我國芳烴工業(yè)是隨著煉油和乙烯工業(yè)一同成長(zhǎng)起來的現(xiàn)代化石油化工行業(yè)。上世紀(jì)60年代以前,我國芳烴主要從煤焦油中回收,1965年國內(nèi)建成投產(chǎn)了第一套重整裝置,開始了我國石油芳烴生產(chǎn)。上世紀(jì)70年代,北京燕山、上海金山、遼陽、天津等幾個(gè)石油化工、合成纖維生產(chǎn)基地相繼建成,我國石油芳烴的產(chǎn)量顯著增加。
改革開放后頭5年,我國引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和成套設(shè)備,到20世紀(jì)80年代陸續(xù)建成投產(chǎn)6套芳烴聯(lián)合裝置,使國內(nèi)芳烴產(chǎn)品的產(chǎn)量有了大幅度增長(zhǎng)。1980年左右,遼陽和天津先后投產(chǎn)了兩套為對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)生產(chǎn)配套的小型對(duì)二甲苯(PX)生產(chǎn)裝置,1985年上海金山建成投產(chǎn)了我國第一套芳烴聯(lián)合裝置,實(shí)現(xiàn)了PX的規(guī)?;a(chǎn)。我國芳烴(BTX)總產(chǎn)能從1970年的33萬噸/年上升到1987年的150萬噸/年以上。1987年,國內(nèi)PX產(chǎn)能達(dá)到37.5萬噸/年。石油芳烴逐步在我國芳烴生產(chǎn)中占據(jù)主導(dǎo)地位。
改革開放前10年,我國芳烴工業(yè)的主要特征是引進(jìn)國外技術(shù)、填補(bǔ)國內(nèi)生產(chǎn)空白,裝置規(guī)模普遍偏小,不能滿足下游發(fā)展需要。
芳烴下游主要產(chǎn)品苯乙烯、PTA等都需從國外大量進(jìn)口。我國在70年代后期才建成了萬噸級(jí)苯乙烯生產(chǎn)裝置,生產(chǎn)技術(shù)為國內(nèi)自主開發(fā)的乙苯催化脫氫工藝,但此類裝置物耗和能耗均較高。隨著國外技術(shù)的引進(jìn),采用國內(nèi)技術(shù)的苯乙烯裝置陸續(xù)停產(chǎn)。1987年,我國苯乙烯產(chǎn)能達(dá)到16萬噸/年左右,生產(chǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)需求。
改革開放初期,為滿足紡織工業(yè)的發(fā)展需求,國家計(jì)劃擴(kuò)大合成纖維的生產(chǎn)規(guī)模,安排了一批聚酯及精對(duì)苯二甲酸(PTA)項(xiàng)目。1984年,上海石化引進(jìn)三井油化技術(shù)建成投產(chǎn)了22.5萬噸/年精對(duì)苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)裝置,開啟了我國PTA規(guī)?;a(chǎn)。1987年,我國PTA產(chǎn)能達(dá)到26萬噸/年左右。
上世紀(jì)90年代中后期是我國PX裝置的投產(chǎn)高峰。我國在這一時(shí)期主要建成投產(chǎn)了齊魯、遼陽和揚(yáng)子三套芳烴聯(lián)合裝置,PX產(chǎn)能由1988年的37.5萬噸/年增至1997年的119.4萬噸/年,產(chǎn)能年均增速達(dá)到12.3%。為儀征大化纖項(xiàng)目配套的揚(yáng)子石化芳烴,自投產(chǎn)后經(jīng)多次擴(kuò)建PX產(chǎn)能達(dá)到50萬噸/年,成為當(dāng)時(shí)我國最大的芳烴生產(chǎn)基地。1997年我國芳烴(BTX)總產(chǎn)能達(dá)到350萬噸左右,1998~1997年芳烴產(chǎn)能年均增長(zhǎng)率接近15%。
改革開放第二個(gè)10年芳烴工業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)是石油芳烴初具規(guī)模,下游有機(jī)原料和合成材料配套發(fā)展,規(guī)模化生產(chǎn)。引進(jìn)以美國UOP公司成套芳烴技術(shù)為主的芳烴工藝技術(shù)選擇,使我國芳烴工業(yè)較快地跟上了國際芳烴工業(yè)的技術(shù)水平和發(fā)展步伐,不僅為我國芳烴工業(yè)發(fā)展開了一個(gè)好頭,而且促進(jìn)和推動(dòng)了相關(guān)工業(yè)的發(fā)展,初步顯示出芳烴工業(yè)在我國石油和化學(xué)工業(yè)中的作用和地位。
上世紀(jì)80年代末~90年代初我國相繼建成投產(chǎn)幾套苯乙烯裝置,多為引進(jìn)國外技術(shù)。采用技術(shù)有分子篩氣相法工藝、催化蒸餾工藝等,屬于當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)技術(shù)。1997年我國苯乙烯產(chǎn)能僅28萬噸/年,除燕山引進(jìn)裝置為6萬噸/年,其它多數(shù)裝置能力在萬噸以下,國內(nèi)苯乙烯市場(chǎng)供需矛盾較為突出。
我國己內(nèi)酰胺生產(chǎn)長(zhǎng)期以來裝置規(guī)模小、技術(shù)落后,發(fā)展相對(duì)緩慢。直到1994年,引進(jìn)荷蘭帝斯曼(DSM)公司的己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù),在江蘇南京和湖南岳陽分別建成了兩套5.0萬噸/年的生產(chǎn)裝置,我國己內(nèi)酰胺生產(chǎn)才走上規(guī)?;a(chǎn)道路。
我國PTA在改革開放第二個(gè)10年發(fā)展較為平穩(wěn),生產(chǎn)廠家主要有遼陽化纖、上海石化、儀征化纖和揚(yáng)子石化等國有企業(yè),均有穩(wěn)定PX供應(yīng)配套,產(chǎn)品自產(chǎn)自銷,主要為兩大公司系統(tǒng)內(nèi)化纖企業(yè)提供原料。國內(nèi)PTA技術(shù)比較單一,主要引進(jìn)美國Amoco公司技術(shù)。1997年我國PTA生產(chǎn)能力151萬噸/年,1998~1997年我國PTA產(chǎn)能年均增長(zhǎng)率達(dá)到19.2%。
2001年我國加入世界貿(mào)易組織(WTO)后,隨著世界紡織行業(yè)向中國轉(zhuǎn)移,我國紡織產(chǎn)業(yè)對(duì)合纖原料的需求量猛增,進(jìn)而推動(dòng)了國內(nèi)芳烴工業(yè)快速發(fā)展。我國芳烴工業(yè)在這一時(shí)期經(jīng)歷了兩次飛躍:2000年,中石化洛陽公司與中石化天津公司各20萬噸/年大聚酯工程投產(chǎn),配套PX能力40萬噸/年;2003年,中石化鎮(zhèn)海煉化45萬噸/年裝置建成,至此,中國PX總能力達(dá)到212.6萬噸/年。2007年我國PX生產(chǎn)能力進(jìn)一步增至362萬噸/年。相對(duì)于下游PTA的建設(shè)步伐,國內(nèi)PX建設(shè)速度比較緩慢。1998-2007年我國PX產(chǎn)能年均增速達(dá)到11.9%,同期PTA產(chǎn)能年均增速高達(dá)21.8%,PX供應(yīng)短缺矛盾在這一時(shí)期開始顯現(xiàn)并日益突出。2003年國內(nèi)PX進(jìn)口量首度突破百萬噸,2007年國內(nèi)PX自給率由1998年的95.4%大幅下降至58.5%。
由于缺乏配套的PX裝置,原料供應(yīng)已成為合資和民營(yíng)PTA企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的瓶頸,部分有實(shí)力的合資和民營(yíng)企業(yè)開始進(jìn)入PX產(chǎn)業(yè)。2007年青島麗東化工70萬噸/年P(guān)X裝置投產(chǎn),成為中石化、中石油兩大公司以外的首個(gè)PX生產(chǎn)裝置,我國PX經(jīng)營(yíng)主體逐步開始多元化發(fā)展。
這一階段我國芳烴工業(yè)的發(fā)展特征是芳烴及其下游產(chǎn)品能力產(chǎn)量大幅增長(zhǎng),形成了一批具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的大型生產(chǎn)企業(yè)。國內(nèi)芳烴及下游產(chǎn)品行業(yè)逐步開放,外資、民營(yíng)等企業(yè)開始進(jìn)入該領(lǐng)域。在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)之上,我國開始形成相關(guān)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù),大型設(shè)備及核心裝置國產(chǎn)化進(jìn)程不斷加大,“十一五”末金陵石化、上海金山PX裝置的裝備國產(chǎn)化率均達(dá)到70%以上。
2005年11月,常州東昊化工(DOHOW)15萬噸/年苯乙烯裝置建成投產(chǎn),標(biāo)志著我國首個(gè)民營(yíng)資本進(jìn)入苯乙烯生產(chǎn)行業(yè)。2007年我國苯乙烯生產(chǎn)能力達(dá)到294萬噸/年。這一時(shí)期國內(nèi)苯乙烯生產(chǎn)裝置幾乎全部引進(jìn)技術(shù),主要有Monsanto/Lummus法、Fina/Badger法和UOP/Lummus法等。
1999年,中石化石家莊煉化分公司引進(jìn)意大利SNIA公司的甲苯法生產(chǎn)技術(shù),建成了一套5.0萬噸/年的生產(chǎn)裝置,我國己內(nèi)酰胺行業(yè)發(fā)展步入正軌。在消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上,中石化開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)己酮氨肟化己內(nèi)酰胺生產(chǎn)技術(shù),并采用該技術(shù)于2003年對(duì)巴陵石化己內(nèi)酰胺裝置進(jìn)行了擴(kuò)能。我國在己內(nèi)酰胺生產(chǎn)領(lǐng)域具備了核心競(jìng)爭(zhēng)力,己內(nèi)酰胺生產(chǎn)開始較快發(fā)展。2007年我國己內(nèi)酰胺產(chǎn)能達(dá)到28.5萬噸/年。
2003年對(duì)于PTA行業(yè)發(fā)展而言具有重要意義。儀征化纖、珠海碧辟及翔鷺石化(廈門)三套PTA裝置于2003年集中投產(chǎn),我國PTA產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)了第一次快速增長(zhǎng),總產(chǎn)能突破500萬噸/年。與此同時(shí),PTA核心技術(shù)國產(chǎn)化取得突破性進(jìn)展。2003年,中國昆侖工程公司依托濟(jì)南正昊化纖公司8萬噸/年P(guān)TA裝置開展工業(yè)化實(shí)驗(yàn),完成了大規(guī)模PTA裝置成套技術(shù)工藝包的開發(fā)。外資企業(yè)、國有企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)在這一時(shí)期紛紛投資PTA行業(yè),產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化。2007年,中國PTA產(chǎn)能突破1000萬噸/年。
2008~2010是我國PX裝置投產(chǎn)的又一個(gè)高峰。我國相繼建成投產(chǎn)了金陵石化、福建煉化、大連福佳、中海油惠州和烏石化等5套芳烴聯(lián)合裝置,PX產(chǎn)能由2008年的426萬噸/年增至2010年的812萬噸/年,產(chǎn)能基本實(shí)現(xiàn)了翻番。國內(nèi)PX裝置規(guī)模大型化趨勢(shì)明顯,新建PX裝置規(guī)模均在60萬噸/年以上,單套建成最大規(guī)模已達(dá)到100萬噸/年,為當(dāng)期世界單系列規(guī)模最大的芳烴聯(lián)合裝置。受環(huán)保因素制約和公共輿論影響,2010年之后,我國PX產(chǎn)能增長(zhǎng)明顯放緩。截至2017年底,我國PX產(chǎn)能達(dá)到1369萬噸/年,2008~2017年P(guān)X產(chǎn)能年均增速為12.4%,同期國內(nèi)PTA產(chǎn)能增速高達(dá)15.8%。國內(nèi)PX供應(yīng)增長(zhǎng)嚴(yán)重滯后于下游PTA需求,PX凈進(jìn)口量由2008年的295.6萬噸上升至2017年的1440.3萬噸,2017年我國PX自給率進(jìn)一步下降至40.2%。
我國芳烴技術(shù)國產(chǎn)化在這一時(shí)期取得重大突破。2013年底,采用全套國產(chǎn)技術(shù)的海南石化60萬噸/年P(guān)X裝置建成投產(chǎn),標(biāo)志著中國石化芳烴成套技術(shù)大型工業(yè)化裝置應(yīng)用成功,打破了國外公司在全球的PX技術(shù)長(zhǎng)期壟斷局面。
最近10年我國芳烴工業(yè)的發(fā)展特征是芳烴下游主要產(chǎn)品呈現(xiàn)快速發(fā)展,但核心芳烴產(chǎn)品PX發(fā)展相對(duì)滯后,國內(nèi)芳烴嚴(yán)重不足已制約了聚酯產(chǎn)業(yè)發(fā)展。我國芳烴工業(yè)產(chǎn)能規(guī)模、技術(shù)水平已位于世界前列,生產(chǎn)核心技術(shù)國產(chǎn)化取得突破性進(jìn)展。投資主體多元化發(fā)展趨勢(shì)更加明顯,中石化、中石油兩大公司的PX產(chǎn)能占比從2008年的81.0%下降至2017年的53.0%。
隨著核心技術(shù)國產(chǎn)化突破,我國芳烴下游主要產(chǎn)品產(chǎn)能相繼均呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng),目前除苯乙烯外,芳烴下游其他主要產(chǎn)品相繼出現(xiàn)產(chǎn)能過剩。尤其己二酸、己內(nèi)酰胺產(chǎn)能過剩嚴(yán)重,2017年我國己二酸、己內(nèi)酰胺行業(yè)平均開工率不足60%。
我國PTA在這一時(shí)期由產(chǎn)能快速擴(kuò)張進(jìn)入到嚴(yán)重過剩局面。國內(nèi)PTA產(chǎn)能于2011年、2012年及2014年分別突破2000萬噸/年、3000萬噸/年和4000萬噸/年。尤其是2012年,單年新投產(chǎn)裝置產(chǎn)能超過1000萬噸/年。新增產(chǎn)能集中投產(chǎn)后,PTA市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)發(fā)生劇烈變化,產(chǎn)能過剩、行業(yè)整體盈利水平明顯下降。2017年,我國PTA名義產(chǎn)能達(dá)到5260萬噸/年,長(zhǎng)期停車產(chǎn)能高達(dá)1215萬噸/年,按照名義產(chǎn)能計(jì),我國PTA開工率僅為62%。
芳烴工業(yè)在石油和化學(xué)工業(yè)中占有極其重要的地位,經(jīng)過改革開放40年的發(fā)展,我國進(jìn)入了世界芳烴生產(chǎn)和消費(fèi)大國的行列。芳烴工業(yè)已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模和基礎(chǔ),目前已形成了門類齊全、品種配套的工業(yè)體系,成為石油和化學(xué)工業(yè)中最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。
改革開放至今,我國芳烴工業(yè)快速發(fā)展,已成為世界主要的芳烴生產(chǎn)和消費(fèi)大國。2017年我國芳烴(BTX)總產(chǎn)能達(dá)到3500萬噸/年,約占全球總量的22.4%;需求量接近4200萬噸,約占全球總量的36.5%。其中,純苯和PX產(chǎn)能分別達(dá)到1540萬噸/年和1369萬噸/年,約占全球總量的24.4%和26.3%。
經(jīng)過改革開放40年的發(fā)展,我國芳烴工業(yè)形成一批具有先進(jìn)生產(chǎn)水平的大型企業(yè)集團(tuán),建成了一批達(dá)到國際先進(jìn)水平的大型生產(chǎn)裝置,提高了我國芳烴工業(yè)的整體實(shí)力。中石化和中石油是我國最主要的兩大芳烴生產(chǎn)集團(tuán),純苯產(chǎn)能分別位列世界第1位和第3位;PX產(chǎn)能分別位列世界第1位和第4位。我國芳烴聯(lián)合裝置規(guī)模已處于世界領(lǐng)先水平。2017年我國共24套PX生產(chǎn)裝置,其中,產(chǎn)能60萬噸/年以上裝置14套,產(chǎn)能合計(jì)約占我國總產(chǎn)能的78.5%,2010年中石油烏石化建成的100萬噸/年P(guān)X為當(dāng)前世界單套規(guī)模最大的生產(chǎn)裝置。
我國純苯下游的主要產(chǎn)品苯乙烯、己內(nèi)酰胺、苯酚、己二酸等產(chǎn)能都得到了極大提升,2017年上述產(chǎn)品產(chǎn)能分別達(dá)到853萬噸/年、357萬噸/年、294萬噸/年和248萬噸/年,均位于世界前列。
2017我國PTA產(chǎn)能達(dá)到5260萬噸/年,約占全球總量的55%。世界前十大PTA生產(chǎn)企業(yè)中有6位都為中國生產(chǎn)企業(yè)。目前國內(nèi)PTA最大單套規(guī)模可以達(dá)到220萬噸/年,主流裝置規(guī)模也大多在100萬噸/年以上。2013年,珠海碧辟化工有限公司建成投產(chǎn)的125萬噸PTA項(xiàng)目為全球最大的單系列裝置。
我國芳烴工業(yè)的技術(shù)裝備經(jīng)過引進(jìn)、消化、吸收和自我開發(fā),整體水平得到了很大提升,部分核心技術(shù)國產(chǎn)化取得突破性進(jìn)展。
由于芳烴聯(lián)合生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜,我國現(xiàn)有芳烴聯(lián)合裝置基本引進(jìn)國外技術(shù)。多年來,中國石化和石油的科研單位及工程公司針對(duì)催化劑、工藝技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備做了卓有成效的研究和開發(fā),先后在重整催化劑、芳烴抽提工藝、甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移工藝和催化劑、二甲苯異構(gòu)化催化劑的開發(fā)、吸附分離技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用等方面取得了多項(xiàng)成果。2013年底,采用全套國產(chǎn)技術(shù)的海南煉化60萬噸/年P(guān)X裝置建成投產(chǎn),標(biāo)志著中國石化芳烴成套技術(shù)大型工業(yè)化裝置應(yīng)用成功,打破了國外公司在全球的長(zhǎng)期壟斷局面。中國石化成為全球第三個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型化芳烴生產(chǎn)技術(shù)專利商。我國在很大程度上掌握了芳烴技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的主動(dòng)權(quán),這對(duì)我國芳烴及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義并將產(chǎn)生重要影響。
海南煉化60萬噸/年P(guān)X項(xiàng)目創(chuàng)造出多項(xiàng)“世界之最”,例如世界最大的多溢流板式精餾塔、世界最大的單爐膛芳烴加熱爐、世界領(lǐng)先大直徑薄餅型精密流體分布器等。這些均為自主研發(fā)制造的專利設(shè)備,并形成了配套的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。海南煉化對(duì)二甲苯項(xiàng)目的設(shè)備國產(chǎn)化率高達(dá)95%,大型關(guān)鍵設(shè)備、控制系統(tǒng)領(lǐng)跑芳烴生產(chǎn)技術(shù),真正從中國制造走向了中國創(chuàng)造。
經(jīng)過多年的努力,我國在己內(nèi)酰胺國產(chǎn)化技術(shù)開發(fā)方面取得了突破性進(jìn)展。中國石化巴陵石化與石科院等科研院所聯(lián)手攻關(guān),在以苯為主要原料的生產(chǎn)工藝路線基礎(chǔ)上,開發(fā)出一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的環(huán)己酮氨肟化路線生產(chǎn)己內(nèi)酰胺全流程創(chuàng)新技術(shù),縮短了工藝路線,降低了操作難度及生產(chǎn)成本,減少了環(huán)境污染。一舉改變了核心技術(shù)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。2003年中石化采用該技術(shù)在巴陵石化成功實(shí)現(xiàn)了己內(nèi)酰胺裝置擴(kuò)能。
擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套新技術(shù)的問世,使我國在己內(nèi)酰胺生產(chǎn)領(lǐng)域具備了核心競(jìng)爭(zhēng)力,這項(xiàng)重大成果榮獲了2009年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。我國己內(nèi)酰胺技術(shù)來源也從單純依靠引進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)向以國產(chǎn)化技術(shù)為主。
2009年,中國昆侖工程公司與重慶蓬威石化合作,采用自主研發(fā)的工藝技術(shù)及成套裝備,建成國內(nèi)首套90萬噸/年P(guān)TA國產(chǎn)化示范工程,標(biāo)志著我國PTA技術(shù)國產(chǎn)化取得重大突破。該項(xiàng)目設(shè)備國產(chǎn)化率超過75%。
國產(chǎn)PTA生產(chǎn)技術(shù)的商業(yè)化,打破了國外技術(shù)商的技術(shù)壟斷,降低了行業(yè)的進(jìn)入門檻。此后,紹興遠(yuǎn)東石化4#裝置、海倫石化兩套120萬噸/年和虹港石化150萬噸/年P(guān)TA裝置等均采用中國昆侖工程公司專利技術(shù)。PTA技術(shù)的國產(chǎn)化對(duì)我國芳烴及紡織工業(yè)的發(fā)展都具有重要意義。
近年來,除采用傳統(tǒng)石油路線外,我國積極拓展其它如凝析油、煤炭、甲醇等原料的使用,同時(shí)結(jié)合新技術(shù),優(yōu)化芳烴工業(yè)的原料供應(yīng)。先后成功開發(fā)了甲苯甲基化技術(shù)、甲醇芳構(gòu)化制芳烴等工藝技術(shù),在芳烴技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展。2013年1月,清華大學(xué)與華電集團(tuán)合作采用循環(huán)流化床甲醇制芳烴(FMTA)技術(shù)建設(shè)的1萬噸/年中試裝置成功運(yùn)行,為芳烴生產(chǎn)開辟了新的原料路徑。2012年11月,20萬噸/年甲苯甲醇甲基化裝置在揚(yáng)子石化芳烴廠建成,裝置投產(chǎn)后不僅可降低PX生產(chǎn)成本,同時(shí)副產(chǎn)的苯、碳九芳烴還可作為歧化裝置的優(yōu)質(zhì)原料,進(jìn)一步優(yōu)化芳烴原料,降低生產(chǎn)成本,為PX的工業(yè)化生產(chǎn)提供新的技術(shù)路線。
此外,我國還在積極探索煤油共煉、煤炭分質(zhì)利用制芳烴等原料多元化的芳烴生產(chǎn)技術(shù)。
芳烴成套技術(shù)以生產(chǎn)PX為核心,是一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志性技術(shù)之一。長(zhǎng)期以來芳烴成套技術(shù)為國外公司所壟斷,技術(shù)壁壘非常高。國內(nèi)PX產(chǎn)能幾乎全部依賴國外公司的技術(shù),技術(shù)許可和專用吸附劑、催化劑等費(fèi)用昂貴。我國芳烴成套技術(shù)的開發(fā)經(jīng)過了40余年的攻堅(jiān)克難。自20世紀(jì)80年代起,石科院、上海院等單位先后研發(fā)出催化重整、芳烴抽提、二甲苯異構(gòu)化、甲苯歧化和烷基轉(zhuǎn)移等技術(shù)。但芳烴成套技術(shù)的核心——吸附分離技術(shù)一直未能掌握,成為芳烴成套技術(shù)最后的技術(shù)壁壘。
2009年,為了打破國外技術(shù)壟斷,中國石化依托40多年的芳烴成套技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ),組織2000多名技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān),PX吸附分離技術(shù)被列入中國石化“十條龍”攻關(guān)項(xiàng)目。2011年10月,揚(yáng)子石化對(duì)二甲苯吸附分離技術(shù)開發(fā)及工業(yè)示范裝置產(chǎn)出合格產(chǎn)品,標(biāo)志著中國石化全面掌握了包括成套技術(shù)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、高效吸附劑生產(chǎn)技術(shù)在內(nèi)的全套芳烴生產(chǎn)技術(shù)。2013年采用成套自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的海南煉化60萬噸/年對(duì)二甲苯裝置一次投料試車成功,吸附分離單元大量產(chǎn)出99.8%的高純度對(duì)二甲苯。這標(biāo)志著中國石化芳烴成套技術(shù)大型工業(yè)化裝置應(yīng)用成功。通過技術(shù)創(chuàng)新,該項(xiàng)目95%的設(shè)備自主設(shè)計(jì)與建造,踐行了中國創(chuàng)造。
工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明,與同類先進(jìn)技術(shù)相比,采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的對(duì)二甲苯項(xiàng)目單位產(chǎn)品物耗低5%、能耗低28%,噸產(chǎn)品成本低8%,環(huán)保監(jiān)測(cè)指標(biāo)全面優(yōu)于最新國家標(biāo)準(zhǔn),減排CO227%,處于國際領(lǐng)先水平,具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
目前我國芳烴多項(xiàng)單元技術(shù)已在國內(nèi)廣泛應(yīng)用,并推廣到沙特、伊朗、印尼、白俄羅斯等國家。隨著我國“一帶一路”戰(zhàn)略推進(jìn),我國芳烴技術(shù)將進(jìn)一步“走出去”具有更為廣闊的發(fā)展空間,并帶動(dòng)化工與流程制造業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
在引進(jìn)先進(jìn)國際技術(shù)的基礎(chǔ)上,依靠自身力量通過不斷消化、吸收及技術(shù)創(chuàng)新,形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),是我國芳烴工業(yè)不斷發(fā)展壯大、競(jìng)爭(zhēng)力逐步增強(qiáng)的重要經(jīng)驗(yàn)。芳烴成套技術(shù)的成功開發(fā)和應(yīng)用推廣,使我國成為世界第三個(gè)掌握該成套技術(shù)的國家,顯著提升了我國芳烴生產(chǎn)技術(shù)水平和國際競(jìng)爭(zhēng)能力,并推動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的科技進(jìn)步,具有里程碑意義。
大規(guī)模工業(yè)化的芳烴生產(chǎn)主要通過芳烴聯(lián)合裝置實(shí)現(xiàn),芳烴生產(chǎn)與煉油、乙烯裝置緊密聯(lián)系。PX裝置的原料主要來自煉廠和乙烯裝置,裝置副產(chǎn)液化氣、苯、抽余油、重芳烴等多種產(chǎn)品,需綜合利用才能有效提高裝置競(jìng)爭(zhēng)力。目前國內(nèi)大多數(shù)PX生產(chǎn)裝置依托上游煉廠布局,少量外資、民營(yíng)PX裝置以外購混合芳烴、凝析油、石腦油等為原料。多年工業(yè)化運(yùn)營(yíng)實(shí)踐證明,芳烴生產(chǎn)依托大型煉廠配套建設(shè),有利于實(shí)現(xiàn)煉油、乙烯、芳烴之間的合理資源互供,以及園區(qū)內(nèi)、區(qū)域內(nèi)資源的綜合優(yōu)化利用。無大型煉廠依托的PX項(xiàng)目開工率相對(duì)較低,受原油價(jià)格及下游市場(chǎng)變化影響更大,產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)較弱。
我國芳烴工業(yè)40余年的發(fā)展歷程證明,園區(qū)化、一體化發(fā)展有利于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置和生產(chǎn)要素的有機(jī)結(jié)合,能夠最大限度發(fā)揮規(guī)模效益,提高生產(chǎn)率,提升整體競(jìng)爭(zhēng)力。
雖然當(dāng)前國內(nèi)PX供應(yīng)不足仍需大量進(jìn)口,但對(duì)于全球以及亞洲市場(chǎng),未來幾年P(guān)X將出現(xiàn)總能力過剩隱憂,全球PX市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。新一輪的PX擴(kuò)能項(xiàng)目正在中東、印巴及東南亞地區(qū)迅速展開,且主要目標(biāo)市場(chǎng)直接定位于我國。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),2018-2025年我國周邊PX新增產(chǎn)能達(dá)到1089萬噸左右,大量新增PX產(chǎn)能的涌入,將會(huì)導(dǎo)致我國國內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)相對(duì)過剩,對(duì)我國PX項(xiàng)目建設(shè)形成一定壓力。另外,全球芳烴下游衍生物陸續(xù)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩趨勢(shì),過剩將持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,并會(huì)逐步向產(chǎn)業(yè)鏈上游蔓延。
與我國PX嚴(yán)重依賴進(jìn)口不同,隨著近十年的快速增長(zhǎng),國內(nèi)芳烴下游主要衍生物己內(nèi)酰胺、苯酚、己二酸、PTA等市場(chǎng)缺口被逐漸填補(bǔ),出現(xiàn)產(chǎn)能過剩,裝置平均開工率明顯滑落,有些產(chǎn)品的開工率甚至不足60%。國內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈,市場(chǎng)出現(xiàn)兩極分化,部分裝置停產(chǎn)、低負(fù)荷運(yùn)行,但技術(shù)領(lǐng)先,裝置可靠性高的企業(yè)仍保持了很高的開工率。隨著技術(shù)及投資門檻的下降,未來我國芳烴工業(yè)的過剩態(tài)勢(shì)也將會(huì)向上游進(jìn)一步傳遞。
隨著技術(shù)及行政審批等門檻降低,PX項(xiàng)目成為近幾年的投資熱點(diǎn)之一。除了煉化企業(yè)之外,下游PTA/聚酯企業(yè)、煤炭電力企業(yè)等紛紛投入PX項(xiàng)目。預(yù)計(jì)2018-2026年國內(nèi)將新建2300萬噸/年的PX產(chǎn)能,遠(yuǎn)大于同期國內(nèi)需求增長(zhǎng)。需綜合考慮原料、市場(chǎng)等因素,謹(jǐn)慎投資,避免重復(fù)下游產(chǎn)業(yè)PTA/PET過剩的發(fā)展路徑。
隨著我國經(jīng)濟(jì)站上新的歷史起點(diǎn),廣大群眾安全環(huán)保意識(shí)逐漸加強(qiáng),政府對(duì)石油和化學(xué)工業(yè)的安全生產(chǎn)要求日益苛刻。包括芳烴在內(nèi)的我國石化工業(yè)發(fā)展都將持續(xù)面臨環(huán)保治理成本上升的壓力和挑戰(zhàn)。芳烴工業(yè)對(duì)環(huán)境敏感,配套條件要求較高,生產(chǎn)工藝非常復(fù)雜,在生產(chǎn)過程中存在著大量易燃易爆、有毒有害物料,安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)一直非常重要。福建漳州古雷PX項(xiàng)目爆炸等系列事件,使公眾對(duì)PX產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生質(zhì)疑和反對(duì),新建PX項(xiàng)目不斷被輿論潮流所“妖魔化”。連續(xù)發(fā)生的多起社會(huì)群體性事件,導(dǎo)致我國PX項(xiàng)目建設(shè)受到嚴(yán)重阻礙,在建、擬建項(xiàng)目都面臨著社會(huì)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)考驗(yàn)。
我國原油對(duì)外依存度呈逐年增加趨勢(shì),2017年原油對(duì)外依存度攀升至68%以上。芳烴生產(chǎn)與煉油裝置緊密聯(lián)系,原料供應(yīng)是決定芳烴工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。國內(nèi)原油資源短缺將長(zhǎng)遠(yuǎn)影響著我國芳烴工業(yè)發(fā)展。
但也應(yīng)看到,隨著我國煉油能力的快速提升,國內(nèi)催化重整能力得到顯著增加,加之原油的重質(zhì)化及油品消費(fèi)趨于輕質(zhì)化等趨勢(shì),使得國內(nèi)生產(chǎn)PX所需主要原料混二甲苯的資源短缺問題得到有效解決。相關(guān)資料顯示,目前山東民營(yíng)煉廠連續(xù)重整裝置能力合計(jì)達(dá)到1400萬噸/年左右,通過合理統(tǒng)籌安排、將重整資源集中綜合利用,有望形成幾個(gè)規(guī)?;姆紵N生產(chǎn)基地。此外,未來國內(nèi)還將有多個(gè)石腦油路線的大型乙烯項(xiàng)目建設(shè),這些項(xiàng)目也將為芳烴工業(yè)提供大量的甲苯、C9芳烴等原料,建設(shè)大型芳烴聯(lián)合裝置的原料供應(yīng)條件有所改善。
金融危機(jī)后,2017年首次實(shí)現(xiàn)全球各地區(qū)經(jīng)濟(jì)同步復(fù)蘇,其中北美、西歐等良好的經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)直接拉動(dòng)中國出口總額增長(zhǎng)超過7%,尤其國外對(duì)于民生類產(chǎn)品的旺盛需求一舉逆轉(zhuǎn)了我國紡織品服裝出口連續(xù)下滑的頹勢(shì)。全球經(jīng)濟(jì)及人口增長(zhǎng)為芳烴工業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)提供了發(fā)展空間。全球芳烴工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)一體化、大型化及低利潤(rùn)發(fā)展趨勢(shì)。
未來我國芳烴新增產(chǎn)能主要來自需大量進(jìn)口PX的聚酯龍頭企業(yè),在產(chǎn)業(yè)鏈一體化以及產(chǎn)業(yè)集群化配置方面具有一定的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。聚酯企業(yè)向上一體化發(fā)展推動(dòng)PX產(chǎn)能增長(zhǎng),新增產(chǎn)能大型化發(fā)展趨勢(shì)明顯,同時(shí)配套有大煉油項(xiàng)目。
新增PX產(chǎn)能大型化一體化情況 單位:萬噸/年
企業(yè)名稱 |
煉油 |
PX |
PTA |
PET |
---|---|---|---|---|
榮盛集團(tuán) |
1020 |
364 |
600 |
110 |
桐昆集團(tuán) |
400 |
80 |
400 |
530 |
恒逸集團(tuán) |
560 |
105 |
609 |
370 |
恒力集團(tuán) |
2000 |
450 |
660 |
240 |
備注:1.以上產(chǎn)能全部為權(quán)益產(chǎn)能
2.浙江石化項(xiàng)目暫按照一期2000萬噸/年煉油、400萬噸/年P(guān)X規(guī)模計(jì)
3.恒逸文萊項(xiàng)目暫按照800萬噸/年煉油、150萬噸/年P(guān)X規(guī)模計(jì)
國內(nèi)新建煉油芳烴一體化裝置工藝流程設(shè)計(jì)原則與傳統(tǒng)經(jīng)典煉廠所遵循的“宜烯則烯,宜芳則芳,宜油則油”有所不同,項(xiàng)目以最大限度獲取芳烴原料為主要目的,蠟油和柴油分別通過加氫裂化多產(chǎn)重石腦油作為芳烴原料,盡量少產(chǎn)柴油,適度生產(chǎn)汽油和航煤。按照上述加工流程,每噸PX的原料單耗(柴油或蠟油)約為4噸,總體上PX的凈原料成本將比常規(guī)連續(xù)重整-PX項(xiàng)目高約1000元/噸左右。綜合考慮聚酯企業(yè)上下游一體化優(yōu)勢(shì)以及產(chǎn)品方案成品油消費(fèi)稅減少等因素,上述新建裝置的PX成本競(jìng)爭(zhēng)力有待市場(chǎng)進(jìn)一步驗(yàn)證。
隨著我國建設(shè)項(xiàng)目審批權(quán)下放以及原油進(jìn)口權(quán)和使用權(quán)的放開,部分有實(shí)力的聚酯龍頭企業(yè)開始向上一體化發(fā)展進(jìn)入PX產(chǎn)業(yè)。未來國內(nèi)PX新增產(chǎn)能將主要來自下游聚酯企業(yè),中國石化新增PX產(chǎn)能有限,中國石油暫無新增PX產(chǎn)能計(jì)劃,我國PX產(chǎn)業(yè)投資主體多元化日趨明顯。
投資主體多元化一方面使我國芳烴工業(yè)發(fā)展更具有活力,同時(shí)由于大量產(chǎn)能集中投放引起的芳烴產(chǎn)能階段性過剩,也可能會(huì)造成我國芳烴市場(chǎng)無序化激烈競(jìng)爭(zhēng),阻礙芳烴工業(yè)健康發(fā)展。
芳烴生產(chǎn)工藝復(fù)雜,與聚酯紡織生產(chǎn)存在較大區(qū)別,新建芳烴企業(yè)需加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理,避免出現(xiàn)新的“PX安全事件”。
隨著聚酯紡織產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈及國家對(duì)中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展支持力度的加大,我國聚酯紡織產(chǎn)業(yè)開始出現(xiàn)向勞動(dòng)力成本相對(duì)較低、具有一定市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Φ闹形鞑康貐^(qū)轉(zhuǎn)移趨勢(shì)。同時(shí),我國中西部地區(qū)的煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)已取得一定發(fā)展。利用西部地區(qū)相對(duì)豐富的煤炭資源,通過煤經(jīng)甲醇制芳烴、煤油共煉制芳烴、煤炭分質(zhì)利用制芳烴等技術(shù)建設(shè)規(guī)?;姆紵N生產(chǎn)裝置已成為行業(yè)研究熱點(diǎn)。
煤經(jīng)甲醇制芳烴、煤油共煉制芳烴等技術(shù)開拓了我國芳烴生產(chǎn)的原料多元化路線,但從長(zhǎng)期來看,石油路線仍是我國芳烴行業(yè)發(fā)展的主要路徑。
芳烴原料多元化發(fā)展取決于原料供應(yīng)的穩(wěn)定性、成本競(jìng)爭(zhēng)力、技術(shù)路線優(yōu)化等多方面因素,目前仍需大力完善和優(yōu)化示范裝置,深入探索、優(yōu)化多元化原料制芳烴的技術(shù)基礎(chǔ),降低生產(chǎn)成本,提高項(xiàng)目的競(jìng)爭(zhēng)力。
國內(nèi)新建PX裝置多集中在我國東部地區(qū)。該地區(qū)人口密集,大型聯(lián)合芳烴項(xiàng)目環(huán)境敏感,配套條件要求較高,芳烴項(xiàng)目環(huán)保安全問題已成為國內(nèi)公眾的關(guān)注重點(diǎn)。需加強(qiáng)項(xiàng)目前期論證,通過科學(xué)項(xiàng)目選址及有效加強(qiáng)PX生產(chǎn)安全管理和環(huán)境管理、廣泛科普宣傳,使廣大群眾增強(qiáng)對(duì)PX的科學(xué)認(rèn)識(shí),盡量避免社會(huì)群體事件的再次發(fā)生。
目前新建芳烴裝置多以最大化生產(chǎn)PX為主要目的,大規(guī)模產(chǎn)能集中投放市場(chǎng)可能會(huì)造成芳烴市場(chǎng)階段性過剩,同時(shí)這種最大化多產(chǎn)PX的成本及綜合競(jìng)爭(zhēng)力有待市場(chǎng)驗(yàn)證。需綜合考慮原料、市場(chǎng)等因素,謹(jǐn)慎投資,避免重復(fù)下游產(chǎn)業(yè)PTA/PET過剩的發(fā)展路徑。
如上文所述,未來有望在中西部地區(qū)新建的芳烴裝置多采用煤基路線或煤炭/重質(zhì)油耦合原料路線,以上技術(shù)目前均未實(shí)現(xiàn)大型工業(yè)化生產(chǎn),技術(shù)放大過程中仍存在一定風(fēng)險(xiǎn)。西部地區(qū)普遍水資源短缺、生態(tài)環(huán)境脆弱、缺乏納污水體,煤基芳烴生產(chǎn)路線技術(shù)也將面臨水資源、環(huán)境保護(hù)等問題。建議從示范項(xiàng)目建設(shè)之初,就參照類似現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目,制訂嚴(yán)格的能耗、水耗限額和污染物排放標(biāo)準(zhǔn),采取有效的審查、監(jiān)查措施,提升行業(yè)技術(shù)水平。
節(jié)能降耗及綠色發(fā)展是整個(gè)石油和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),作為能耗大戶的芳烴工業(yè)需通過集成優(yōu)化流程,在節(jié)能降耗、提高本質(zhì)安全和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本等方面進(jìn)一步探索。
目前,中國石化已擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的芳烴成套技術(shù),技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平,為我國芳烴工業(yè)創(chuàng)造新的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇。芳烴工業(yè)發(fā)展仍需持續(xù)推進(jìn)工藝技術(shù)創(chuàng)新和大型設(shè)備、專利設(shè)備的國產(chǎn)化進(jìn)程,提高工程建設(shè)施工技術(shù)水平,從根本上增強(qiáng)我國芳烴工業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
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