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近日，山東菏澤市委、市政府在東明石化集團召開原油催化裂解制烯烴(UPC)示范項目推進會議，調(diào)度進展情況，研究工作舉措，全力推動項目早開工、早建設(shè)。
菏澤市在積極推動UPC示范項目。此前9月初，中共菏澤市委“山東這十年·菏澤”主題新聞發(fā)布會上，市委書記張新文表示，UPC項目目前已取得重大實質(zhì)性進展，近期如能獲批建設(shè)，3年內(nèi)可形成650億元的投資量，有望成為全省最大的高端制造業(yè)項目之一。
“以原油為原料直接生產(chǎn)烯烴”技術(shù)，一直是制約我國石油化工行業(yè)轉(zhuǎn)型的“卡脖子”難題。為盡快攻克這一難題，東明石化與中國石油大學(華東)及國家重點實驗室合作，聯(lián)合開發(fā)了 UPC 技術(shù)，在小試、中試基礎(chǔ)上，建設(shè)了5萬噸/年UPC技術(shù)工業(yè)化試驗裝置并于2022年1月18日試驗開車一次成功。
由于原油加工市場逐漸飽和，煉油企業(yè)未來應(yīng)大力發(fā)展煉化一體化生產(chǎn)模式，提高原油制化學品收率。對現(xiàn)有裝置則應(yīng)大力發(fā)展綠色工藝技術(shù)，加快應(yīng)用節(jié)能設(shè)備，提高裝置能效，減少排放。
細數(shù)現(xiàn)有原油直接制烯烴技術(shù)
因為原油直接制烯烴技術(shù)比傳統(tǒng)技術(shù)省略了石腦油裂解環(huán)節(jié)，具有生產(chǎn)流程短、收率高、單位產(chǎn)品耗能較低、降低能耗與碳排放等優(yōu)點，目前國內(nèi)外都在加大研發(fā)進度。
據(jù)了解，通過多年技術(shù)變革，原油制化學品的比例已從10%提高到76%，有望達到80%。目前，具備原油直接制化學品能力的三家企業(yè)中，以埃克森美孚的技術(shù)最為成熟，該技術(shù)與沙特阿美擁有的技術(shù)相比，石腦油直接裂解制烯烴的成本降低了 150~200 美元/噸，其化學品收率均在 70%~80% 之間，高于傳統(tǒng)技術(shù)10% 以上。
表1 原油直接制烯烴技術(shù)廠家及進展
催化裂解是原油最大化生產(chǎn)低碳烯烴的核心技術(shù)，催化裂解原料來源廣泛，可以是常規(guī)催化裂化（FCC）的各種重質(zhì)原料，包括減壓蠟油（VGO）、脫瀝青油（DAO）、焦化蠟油（CGO）、加氫減壓蠟油（HT-VGO）、加氫裂化尾油等重質(zhì)餾分油，以及常壓渣油（AR）和摻入減壓渣油（VTB）的減壓蠟油混合油（Blending of VGO and VTB），也可以是石腦油餾分、C4/C5輕烴等，較蒸汽裂解操作條件苛刻度低，產(chǎn)物分布可靈活調(diào)節(jié)。
原油直接蒸汽裂解路線最大的特點是省略了常減壓蒸餾等煉油裝置，使得工藝流程大為縮短。最具代表性的技術(shù)是埃克森美孚技術(shù)和沙特阿美/沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司技術(shù)。值得注意的是，兩家技術(shù)采用的原料都是非常輕質(zhì)的原油，埃克森美孚采用的原油API 度在42.7 左右、沙特阿美采用的原油API度在34 左右，該路線對原油的品質(zhì)有一定要求，受原料供應(yīng)限制。
埃克森美孚原油直接蒸汽裂解技術(shù)
埃克森美孚采用原油直接制乙烯工藝，2014年在新加坡裕廊島建成了全球首套商業(yè)化裝置，乙烯產(chǎn)能為100萬噸/年，主要工藝改進是在裂解爐對流段和輻射段之間加了一個閃蒸罐，原油（輕質(zhì)原油）經(jīng)過對流段預(yù)熱后與稀釋蒸汽一起進入閃蒸罐，氣液組分分離，其中氣態(tài)組分（質(zhì)量分數(shù)為76%）進入輻射段進行裂解，液態(tài)組分（質(zhì)量分數(shù)為24%）被送至鄰近的煉廠或直接銷售。整體投資相對蒸汽裂解裝置略有增加，但原油與石腦油價格走勢呈正相關(guān)，且兩者間價差比較平穩(wěn)。在50美元/桶（365美元/噸）油價下，蒸汽裂解的原料石腦油均價在480美元/噸上下震蕩，兩者的原料平均價差在100美元/噸左右。原料價差使原油直接制烯烴具有一定的成本優(yōu)勢。
沙特阿美原油直接蒸汽裂解技術(shù)
沙特阿美/沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司工藝過程是原油（沙特輕油）直接進入加氫裂化裝置，脫硫并將高沸點組分轉(zhuǎn)化為低沸點組分；之后經(jīng)過分離，輕組分進入蒸汽裂解裝置，重組分進入沙特阿美自主研發(fā)的高苛刻度催化裂化裝置，最大化生產(chǎn)烯烴。該工藝的化學品收率大幅提高，原油制化學品的比例達到45%，相比石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置噸油毛利有所提高，但投資要高很多，因此，總體來看烯烴生產(chǎn)成本與石腦油蒸汽裂解成本相差不大。
2016年，Saudi Aramco公司與SABIC公司簽署協(xié)議，計劃在沙特阿拉伯王國共同開發(fā)一個集成的原油直接制化學品（Crude oil to chemicals，簡稱COTC）綜合體，預(yù)計每天處理40萬桶原油，每年生產(chǎn)約900萬噸化學品和基礎(chǔ)油，從原油到化學品的直接轉(zhuǎn)化率高達50%，將于2025年開始運營。
為了得到更高的化學品轉(zhuǎn)化率并將該技術(shù)推向商業(yè)化，2018 年1 月，沙特阿美與西比埃（CB&I）、雪佛龍魯姆斯（CLG）簽署了一項聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，把CB＆I的乙烯裂解技術(shù)、CLG的加氫處理技術(shù)和沙特阿美的原油制化學品技術(shù)（TC2CTM）結(jié)合起來，原油制化學品的比例可以達到70%～80%。
2018年6月，沙特阿美又宣布在其原油直接制化學品（COTC）項目中采用美國Siluria 公司的甲烷氧化偶聯(lián)制烯烴（OCM）技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用將使乙烯產(chǎn)量提高10%以上。目前沙特阿美/沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司COTC 項目正在建設(shè)中。
同年，與KBR簽署合同，KBR公司負責項目管理和前端工程設(shè)計；并將聯(lián)合體選址于延布。目前，COTC聯(lián)合體項目正在穩(wěn)步進行中。
中國石化輕質(zhì)原油裂解制乙烯技術(shù)
中國石化重點攻關(guān)項目“輕質(zhì)原油裂解制乙烯技術(shù)開發(fā)及工業(yè)應(yīng)用”在所屬天津石化工業(yè)試驗成功，可直接將原油轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等化學品（即“油轉(zhuǎn)化”），實現(xiàn)了原油蒸汽裂解技術(shù)的國內(nèi)首次工業(yè)化應(yīng)用。經(jīng)測算，應(yīng)用該技術(shù)每加工100萬噸原油可產(chǎn)出化學品近50萬噸，其中乙烯、丙烯、輕芳烴和氫氣等高價值產(chǎn)品近40萬噸，整體技術(shù)達國際先進水平，經(jīng)濟價值巨大。
通常乙烯、丙烯生產(chǎn)所需的原料，需要經(jīng)過煉油廠的原油精煉加工過程，生產(chǎn)流程長，且原油中僅有30%左右用于生產(chǎn)化工原料。此次原油蒸汽裂解技術(shù)是“油轉(zhuǎn)化”的路線之一，它“跳過”傳統(tǒng)原油精煉過程，將原油直接轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯等化學品，這將大大縮短生產(chǎn)流程、降低生產(chǎn)成本，同時大幅降低能耗和碳排放。
中國石化原油催化裂解直接制乙烯技術(shù)
中國石化所屬石油化工科學研究院自主研發(fā)的原油催化裂解技術(shù)在揚州石化成功進行工業(yè)試驗，直接將原油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴和芳烴等化學品。
這是原油催化裂解技術(shù)的全球首次工業(yè)化應(yīng)用，標志著我國原油直接制化學品技術(shù)取得突破性進展，成為世界上原油催化裂解技術(shù)路線領(lǐng)跑者。
原油催化裂解技術(shù)，是原油直接制化學品技術(shù)路線之一，直接將原油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)烯烴和芳烴。試驗結(jié)果表明，低碳烯烴和輕芳烴總產(chǎn)率提升2倍，高達50%以上，即采用該技術(shù)每加工100萬噸原油可產(chǎn)出高價值化學品約50萬噸，經(jīng)濟價值巨大。
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