当前我国在建的大连恒力石化、浙江舟山石化、连云港盛虹石化,以及文莱在建的恒逸PMB炼化均采用此类技术。以恒力石化2000万吨/年原油加工量的炼油-PX项目为例,主要流程如图1所示,为最大化生产芳烃单元所需的重石脑油原料,该工艺采用Axens公司的沸腾床渣油加氢裂化H‐Oil工艺、蜡油加氢裂化HyK工艺、柴油加氢裂化工艺和溶剂脱沥青Solvahl工艺,每年可以生产434万吨对二甲苯(PX)、97万吨苯、44万吨聚丙烯等多种化工品,原油生产化工品的转化率高达42%。



2017年,全球消费的4097.1万吨PX由159套常规生产装置供应,而10套像恒力石化这样的装置便可以满足全球需求,这类装置的大量投产,将对全球PX的供应和竞争格局产生很大影响。此外,海关进出口数据显示,2017年我国从韩国、日本和台湾等地进口PX 1443.8万吨,一旦恒力石化、浙江石化、盛虹石化总计约1500万吨/年的PX产能投产,我国PX将完全实现自给,这将极大改变全球PX贸易格局。


1、原油直接生产化工品技术


该技术最大的特点是省略了常减压蒸馏等炼油装置,使得工艺流程大为简化。此外,在原油50美元/桶条件下,该技术采用的轻质致密油原料价格为365美元/吨,而石脑油为550美元/吨。清楚表明该技术不仅节省了建设投资,在原料成本方面也具有较大的优势。最具代表性的技术是埃克森美孚技术和沙特阿美/沙特基础技术。


█  埃克森美孚技术

2014年,埃克森美孚公司在新加坡建成了全球首套商业化原油直接裂解制乙烯装置,乙烯产能为100万吨/年。该工艺绕过炼油过程,将原油直接供给裂解炉,并在裂解炉对流段和辐射段之间加入一个闪蒸罐。主要工艺过程为:原油在对流段预热后进入闪蒸罐,气液组分分离,气态组分(76%)进入辐射段进行裂解,液态组(24%)分则作为炼厂原料或者直接卖出(如图2所示)。



与传统的石脑油裂解工艺相比,每生产1吨乙烯可净赚100~200美元,特别是在东南亚等石脑油价格较高的地区更具有溢价优势。



█  沙特阿美/沙特基础技术

2017年8月,沙特阿美和沙特基础工业宣布建设2000万吨/年的原油直接转化为约900万吨/年的多种石化品项目,预计2025年投产。该项目以阿拉伯轻质原油为原料,原油直接进入加氢裂化装置,脱除硫并将高沸点组分转化为低沸点组分;之后经过蒸馏分离,蜡油及更轻的组分进入蒸汽裂解装置,重组分则进入沙特阿美公司自主研发的深度催化裂化(HSFCC)装置,最大化生产烯烃(如图3所示)。此外,与传统石脑油裂解技术相比,该技术生产成本低200美元/吨,但是加氢裂化和催化裂化装置将增加投资成本,以15%税前投资回报率计,该技术与当前沙特石脑油裂解成本相当。


为了得到更高的化学品转化率并将该技术推向商业化,2018年1月,沙特阿美与西比埃(CB&I)、雪佛龙Lummus Global签署了一项联合开发协议,致力于通过研发加氢裂化技术将原油直接生产化工品的转化率提高至70~80%。一旦该技术得以成功商业化,以年加工量2000万吨原油为例,每年至少生产1400万吨化学品。相较之下,北美地区2016-2022年乙烷裂解装置新增乙烯产能也仅有1100万吨/年。由此可见,该技术将严重冲击整个石化行业。


2、发展趋势

原油最大化生产化工品和直接生产化工品技术,已成为原油生产化工品技术发展的必然趋势。该两类技术将大幅提升烯烃、芳烃等石化原料的供应量,未来石化原料的市场份额将被几家大型石化企业所占据。特别是原油直接生产化工品技术,随着其核心技术加氢裂化持续不断的进步,原油直接生产化工品技术的规模效应、成本优势带来的经济效益和强有力的竞争力,将给传统石化企业带来巨大冲击,并推动石化行业发生革命性改变。


这些技术的发展,应该引起我国传统石化企业的高度关注。2017年,我国炼油能力达到7.72亿吨/年,过剩产能超过0.8亿吨。新能源汽车、乙醇汽油等交通替代燃料的快速发展以及燃油经济性的提高,我国成品油消费量增速持续放缓,汽油预计2025年将达到消费峰值,柴油已基本达峰,航煤在2030年前将持续增长。另一方面,乙烯当量消费缺口2025年仍有约1500万吨。在内有大型下游化工企业大力向上游石化原料拓展、外有埃克森美孚和沙特阿美等国际公司大规模部署直接生产化工品先进产能的双重夹击下,传统石化企业在当前供给侧结构性改革之际,除了加快传统技术的升级改造和工艺路线的优化之外,更应加大原油直接生产烯烃和芳烃技术的研发跟攻关,以应对未来石化行业的激烈竞争。


来源:《现代化工》2019年第2期,轻烃吧




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原油直接生产化学品,看大牛技术如何冲击石化行业!

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