烯产能4200万吨/年，产量3655万吨，当量消费量6500万吨，乙烯自给率约56.2%，乙烯当量消费量占全球总消费量的30%以上。90%的茂金属聚乙烯、80%的聚烯烃弹性体要从国外进口，化工新材料自给率仅约65%。
据预测，“十四五”期间我国乙烯产能及消费均将保持较快增长，“十四五”末乙烯产能达到6200万吨/年，产量将达到5400万吨，当量消费量达到7650万吨，自给率约70%左右，国内乙烯及下游产品仍然需要大量进口。
（2）成品油消费增速放缓，过剩矛盾凸显，新建炼化一体化装置加剧成品油过剩态势
近年来我国炼油产能快速增长，成品油需求增速放缓，已经出现产能过剩。2021年我国成品油产量3.58亿吨，表观消费量3.18亿吨，成品油过剩约4000万吨。
“十四五”期间，我国将新增2000万吨/年乙烯，除少部分乙烯装置是利用现有炼油产能建设的“减油增化”项目，大部分新建乙烯项目需要配套建设炼油装置。按照千万吨炼油能力配套百万吨乙烯，需要新增炼油产能约1.7亿吨/年。
近年来，我国新建的大型炼化一体化企业正从生产成品油向多产烯烃、芳烃等高附加值化工原料转变，但即使这种先进炼化一体化企业仍然存在因生产乙烯、丙烯等化工原料而副产成品油（收率40%~50%）的问题，从而加剧成品油过剩局面。
原油直接制烯烃技术只产乙烯、丙烯等化学品，不产成品油，将有效化解炼油产能和提高乙烯自给率的矛盾。
2.落实“双碳”发展目标，实现低碳高质量发展
近几年，国家出台了一系列政策要求落实“双碳”目标，将石化产业列入“两高”行业，新发展格局下石化产业低碳转型势在必行。
传统炼化一体化和煤/甲醇制烯烃工艺路线存在流程长、工艺复杂、能耗高、CO2排放高等问题，产业结构优化和产业链高端化任务艰巨。未来，无论从资源与环境可持续发展而言，还是从企业自身经营来看，创新发展、转变发展方式，从高排放向“低碳化”转变，绿色高质量发展都必须加速推进。
原油直接制烯烃技术颠覆了传统加工工艺路线，具有能耗低和CO2排放少等显著优势，将为我国炼化行业实现“碳中和、碳达峰”目标，实现绿色低碳高质量发展提供新的技术支撑。
3.原油对外依存度不断攀升，危及能源供应安全
2021年我国进口原油5.1亿吨，进口依存度达到72%。未来几年，地缘政治风险仍将存在，原油稳定保供面临巨大威胁。
原油直接制烯烃消耗原油少。以UPC技术为例，其以原油为原料，直接经催化裂解转化成低碳烯烃；而传统炼化一体化企业的乙烯生产装置，以石脑油和轻烃为原料。以100万吨/年的乙烯规模计算，UPC技术只需要300万吨原油，而传统的蒸汽裂解工艺需要1000万吨/年原油加工能力，才能生产出所需要的石脑油和轻烃原料。因此，生产同等规模的烯烃产品，UPC技术原油资源消耗降低约70%。
4.现有生产乙烯成本处于较高水平
2021年，石脑油制烯烃产能约占68.9%、煤/甲醇制烯烃约占16.9%，其他工艺路线受制于原料、经济性等产能仅占14.2%。中东和美国采用价格低廉的乙烷制乙烯，成本相较于中国现有乙烯工艺路线低约1/3。埃克森美孚公司首创的“原油直接裂解制轻质烯烃（OTC）”，与传统的石脑油裂解工艺相比，新工艺每生产1吨乙烯可使埃克森美孚净赚100～200美元，乙烯及下游产品竞争力优势明显。因此，我国需要不断探索乙烯新工艺，降低乙烯成本。
经过多年研发，我国原油直接制烯烃技术获得突破，采用与石脑油蒸汽裂解几乎相同的深冷分离过程，故成本有望大幅下降，将大大提高我国乙烯行业竞争力。
多项政策利好接踵而至
2021年以来，为落实“碳达峰、碳中和”目标，促进石化行业绿色低碳、高质量转型升级发展，国家发改委、工信部等部委相继发布一系列文件支持原油直接裂解制乙烯技术推广应用。
一是国家发改委发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》（发改产业〔2021〕1464号）。该文件把“原油直接裂解制乙烯技术”纳入“石化化工重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案（2021—2025年）”、“推广节能低碳技术装备”，并提出加快成果转化应用。
二是国家发改委发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》（发改产业〔2022〕200号）。该文件提出，乙烯行业要“加强前沿技术开发应用，培育标杆示范企业，推动原油直接裂解技术开发应用”。
三是工信部、国家发改委等部委发布《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》（工信部联原〔2022〕34号）。该文件要求，加快原油直接裂解制乙烯等节能降碳技术开发应用。
四是工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部联合发布《工业领域碳达峰实施方案》（工信部联节〔2022〕88号）。明确提出石化化工行业要提高低碳原料比重，推广应用原油直接裂解制乙烯等技术装备。
五是国家发改委发布《关于振作工业经济运行推动工业高质量发展的实施方案的通知》（发改产业〔2021〕1780号）。该文件提出，要加大“首台套”应用政策支持力度。
可以说，国家政策为百万吨级原油直接制烯烃工业示范工程提供了前所未有的历史机遇。
总体而言，国内原油直接制烯烃技术取得突破，已具备建设百万吨级工业示范项目的条件，需加快推进科技成果转化，建设百万吨级工业示范项目，实现科技创新到企业经济效益、经济社会发展的关键跳跃，为国家推进乙烯项目绿色低碳发展提供应用案例，对石化产业发展具有巨大示范效应，成为国内绿色低碳先进技术示范基地。UPC目前已引起国内外同行的高度重视，若不尽快推动，有可能被模仿或超越，我国将丧失难得的先发优势和历史发展机遇。
建议国家和行业引导与支持百万吨级原油直接制烯烃工业示范项目，对相关项目的审批立项单列管理，在原料、能耗指标上给予必要支持，加快示范项目建设，促进行业转型升级和高质量发展。