原油直接生產化學品,看大牛技術如何衝擊石化行業!

原油最大化生產化工品技術主要是採用加氫裂化等先進煉油技術以及優化工藝流程的方式,將原油煉製過程中的重質產物轉化成較小分子量同時提高H/C比,以實現化工品產量最大化的目的。


當前我國在建的大連恆力石化、浙江舟山石化、連雲港盛虹石化,以及文萊在建的恆逸PMB煉化均採用此類技術。以恆力石化2000萬噸/年原油加工量的煉油-PX項目為例,主要流程如圖1所示,為最大化生產芳烴單元所需的重石腦油原料,該工藝採用Axens公司的沸騰床渣油加氫裂化H‐Oil工藝、蠟油加氫裂化HyK工藝、柴油加氫裂化工藝和溶劑脫瀝青Solvahl工藝,每年可以生產434萬噸對二甲苯(PX)、97萬噸苯、44萬噸聚丙烯等多種化工品,原油生產化工品的轉化率高達42%。

原油直接生產化學品,看大牛技術如何衝擊石化行業!


圖1 恆力石化原油最大化生產芳烴工藝流程圖


2017年,全球消費的4097.1萬噸PX由159套常規生產裝置供應,而10套像恆力石化這樣的裝置便可以滿足全球需求,這類裝置的大量投產,將對全球PX的供應和競爭格局產生很大影響。此外,海關進出口數據顯示,2017年我國從韓國、日本和臺灣等地進口PX 1443.8萬噸,一旦恆力石化、浙江石化、盛虹石化總計約1500萬噸/年的PX產能投產,我國PX將完全實現自給,這將極大改變全球PX貿易格局。

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原油直接生產化工品技術


該技術最大的特點是省略了常減壓蒸餾等煉油裝置,使得工藝流程大為簡化。此外,在原油50美元/桶條件下,該技術採用的輕質緻密油原料價格為365美元/噸,而石腦油為550美元/噸。清楚表明該技術不僅節省了建設投資,在原料成本方面也具有較大的優勢。最具代表性的技術是埃克森美孚技術和沙特阿美/沙特基礎技術。

埃克森美孚技術

2014年,埃克森美孚公司在新加坡建成了全球首套商業化原油直接裂解制乙烯裝置,乙烯產能為100萬噸/年。該工藝繞過煉油過程,將原油直接供給裂解爐,並在裂解爐對流段和輻射段之間加入一個閃蒸罐。主要工藝過程為:原油在對流段預熱後進入閃蒸罐,氣液組分分離,氣態組分(76%)進入輻射段進行裂解,液態組(24%)分則作為煉廠原料或者直接賣出(如圖2所示)。

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圖2 ExxonMobil原油直接生產烯烴工藝示意圖


與傳統的石腦油裂解工藝相比,每生產1噸乙烯可淨賺100~200美元,特別是在東南亞等石腦油價格較高的地區更具有溢價優勢。

沙特阿美/沙特基礎技術

2017年8月,沙特阿美和沙特基礎工業宣佈建設2000萬噸/年的原油直接轉化為約900萬噸/年的多種石化品項目,預計2025年投產。該項目以阿拉伯輕質原油為原料,原油直接進入加氫裂化裝置,脫除硫並將高沸點組分轉化為低沸點組分;之後經過蒸餾分離,蠟油及更輕的組分進入蒸汽裂解裝置,重組分則進入沙特阿美公司自主研發的深度催化裂化(HSFCC)裝置,最大化生產烯烴(如圖3所示)。此外,與傳統石腦油裂解技術相比,該技術生產成本低200美元/噸,但是加氫裂化和催化裂化裝置將增加投資成本,以15%稅前投資回報率計,該技術與當前沙特石腦油裂解成本相當。

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圖3 沙特阿美/沙特基礎深度催化裂化裝置流程


為了得到更高的化學品轉化率並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Lummus Global簽署了一項聯合開發協議,致力於通過研發加氫裂化技術將原油直接生產化工品的轉化率提高至70~80%。一旦該技術得以成功商業化,以年加工量2000萬噸原油為例,每年至少生產1400萬噸化學品。相較之下,北美地區2016-2022年乙烷裂解裝置新增乙烯產能也僅有1100萬噸/年。由此可見,該技術將嚴重衝擊整個石化行業。

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發展趨勢


原油最大化生產化工品和直接生產化工品技術,已成為原油生產化工品技術發展的必然趨勢。該兩類技術將大幅提升烯烴、芳烴等石化原料的供應量,未來石化原料的市場份額將被幾家大型石化企業所佔據。特別是原油直接生產化工品技術,隨著其核心技術加氫裂化持續不斷的進步,原油直接生產化工品技術的規模效應、成本優勢帶來的經濟效益和強有力的競爭力,將給傳統石化企業帶來巨大沖擊,並推動石化行業發生革命性改變。

這些技術的發展,應該引起我國傳統石化企業的高度關注。2017年,我國煉油能力達到7.72億噸/年,過剩產能超過0.8億噸。新能源汽車、乙醇汽油等交通替代燃料的快速發展以及燃油經濟性的提高,我國成品油消費量增速持續放緩,汽油預計2025年將達到消費峰值,柴油已基本達峰,航煤在2030年前將持續增長。另一方面,乙烯當量消費缺口2025年仍有約1500萬噸。在內有大型下游化工企業大力向上遊石化原料拓展、外有埃克森美孚和沙特阿美等國際公司大規模部署直接生產化工品先進產能的雙重夾擊下,傳統石化企業在當前供給側結構性改革之際,除了加快傳統技術的升級改造和工藝路線的優化之外,更應加大原油直接生產烯烴和芳烴技術的研發跟攻關,以應對未來石化行業的激烈競爭。


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