石油化工园区产业发展规划的研究

2020-08-24 12:56赵海波
当代化工 2020年6期
关键词:烯烃炼化化工

摘      要: 通过石化园区产业发展规划的研究,在新的发展条件和外部环境形势下,重新梳理新产业发展方向和重点。根据园区炼化原则:分子加工、精准化工、宜油则油、宜烯则烯、宜芳则芳、宜化则化,按起始原料的不同将产业方向划分为炼化一体化、轻质化资源利用、石化深加工、工业气化岛及其他。并分析了石化产业发展的前景。按照规模化、集约化、一体化、多元化发展模式,油头化尾、自上而下发展的原则,建设以炼化一体化项目为龙头,以轻质化资源利用、石化深加工为方向,以专用化学品为特色,以碳一化工产品和气体为补充的多产业链条、多产品集群的大型炼化一体化生产基地,打造世界一流的石化产业园区。

关  键  词:  产业发展规划;产业方向;研究;炼化一体化

中图分类号:TQ062       文献标识码: A       文章编号: 1671-0460(2020)06-1171-04

Study on Industrial Development Planning of Petrochemical Park

ZHAO Hai-bo

(CNPC Northeast Refining & Chemical Engineering Co., Ltd., Shenyang Company, Shenyang Liaoning 110167, China)

Abstract: Through the study of industrial development planning of petrochemical park, based on the new development conditions and external environment situation, the development direction and key points of the new industry were rearranged. According to the refining principles of the park, the industrial direction was divided into refining and chemical integration, lightweight resource utilization, petrochemical deep processing, industrial gasification island and others based on different raw materials. The prospect of petrochemical industry development was also analyzed. According to the scalization, intensification, integration, diversified development mode, based on the principle of using refining industry as the origin and using chemical industry as follow-up industry, a large-scale refining and chemical integrated production base should be built with refining and chemical integration project as the leader, lightweight resource utilization, petrochemical deep processing as the direction, special chemicals as the feature, C1 chemical products and gas as the supplement, in order to build a world-class petrochemical industrial park.

Key words: Industrial development plan; Industry direction; Research; Refining and chemical integration

石化產业一般指以石油、天然气为起始原料生产各类能源和化学品的加工制造业,包括炼油、乙烯及其下游加工等。改革开放以来,我国石化产业经过几次改革、重组,发展速度明显加快,建立了实力较为强大、配套完整的工业体系。石化工业主要生产各类油品、三大合成材料、基本有机化学原料、精细化学品、化肥等。汽油、航空煤油、柴油、润滑油等石油产品可直接为居民出行、交通运输业、工农业、国防提供其他能源难以替代的燃动能源。三大合成材料(合成树脂、合成纤维、合成橡胶)、各类有机化学原料等广泛应用于国民经济和人民生活各个方面。

20世纪90年代起,随改革开发的深入,我国经济建设取得了突飞猛进的发展,同时城镇建设也开始起步,城市和工业布局的矛盾逐步显现。特别是面临日益增加的需求和西方国家化工生产的转移,我国化工扩大发展需求极为迫切。通过学习国外先进国家化工生产布局的经验,我国化工园区建设开始起步,2000年左右进入大发展。

目前,世界石油化学工业正在进行阶梯性的产业结构调整。兼并联合,规模超大型化,装置集中化,形成新的生产中心。按照循环经济理念,在园区层面上实行资源消耗、污染物排放减量化,建立可持续发展的长效安全环保监管机制,高标准、高起点发展,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染小的新型园区工业化发展道路,实现产业与生态和谐发展[1]

  1. 园区产业发展原则与措施

按照规模化、集约化、一体化、多元化发展模式,建设以炼化一体化项目为龙头,以轻质化资源利用、石化深加工为方向,以专用化学品为特色,以碳一化工产品和气体为补充的多产业链条、多产品集群的大型炼化一体化生产基地[2]

发展原则:市场导向与政策导向相结合;规模发展与内涵发展相结合;产业发展与生态保护相结合;公辅一体化且与实际相结合;统一规划与动态实施相结合。

具体措施:降低原油用量,提高原油利用率。采用加氢裂化新技术,将原油中渣油吃干榨净,炼化一体化中间物料通过分子级加工新技术转化成高附加值优质化工品。从炼化一体化向炼化化工型的结构转型。通过基础石化产品向下游延伸,终端产品中高端、特色产品的比重不断提高;化工新材料和高端化学品的产品比重达30%。

炼化原则:分子加工、精准化工、宜油则油、宜烯则烯、宜芳则芳、宜化则化。

  1. 园区产业新方向

科技创新是保持可持续发展动力。世界石油和化学工业日臻成熟,已从靠资源和投资拉动转为创新驱动,新产品、新技术的开发受到高度重视,技术进步是石油和化学工业未来发展的核心动力。技术含量高、资产回报率好、具有前瞻性的产品成为科技开发的重点,石化产品应用研究力度不断加大。   未来石油和化学工业的常规技术将继续提升,高端产品技术将加紧与高科技产业的融合,并将侧重于以下方面:大型化生产技术、炼化一体化技术、新催化剂、绿色化学技术、替代能源和替代石化原料技术开发、信息技术应用、生物化工技术、新材料与纳米材料的开发应用等。

在新形势下园区将建设以炼化一体化为龙头,以轻质化资源利用为补充,以石化深加工集群为延伸,以工业气化岛为支撑的产业框架。

2.1  炼化一体化

发挥基础和龙头作用,通过大型炼油项目工艺的优化,在满足油品指标的同时,为下游芳烃、烯烃等生产装置提供优质原料,降低芳烃、烯烃装置的生产成本,提高项目收益[3]

炼油、烯烃、芳烃生产要符合当前“装置规模大型化、原料多元化、炼化一体化”的产业发展趋势。尤其是通过“烯烃延伸加工”和“石化深加工”项目规划,使炼油产业实现从“燃料型”向“化工型”转型升级。

2.2  轻质化资源利用

发挥园区临港条件进口低碳资源,采用轻烃裂解、丙烷脱氢等多元化技术加工生产烯烃,作为炼化一体化的补充,提高园区内基础炼化产业发展的灵活性。

乙烯和丙烯是石化工业的两大基础原料,近年来,随着工艺技术的不断成熟和市场配置的不断优化,全球范围内石化行业制烯烃的原料呈现多元化发展趋势,除了油制烯烃外,煤制烯烃、甲醇制烯烃、轻烃(包括乙烷、丙烷、丁烷等)路线、天然气及合成气制烯烃等方法迅速发展。同时,烯烃原料轻质化优势明显,轻质化原料生产路线具有产品收率高、成本低、项目投资少、能耗低、污染小等优势,将是行业发展大势所趋。

2.3  石化深加工

利用炼化一体化、轻质化资源利用项目提供的有机原料,并结合其他基础原料,在园区内就地延伸加工,从集中化、规模化、差异化原则出发,进一步延伸发展以化工新材料、高端化學品为主的石化化工产品,满足国内制造业升级的需求。

主要对其中的基础原料和有机原料两类资源进行综合利用,包括:苯酚、丙酮、丙烯腈、MMA、环氧丙烷、环氧乙烷、高碳a-烯烃、丁二烯、苯、苯乙烯、丙烯酸、及混合C4、C5、C9等进行利用。特别是,对于不便远距离运输的丙烯腈、环氧乙烷、环氧丙烷、苯乙烯等,尽量在园区内全部就地加工。

2.4  工业气化岛

主要为炼化一体化等项目提供合格的氢气、合成气等工业气体,并实现副产氢气的资源化利用;适度生产甲醇、醋酸等碳一化工产品。并实现乙烷裂解、丙烷脱氢项目副产氢气的资源化利用。同时,近期适度发展碳一化工产业,建设甲醇和醋酸装置。

3  前景分析

园区优化升级的潜力巨大。石化产业“低端产能过剩,高端供给不足”的结构性矛盾尚未根本扭转,高端聚烯烃、专用树脂、特种工程塑料、高端膜材料等化工新材料、功能材料、医用化工材料、高端电子化学品等专用化学品以及一些石化过程用的催化剂、特种助剂(添加剂)等特种化学品,国内市场长期处于供给不足的状态,有的甚至严重依赖进口,这些都是石化产业转型升级和结构性优化的现实市场需求,也是石化产业未来高质量发展的机遇所在。

在新的发展条件和外部环境形势下,重新梳理新产业发展方向和重点。根据实际情况,油头原料的烯烃项目以及下游石化项目全部停滞。与此同时,发展多元化烯烃路线及高新材料产业日益成为市场走向和企业投资趋势。调整建设范围,优化发展空间,为项目落地和建设创造条件,加快园区建设。

3.1  炼化一体化

1)总工艺流程按照炼化一体化方案设计,以分子炼油理念为指导,遵循“宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油、宜化则化”的原则,优先为乙烯、芳烃生产提供优质原料,并合理控制油品产量、同时满足油品高质量生产要求。

2)总工艺流程考虑对原料变化有一定的适应性,并增强柴/汽比和油/化比的调节手段,适当考虑产品方案的灵活性,优化产品结构。

3)有效利用资源、降低能耗、保护环境、节省投资。

总加工流程推荐采用“渣油加氢(固定床+悬浮床)-未转化油气化制氢-重油催化裂化-柴/蜡油加氢裂化”的加工路线,一方面能够保障全厂加工方案和产品方案的灵活性,以及对劣质原料的适应性,另一方面能够满足增产化工原料的趋势要求,全厂成品油收率(成品油产量/原油加工量)33.8%~49.6%,柴/汽质量比约0.5,芳烃收率(BTX/原油加工量)23.1%~26.5%,同时为乙烯蒸汽裂解装置提供足量、优质的裂解原料。

3.2  轻质化资源利用

园区通过炼化一体化的原料优化可以提高乙烯、芳烃装置的竞争力,但是要达到较强的竞争力,需要配套建设大型化炼油项目,发展到一定程度后,将受到油品市场、原油资源等因素的制约。因此,为满足国内对烯烃、芳烃及下游产品的需求,还需要发展多元化原料加工项目,包括:利用丙烷、丁烷、乙烷、甲醇等轻质化资源建设乙烷裂解制乙烯、轻烃裂解制乙烯丙烯、丙烷脱氢制丙烯等项目。

乙烯下游规划建设聚乙烯树脂(包括高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、全密度聚乙烯等)、环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA树脂)、高碳α-烯烃、POE弹性体、超高分子量聚乙烯、共氧化法环氧丙烷/苯乙烯(PO/SM)、乙丙橡胶装置等。

丙烯下游规划建设聚丙烯、丙烯酸及酯、丙烯腈装置。

3.3  石化深加工

规划石化深加工产业主要依托炼化一体化产业、轻质化资源利用项目的主要产品和副产品,并结合利用园区的化工延伸产品、碳一产品、以及进口部分基础原料,采用先进清洁生产技术,延伸发展一批市场紧缺的大宗石化化工产品以及化工新材料(含专用化学品),滿足国内制造业升级的发展需求。                  随着社会消费快速增长以及绿色可持续发展的需要,化工新材料、新能源、新型化学药物、生物基化学品和聚合物、高端专用化学品、环保包装材料、汽车轻量化材料、绿色建筑材料、节能环保等新兴产业领域的开发和应用受到关注。

石化深加工产业重点发展环氧乙烷下游、环氧丙烷下游、苯乙烯下游、丙烯腈下游、苯酚/丙酮下游、碳四综合利用、光气化产品、苯下游等八条主线。石化产品高端化、差异化发展,推动产业持续向价值链高端延伸。

3.4  工业气化岛

轻质化资源利用板项目副产氢气优先自身利用,富余氢气和气化岛产出的氢气、一氧化碳、净化合成气共同为园区提供合格的气体产品及合成氨产品。工业气化岛生产装置主要包括煤气化、变换及热回收、低温甲醇洗、冷冻站、PSA制氢、CO分离及压缩、合成氨和空分等单元。

4  作用及意义

依据国内外石化行业绿色发展、低碳排放、原料多元化等发展趋势,遵循国家石化和化学工业发展规划的产业导向,结合国内外相关产品的市场环境,分析石化产业园区发展的机会和优势以及面临的挑战,确定未来发展的方向和重点,理清发展的思路和路径,设计产业链框架和组成[4],建设招商引资项目库,促进基地石化产业健康有序快速发展。根据产业发展的规模及项目要求,重点解决项目用地布局、内外部交通建设方案、基础设施及公用工程建设方案,便于项目落地。

石化产业是国民经济的重要支柱产业,针对目前高端石化产业发展滞后、部分产品过多依赖进口等突出问题,要加强统筹规划、科学论证、合理布局,推动石化产业加快转型升级、增强国内保障能力[5]。党的十九大对中国经济高质量发展、石化产业高质量发展指明了方向;国内宏观经济的变化以及环保政策的持续发力等因素都将对石化产业经济运行产生深远影响。“十四五”是我国石化和化学工业将迈入高质量发展时期,行业发展面临的环境严峻复杂,有利条件和制约因素相互交织,增长潜力和下行压力同时并存。特别是,近年国内部分石化产品产能过剩严重,行业竞争激烈。 “十四五”期间,我国石化行业形势将更加严峻,绿色发展、国际化竞争、低碳化发展将成为行业主题。科学谋划今后一个时期石化产业园区发展路径、建设规模、空间布局等问题[6],对于促进园区持续健康发展具有重要意义。

5  结束语

总体上讲,一个石化园区从设立到基本成熟需要30年左右的时间,是一个产业不断聚集、基础设施和管理不断完善的过程,而不是一蹴而就的过程。 根据国内外石化产业发展趋势以及国家石化产业发展规划的指导精神、发展任务,结合园区石化产业基础、经济条件和相关产业的发展, 在新的发展条件和外部环境形势下,重新梳理产业发展方向和重点;根据实际情况,调整建设范围,优化发展空间,为项目落地和建设创造条件,加快石化园区建设,推动国内石化产业园区持续健康绿色发展[7]

参考文献:

[1]钱伯章.世界化工园区发展现状[J].现代化工,2005,25(2):63-66.

[2]扬挺,赵乐泉.我国化工园区管理模式及产业发展模型研究[J].化工管理,2011(6):7-11.

[3]杨挺,马从越,满娟. 欧洲化工园区发展的启示与思考[J].中国石油和化工经济分析,2012(8):28-31.

[4]白瑞. 国内外化工园区对比[J]. 现代职业安全,2012(8):32-37.

[5]王翔.管控一体化:铺就石化产业阳光大道[J].环渤海经济瞭望, 2012(7):27-28.

[6]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,城市用地分类与规划建设用地标准∶GB 50137-2011[S] .北京∶中国建筑工业出版社,2011.

[7]赵海波.石油化工园区公共工艺管廊防火间距的研究[J].当代化工, 2019,48(3):563-566.

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