650億！原油直接制烯烴項目又有企業入局

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　　近日，山東菏澤市委、市政府在東明石化集團召開原油催化裂解制烯烴(UPC)示范項目推進會議，調度進展情況，研究工作舉措，全力推動項目早開工、早建設。

　　菏澤市在積極推動UPC示范項目。此前9月初，中共菏澤市委“山東這十年·菏澤”主題新聞發布會上，市委書記張新文表示，UPC項目目前已取得重大實質性進展，近期如能獲批建設，3年內可形成650億元的投資量，有望成為全省最大的高端制造業項目之一。

　　“以原油為原料直接生產烯烴”技術，一直是制約我國石油化工行業轉型的“卡脖子”難題。為盡快攻克這一難題，東明石化與中國石油大學(華東)及國家重點實驗室合作，聯合開發了 UPC 技術，在小試、中試基礎上，建設了5萬噸/年UPC技術工業化試驗裝置并于2022年1月18日試驗開車一次成功。

　　由于原油加工市場逐漸飽和，煉油企業未來應大力發展煉化一體化生產模式，提高原油制化學品收率。對現有裝置則應大力發展綠色工藝技術，加快應用節能設備，提高裝置能效，減少排放。

　　細數現有原油直接制烯烴技術

　　因為原油直接制烯烴技術比傳統技術省略了石腦油裂解環節，具有生產流程短、收率高、單位產品耗能較低、降低能耗與碳排放等優點，目前國內外都在加大研發進度。

　　據了解，通過多年技術變革，原油制化學品的比例已從10%提高到76%，有望達到80%。目前，具備原油直接制化學品能力的三家企業中（見表1），以埃克森美孚的技術最為成熟，該技術與沙特阿美擁有的技術相比，石腦油直接裂解制烯烴的成本降低了 150~200 美元/噸，其化學品收率均在 70%~80% 之間，高于傳統技術10% 以上。

　　表1 原油直接制烯烴技術廠家及進展

　　催化裂解是原油最大化生產低碳烯烴的核心技術，催化裂解原料來源廣泛，可以是常規催化裂化（FCC）的各種重質原料，包括減壓蠟油（VGO）、脫瀝青油（DAO）、焦化蠟油（CGO）、加氫減壓蠟油（HT-VGO）、加氫裂化尾油等重質餾分油，以及常壓渣油（AR）和摻入減壓渣油（VTB）的減壓蠟油混合油（Blending of VGO and VTB），也可以是石腦油餾分、C4/C5輕烴等，較蒸汽裂解操作條件苛刻度低，產物分布可靈活調節。

　　原油直接蒸汽裂解路線最大的特點是省略了常減壓蒸餾等煉油裝置，使得工藝流程大為縮短。最具代表性的技術是埃克森美孚技術和沙特阿美/沙特基礎工業公司技術。值得注意的是，兩家技術采用的原料都是非常輕質的原油，埃克森美孚采用的原油API 度在42.7 左右、沙特阿美采用的原油API度在34 左右，該路線對原油的品質有一定要求，受原料供應限制。

　　埃克森美孚原油直接蒸汽裂解技術

　　埃克森美孚采用原油直接制乙烯工藝，2014年在新加坡裕廊島建成了全球首套商業化裝置，乙烯產能為100萬噸/年，主要工藝改進是在裂解爐對流段和輻射段之間加了一個閃蒸罐，原油（輕質原油）經過對流段預熱后與稀釋蒸汽一起進入閃蒸罐，氣液組分分離，其中氣態組分（質量分數為76%）進入輻射段進行裂解，液態組分（質量分數為24%）被送至鄰近的煉廠或直接銷售。整體投資相對蒸汽裂解裝置略有增加，但原油與石腦油價格走勢呈正相關，且兩者間價差比較平穩。在50美元/桶（365美元/噸）油價下，蒸汽裂解的原料石腦油均價在480美元/噸上下震蕩，兩者的原料平均價差在100美元/噸左右。原料價差使原油直接制烯烴具有一定的成本優勢。

　　沙特阿美原油直接蒸汽裂解技術

　　沙特阿美/沙特基礎工業公司工藝過程是原油（沙特輕油）直接進入加氫裂化裝置，脫硫并將高沸點組分轉化為低沸點組分；之后經過分離，輕組分進入蒸汽裂解裝置，重組分進入沙特阿美自主研發的高苛刻度催化裂化裝置，最大化生產烯烴。該工藝的化學品收率大幅提高，原油制化學品的比例達到45%，相比石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置噸油毛利有所提高，但投資要高很多，因此，總體來看烯烴生產成本與石腦油蒸汽裂解成本相差不大。

　　2016年，Saudi Aramco公司與SABIC公司簽署協議，計劃在沙特阿拉伯王國共同開發一個集成的原油直接制化學品（Crude oil to chemicals，簡稱COTC）綜合體，預計每天處理40萬桶原油，每年生產約900萬噸化學品和基礎油，從原油到化學品的直接轉化率高達50%，將于2025年開始運營。

　　為了得到更高的化學品轉化率并將該技術推向商業化，2018 年1 月，沙特阿美與西比埃（CB&I）、雪佛龍魯姆斯（CLG）簽署了一項聯合開發協議，把CB＆I的乙烯裂解技術、CLG的加氫處理技術和沙特阿美的原油制化學品技術（TC2CTM）結合起來，原油制化學品的比例可以達到70%～80%。

　　2018年6月，沙特阿美又宣布在其原油直接制化學品（COTC）項目中采用美國Siluria 公司的甲烷氧化偶聯制烯烴（OCM）技術，該技術的應用將使乙烯產量提高10%以上。目前沙特阿美/沙特基礎工業公司COTC 項目正在建設中。

　　同年，與KBR簽署合同，KBR公司負責項目管理和前端工程設計；并將聯合體選址于延布。目前，COTC聯合體項目正在穩步進行中。

　　中國石化輕質原油裂解制乙烯技術

　　中國石化重點攻關項目“輕質原油裂解制乙烯技術開發及工業應用”在所屬天津石化工業試驗成功，可直接將原油轉化為乙烯、丙烯等化學品（即“油轉化”），實現了原油蒸汽裂解技術的國內首次工業化應用。經測算，應用該技術每加工100萬噸原油可產出化學品近50萬噸，其中乙烯、丙烯、輕芳烴和氫氣等高價值產品近40萬噸，整體技術達國際先進水平，經濟價值巨大。

　　通常乙烯、丙烯生產所需的原料，需要經過煉油廠的原油精煉加工過程，生產流程長，且原油中僅有30%左右用于生產化工原料。此次原油蒸汽裂解技術是“油轉化”的路線之一，它“跳過”傳統原油精煉過程，將原油直接轉化為乙烯、丙烯等化學品，這將大大縮短生產流程、降低生產成本，同時大幅降低能耗和碳排放。

　　中國石化原油催化裂解直接制乙烯技術

　　中國石化所屬石油化工科學研究院自主研發的原油催化裂解技術在揚州石化成功進行工業試驗，直接將原油轉化為輕質烯烴和芳烴等化學品。

　　這是原油催化裂解技術的全球首次工業化應用，標志著我國原油直接制化學品技術取得突破性進展，成為世界上原油催化裂解技術路線領跑者。

　　原油催化裂解技術，是原油直接制化學品技術路線之一，直接將原油轉化為輕質烯烴和芳烴。試驗結果表明，低碳烯烴和輕芳烴總產率提升2倍，高達50%以上，即采用該技術每加工100萬噸原油可產出高價值化學品約50萬噸，經濟價值巨大。