国内外乙烯工业现状及未来发展趋势 陶志华 1. 近年来国外乙烯工业现状和发展特点 1.1 世界乙烯工业现状 ● 乙烯生产情况 根据有关资料的统计，2002年世界乙烯生产能力为10943.4万吨/年，产量9497.7万吨/年；2003年能力11077.8万吨/年，产量9750.9万吨/年，开工率分别为86.8%和88.02%。近两年来世界乙烯产量增速明显放缓，2002年比2001年净增能力240万吨/年，2003年比2002年净增能力为134.4万吨/年，年增长分别为2.2%和1.2%，2003年是近十多年以来增长最低的一年。 ● 乙烯生产能力分布 世界乙烯生产能力的分布格局为“美亚欧”三足鼎立，近年来较多新建装置集中在中东和亚太地区，2002-2003年中东和亚太地区乙烯生产能力的年均增长率分别达到10.3%和3.6%，远超过世界平均增长率。见表1。 表1. 2002-2003年世界乙烯生产能力及分布 单位:万吨/年 能力 地区 北美 亚太 西欧 中东/非洲 其他 合计 ● 供需及预测 2003年世界乙烯消费量为9775.4万吨，消费主要集中在亚太、北美和西欧，这三个地区乙烯消费量合计占世界消费总量的81.6%，其中亚太地区的消费量跃居世界第一，比例占30.3%，是消费增长最快的地区。消费情况见表2。 表2. 2002年和2003年世界乙烯消费地区及各占比例 单位：万吨/年 生产能力 3583 2832.6 2354.1 998.2 1175.5 10943.4 2002年 所占比例% 32.74 25.88 21.52 9.12 10.74 100.00 生产能力 3441.2 2934.6 2406.3 1101.2 1194.5 11077.8 2003年 所占比例% 31.06 26.50 21.72 9.94 10.78 100.00 2002-203年 增长率% -4.0 3.6 2.2 10.3 1.6 1.2 消费量 亚太 北美 西欧 中东 其他 合计 2775.7 3338.9 2079.6 806.9 531.9 9533.0 2002年 所占比例% 29.1 35 21.8 8.5 5.6 100.0 消费量 2962.1 2925.7 2087.5 900.8 9.3 9775.4 2003年 所占比例% 30.3 29.9 21.4 9.2 9.2 100.0 由上可见目前世界乙烯供求基本平衡，但地区不平衡亚太地区需求增长迅速，为乙烯及下游产品净进口地区，尤其中国随着经济的持续快速增长，对石化产品需求旺盛，石化产品平均自给率50%左右，有大约50%的产品依赖进口满足市场需求。美国、日本和中东是石化产品出口国家和地区，中东凭借其丰富而廉价的油气资源，乙烯生产能力增长迅速，是新增能力最快的地区，2010年前后，由于竞争剧烈，美、日、欧可能成为石化产品进口地区。世界乙烯供需预测见表3。 表3. 世界乙烯供需预测 单位：万吨/年 能力 产量 需求 开工率% 由表可见2013年以前世界乙烯供需基本平衡。 ● 原料结构 目前世界乙烯原料结构中，石脑油仍占主要地位，2003年全球乙烯原料结构: 石脑油 47.5% 轻烃 36.3% 柴油 4.6% 2003年 11077.8 9750.9 9775.4 87 2008年 12750.3 12313.7 12313.7 91 2013年 2003-2008年 13135.3 14314.6 14314.6 93 3.9 4.8 4.7 2008-2013年 2.8 3.1 3.1 年均增长率 其他 11.6% 合计 100.0% 各地区拥有资源不同，乙烯原料构成有较大差异，北美和中东以轻烃原料为主，2002年北美轻烃占乙烯原料总量的79%(其中乙烷占63%)；中东地区乙烷占%，丙烷占20%；亚太和西欧以石脑油为主要原料占68-70%，随着亚太乙烯产能的扩展石脑油资源日益紧张，价格将上扬。 ● 产能的增长方式 对现有乙烯装置扩能改造，可大大节省投资，加快建设速度，是世界普遍采用的乙烯产能增长方式，据统计1995-2003年，全球乙烯产能增加3416万吨/年，其中新建装置占45.8%，而通过扩能改造占54.2%。我国18套乙烯装置中的七套大型乙烯将先后由30万吨/年改扩到60-70万吨/年，增加能力293万吨/年，占2003年乙烯产能的52.3%，现已有四套投产，另三套在今、明两年中可建成。 1. 2世界乙烯的发展特点 ● 加大产业结构调整力度 世界大石油石化公司兼并联合重组推动石化产业结构调整升级，一批超大型的石油化工巨头相继出现，三超（BP、exxon--Mobil、Shell），四强综合化工公司（巴斯夫、道化学、拜耳、杜邦）。这批超大超强石油石化公司更突出优势产业和核心竞争力，在资源的占有量、产品的贸易量、技术开发与转让、对外直接投资等方面均占绝对优势，控制和影响着世界石油石化产业的发展。 ● 油化一体化已成为全球乙烯工业发展主流 面对炼油和化工行业日趋激烈的竞争态势，世界大石油石化公司都不懈地寻找提高盈利能力和竞争力的有效途径，炼油与化工是关联最密切的业务，两者结合可以在资源配置，优化互用各种物流，提高产品附加值，延伸产业链，降低固定资产费用，节省储运系列投资，共享公用工程和环保系统，从而实现炼厂与化工厂整体效益最大化的目标。据美国斯坦福咨询公司（SRI）对燃料型炼油厂和一体炼厂两种模式效益分析，在一定的原油价格范围内，一体化厂的全投资收益率比燃料型炼厂高10%以上，而且随原油价格的升高，两者收益率差距更大，这也说明一体化炼厂具有更强的抗风险能力。 ● 乙烯装置规模大型化趋势明显 近年来，世界乙烯装置规模大型化趋势明显，60-70年代以30万吨/年为大型化规模，80~90年代以60万吨/年为大型化规模。1997-2003年，世界共新建乙烯装置24套，平均规模60万吨/年，2004~2008年新建乙烯规模平均82万吨/年。目前商业化的最大规模已达127万吨/年，即加拿大的NOVA厂，以轻烃为裂介原料，2000年投产。 2003年世界乙烯平均规模为44.3万吨/年(我国平均规模31.5万吨/年),目前新建工厂以80-100万吨/年居多,也有130万吨/年甚至140万吨/年规模的乙烯装置在规划建设之中,其大多以轻烃为裂解原料。大型化带来单位产品投资省、成本低、效益好的客观效果是明显的，但大型化对原料组织供应、设备制造、运输条件要求高，生产操作和管理苛刻，要保证长周期满负荷稳定生产的难度大也是不争的事实，因此要因地制宜特别结合原料条件选择好规模，不宜盲目追求越大越好。 ● 实现长周期安全运转已成为现实目标 一套大型乙烯联合装置停产检修的损失是相当可观的，因此各国都在如何延长装置的运转周期上下功夫，目前日本的乙烯装置已经实现4年一大修，欧美的一些乙烯装置更实现5-6年的连续安全运转，我国目前要求实现2~3年一大修的目标，茂名乙烯自1999年2月8日起至今已连续安全运行67个月未大修。 ● 传统乙烯生产技术不断进步和完善 管式裂解深冷分离仍是当今世界乙烯生产的主流技术，也是经历了半个多世纪不断发展完善的传统生产技术，虽裂解炉由小到大，规模不一；分离流程有顺序切割分离，前脱乙烷前加氢，前脱丙烷前加氢之别，但大同小异只是在能耗物耗的优化组合上各显特色，应该说近年来该技术无突破性或称性的变革，但技术进步不断，主要侧重于节能降耗，优化流程，节省投资等方面，具体表现在：裂解炉的大型化，单台炉能力已由90年代的6-8万吨/年，达到目前的17.5万吨/年~20万吨/年，甚至28万吨/年也在设计之中;急冷油减粘系统和热回收系统改进；压缩系统注水降温、防结焦和干气密封技术；热泵技术；高效塔板、高热通量换热器的采用；调整产品丙烯与乙烯比例的技术；二元和三元制冷技术；ARS技术的新进展-HRS技术等等。总之，技术的不断进步，使传统乙烯技术更趋完善。 ● 乙烯生产的新工艺和新技术在探索中前进 Superflex技术 该技术由ARCO化学公司开发，KBR公司负责技术转让事宜，利用流化催化裂化工艺，处理C4-C8的轻烃原料，生产以丙烯为主，兼产乙烯和高辛烷值汽油等为目的产品。该项技术主要特点是用低价值的轻烃类原料，生产价值高的轻质烯烃，产品收率高，产品以丙烯、乙烯为主，集中度高，各种原料的裂解收率见表3。 表3 各种原料经SUPERFLEX的裂介收率 WT% 燃料气 乙烯 丙烯 热裂介C4 7.2 22.5 48.2 热裂介C5 12.0 22.1 43.8 FCC轻石脑油 13.6 20.0 40.1 焦化轻石脑油 11.6 19.8 38.7 丙烷 高产烷值汽油 合计 5.3 16.8 100.0 6.5 15.6 100.0 6.6 19.7 100.0 7.0 22.9 100.0 该技术采用传统催化裂化类似生产工艺流程和设备生产，只是操作条件和催化剂不同,因此工程技术成熟也无太大放大等问题。目前尚无大规模商业化生产装置。 CPP技术 该技术由中国石化股份公司北京石油化工科学研究院开发，称为催化裂解工艺，其利用流化催化裂化工艺，处理石蜡基常压渣油原料，生产乙烯、丙烯等轻质烯烃为主，该工艺技术已经过工业试验装置运行并经两大公司（中石化、中石油）组织鉴定，目前沈阳石蜡化正采用此技术，建设处理50万吨/年大庆和沈北常压渣油CPP装置，乙烯产量13万吨/年，丙烯8.4万吨/年，用以加工PVC和丙烯酸和酯类产品。 该技术的催化剂是北京石油化工科学研究院专为CPP工艺开发的，是一种改性沸石催化剂，具有正碳离子与自由基反应机理的催化活性。生产工艺流程设备类似于催化裂化工艺，工艺操作条件较传统的FCC苛刻。CPP工艺是以重质原料发展石油化工制轻质烯烃的新工艺，具有国际领先水平。 HCC技术 该技术由中国石化股份公司洛阳石化工程公司开发，称为重质油接触裂解工艺，其利用流化接触裂解工艺，处理常压渣油原料（石蜡基），生产乙烯、丙烯等轻质烯烃为主，该技术在抚顺石化分公司做过长周期（近百天）的工业试验，已取得初步成果，有待进一步的鉴定。 2.快速发展中的我国乙烯工业现状 作为石化工业的“龙头”，我国乙烯工业已有40多年的发展历史，60年代初我国第一套乙烯装置在兰州化工厂建成投产，现已有16家企业18套乙烯装置，2003年生产能力560.5万吨，产量611.8万吨，开工率达109.25%，能力居世界第四位，仅次于美、日、韩。 2003年全国乙烯厂生产情况 万吨/年 燕山石化 大庆石化 齐鲁石化 扬子石化 生产能力 66.00 48.00 45.00 65.00 产量 72.22 50.80 56.32 76.53 上海石化2* 上海石化1* 兰州石化 辽阳石化 盘锦乙烯 抚顺乙烯 北京东方 新山子 天津联化 茂名石化 中原石化 吉林乙烯 吉林有机 广州石化 合计 70.00 14.50 24.00 12.00 16.00 14.00 15.00 22.00 20.00 38.00 18.00 38.00 15.00 20.00 560.5 80.13 14.71 17.53 14.52 15.54 17.85 16.53 23.59 23.00 39.00 19.00 42.48 15.04 17.01 611.82 2003年全国乙烯平均规模达31.14万吨/年 ● 历年来的乙烯产量能力，产量、表现消费量，见表4。 表4. 近年来我国乙烯供需情况 万吨/年 出口 1998年 1999年 2000年 2001年 2002年 2003年 平均增长率% 能力 422.30 441.8 442.20 483.50 547.00 560.5 产量 377 435 470 481 541 612 10.17 进口量 量 3.9 3.7 8.9 7.4 8.5 4.7 3.8 0.7 0.0 0.0 0.0 2.6 3.2 380.2 438.7 478.9 488.4 546.9 613.5 10.04 775 943 1090 1285 1450 1620 15.9 48.6 46.1 43.1 37.4 37.3 37.8 表现 消费量 当量消费 自给率% ● 供需现状和预测 近十多年来我国乙烯工业发展较快，1998~2003年能力和产量年增长率分别为5.83%和10.17%以上，但仍满足不了市场需求，同期进口乙烯下游产品折乙烯后的当量消费年均增长达15.9%，自给率由1998年的48.6%下降到2003年的37.8%，进口依存度逐年增长，随着我国经济持续、快速、稳定增长，对石化产品需求越来越旺。根据2000-2020年我国GDP增长率7.2%为基准的弹性系数测算，乙烯需求预测； 生产能力（万吨/年） 当量需求(万吨/年) 自给率(%) ● 技术水平 近年来我国乙烯及其下游加工装置在规模化水平、技术进步、节能降耗、技术开发和创新等方面取得长足的进步，整体实力明显增强：七套大型乙烯装置在2006年前后完成二轮改造后，平均规模达73.3万吨/年，虽大多数装置由二个系列组成，但整体规模已达世界级，尤其是下游聚乙烯、聚丙烯装置，新建基本都在20万吨/年以上；节能降耗效果明显，2003年乙烯的平均能耗在730万大卡/吨乙烯左右，大型乙烯平均能耗691.8万大卡/吨乙烯，吉化乙烯能耗595万大卡/吨乙烯，为国内最佳，全国乙烯原料消耗平均为3.2吨/吨烯，由于我国乙烯原料较重，轻烃比例小（占5~6%），石脑油（占60%左右）供应不足，重质原料柴油和加氢尾油占24%~27%的比重。乙烯原料耗量较高；石油化工技术在多年来引进、消化、吸收的基础上，通过开发创新，已形成了一批具有自主知识产权并可应用于工业化的技术成果，包括10万吨/年能力的裂解炉，聚丙烯高效催化剂和环管二代聚丙烯成套技术以及石化装置的催化剂国产化等等。 ● 进一步发展的主要关键问题 尽管我国乙烯工业有长足的进步和发展，但与发达的工业化国家相比仍有不小的差距，目前我国从石化产品的总量看，已挤身于石化生产大国之列，但尚称不上石化生产强国。国内市场对石化产品需求旺盛，已成为全球争夺的焦点。得天独厚的市场资源，为我国石化工业发展提供了广阔的发展空间和难得的机遇，目前乙烯进一步发展的关键之一，是原料问题，乙烯原料缺口较大，见表5。 2005年 888.5 1850 48 2010年 1400 2500-2600 56-53.8 2020年 2000 3700-4100 54-48 表5. 2005年，2010年，2020年乙烯原料需求 乙烯自给率(%) 乙烯产量 乙烯原料量 原油加工量 乙烯原料量/原油加工量 由表可见乙烯原料油的增长率远高于原油加工量的增长率，为满足乙烯原料量，原油用于生产化工轻油比例要从目前的8.06%提高到2010年的13.4%，2020年的14.%，否则缺口大。 关键之二，是竞争能力问题，提高我国石化工业的国际竞争力是当务之急，其涉及石化工业的机制、技术开发和创新能力，产业结构调整、市场营销服务等方方面面的问题，非短期内能奏效，但是提高竞争力的关键是要加快技术进步，增强自主开发和创新能力，石化工业长期立足在引进技术的基点上是难以使竞争力有较快的提高，研究开发经费不足是难以进入开发创新之路的主要原因，目前化学工业的科研经费投入占GDP的比例不足1%，低于有关制造业的投入水平，与发达国家2.2%的水平更有较大差距，尚属于技术引进和应用层次。 3. 对中国乙烯工业发展的几点思考 按全面建设小康社会的目标，我国2020年的GDP要较2000年翻两番，未来的16年我国经济将处于持续高速发展阶段。随着城镇化步伐的加快，城乡居民生活水平的不断提高，消费结构的日益改善和提升，旅游、建筑、包装、电子电器、纺织、农业等关联产业将有大的发展，对石化产品的产量、质量、品种、功能等方面将会有更多的更高的要求，这无疑为石化工业的发展带来巨大的动力和良好机遇。 新世纪石化工业的发展，一定要以科学发展观指导，树立全面、协调、可持续的发展观。石油石化行业属于能源和基础原材料产业，以石油和天然气作为原料，特别是石油，属战略物资，对国家的经济安全和国防安全都有重要意义，当前我国能源紧缺，石化工业的发展一定要与能源工业统筹考虑，共同发展。按上预测，乙烯当量需求，即使在自给率50~55%的情况下，2020年乙烯能力也要较2000年翻两番以上，因此业内人士对乙烯工业发展战略和增长方式十分关心，这已成为一个热门话题，下面谈谈个人的几点看法： ● 布局要相对集中，注重环保 目前我国18套乙烯装置分布在全国12个省市自治区内，相对集中布局的美国（墨西哥湾）、日本（东2003年 38 2005年 48 2010年 2020年 2005-2010年 2010-2020 年 54-56 49-54 1400 2000 6150 4.2 9.48 9.27 3.84 3.63 3. 2.75 增长率（%） 612 0 1960 2760 4300 2.43 2.65 3.2 8.06% 10.4 13.43% 14.% 京湾）、德、韩、比利时等国要分散。值得注意的是又有一批项目，要在沿海和内地更广地区范围内建设，使原来集中度不高的我国乙烯布局，更为分散。乙烯工业是技术密集型的现代化工业，但由于其产品结构复杂，下游装置数量多，公用工程和辅助设施水、电、汽消费量大，港口、码头、交通系统投资巨大。如果集中布局建设多套乙烯，资源可以共享，节省投资，并且对治理污染、保护环境会有好处。在新一轮的发展中要十分重视布局，提高集中度，不宜沿江沿海有条件建设港口的地区都建设乙烯，这将影响子孙后代的生存环境。 ● 新建和老厂改造结合的发展方式。 过去的十年间我国大型乙烯已经和正在进行二轮改造，中小型乙烯进行以节能为主的脱瓶颈挖潜改造，“十五”期间乙烯生产能力的增长主要是通过老厂扩能改造得来，老厂扩能改造具有投资省、速度快的明显优势，但老厂改造必须建立在有技术进步的合理改扩规模基础上。今后我国乙烯的发展还要坚持新建和老厂改造相结合的方针。我国大型乙烯已经两轮改扩已达经济规模，再改造不拟再采用一个模式改造，而要因地制宜，可依托老基地的公用工程和辅助设施，采取加合理经济规模的平行线等方式改造，这同样可以达到投资省、见效快的目的；中小乙烯企业改造形势喜人，11套中小乙烯采用兼并、联合、重组和扩能改造多种发展模式，除中原石化和辽阳石化这两套中小乙烯存在外，其余已进入大乙烯行列（见表6）。产品方案各企业结合当地的市场、资源要形成特色，以提高核心竞争力，并尽可能为区域经济结构调整升级提供条件。 表6. 中小乙烯的改造模式和规模 单位:万吨/年 1 2 3 4 5 6 7 8 企业名称 上海石化1# 吉化有机 燕山石化（北京东方） 独山子石化 天津石化（天津联化） 广州石化 盘锦乙烯 兰州石化 目前规模 14.5 15.0 15.0 22.0 20.0 20.0 16.0 16.0 企业乙烯总规模 84.5(2003年) 75.0(2005年) 81.0(2003年) 122.0(2007年) 100.0(2010年前) 80~100 (2006年) 40(2006年) 70(2006年) 备注 同一企业 同一企业 燕山石化已兼并北京东方 已计划扩建100装置 规划扩建80装置 计划扩建60~80装置 规划扩建 正实施70改扩建工程 9 抚顺石化 14.0 18.0 12.0 74(2010年) 18.0 20.0 规划扩建60装置 暂无扩建计划 正实施扩建工程 10 中原石化 11 辽阳石化 ● 规模大型化、油化一体化是乙烯发展方向 近年来我国乙烯的发展已注意到规模效益和建设经济规模的乙烯装置，大型化已成为发展主流，新建乙烯装置一般都在80~100万吨规模，老厂改造后的最终规模一般也是以总能力达80~100万吨考虑，我认为这是适应我国当前经济发展水平的。当前我国炼厂平均规模不算大，单方面扩大乙烯规模，将使原料供应困难，影响开工率。对于1000万吨/年的炼厂，如果既要兼顾油品又要满足化工原料油，一般配置80万吨/年乙烯较合理，如牺牲部分油品效益，多出乙烯原料，则可以配置百万吨级乙烯。乙烯规模大型化以后原料的稳定供应十分重要，合资建设的惠州南海90万吨/年乙烯，当初原料方案立足进口，目前又追加建设炼厂，目前1200万吨/年炼厂正在加快进度建设，规模大型化在我国必须油化一体化规划和建设。 ●加快结构调整，努力提高乙烯工业国际竞争力 以市场和资源为基础，调整石化工业的结构，夯实基础提高技术水平，才能有国际竞争力，目前国内乙烯技术水平不高，还有数套中小乙烯装置，物耗、能耗较高，产品以通用大宗产品为主，这些基本格局短期内难以扭转，面对2006年即将来到的加入WTO后的过渡期结束，竞争更为激烈，挑战更为严峻，加快结构调整势在必行。调整的目标应该是使乙烯工业向大型化、炼化一体化、集约化和基地化方向发展，集中在长江三角洲、珠江三角洲和环渤海地区形成资源配置合理、技术先进、产品适应市场和竞争力强的炼化企业群。 ●注重石化企业、机制的创新 我国石化企业，主要集中在中石化和中石油两大集团公司旗下，18套乙烯装置，除辽宁盘锦乙烯外，其他均属两大公司所有，中石化和中石油都是重组上市的国家控股企业。生产经营管理模式较大程度体现出我国国有企业传统的色彩，虽随着改革的深化和开放步伐的加快，有了较大的进步，但与民营企业相比活力尚差，机制、的创新更待时日。石化企业所有制结构多元化，对内适当吸引民营经济进入石化行业各领域，对外扩大开放，吸引外国资源、资金和技术，对促进我国石化工业发展模式的变化将会有十分重要意义。
