广东省石油化工技术发展战略

黄仲涛  叶国兴  房广信 侯特超 王乐夫
杨卓如 易永机 丁 静

石油化工是国民经济的支柱产业,其技术发展战略的选择关系极大,影响深远。本文拟从国内外(重点以广东省为例)石油化工(涵盖高分子合成材料工业、精细化工等领域)的生产状况、技术水平、产品的市场需求和发展石油化工面临的资源、能源与环境的制约等问题,论述我省石化工业发展的战略选择。

一、生产现状

我国的石油加工能力居世界第3位,广东省居全国第2位。乙烯生产能力中国居世界第5位,广东占全国乙烯生产能力的10%。中国的合成纤维生产能力居世界首位(广东省合成纤维生产及纺织工业详见本书的相关部分)。合成橡胶生产能力中国居世界第4位,广东占全国合成橡胶能力的6%,但橡胶加工能力一直居全国前列,是省内主要出口创汇产品。然而,合成树脂的实际产量以全国人均计为54千克/人,与发达国家有较大差距。广东合成树脂产量占全国7%左右,但品种单一,以通用型塑料树脂为主,整体效益不理想。广东省塑料加工能力很强,占全国的50%。塑料品种中聚苯乙烯(PS)产量占全国一半,聚酯切片占全国25%左右。表1中列出了全国及广东的石油加工和石油化工(乙烯)的生产能力参数。

1 石油加工和石油化工(乙烯)的生产能力

 

世界(1998)吨/年

中国(1998)吨/年

广东(1998)吨/年

石油加工能力

40.2亿

2.7亿

1375万

乙烯生产能力

9101.4万

435万(1999年)

37万

合成纤维能力

2830万

543.47万

参见另表

合成橡胶能力

1419万

80万

1.12万

合成树脂能力

1.7亿

875.9万

271.09万

二、技术水平

我国炼油工业已达到国际先进技术水平。原油加工能力、平均规模、装置配套情况、炼油技术等,与国外大体相当,还创建了一些有知识产权的先进技术,已有成套技术及设备出口。主要技术评述如下:

1.渣油催化裂化技术,包括工艺技术、催化剂和设备等15项新技术,主要是搀炼渣油。主要有燕山80万吨/年汽油装置,其催化裂化装置改造后搀炼大庆渣油高达80%以上。到1998年底,全国83套催化裂化装置已有74套改造了搀炼渣油。

2.催化裂化家族技术,即有选择的催化裂化技术(DCC),把重质原料裂解为轻烯烃,以适应特种需要。如DCC-I以生产丙烯为主的气体烯烃技术,DCC-Ⅱ以生产C3~5混合烯烃和安定性好的高辛烷值汽油技术,此外还有多产液化气和汽油的MGG技术等。

3.用于生产优质轻质燃料的加氢处理技术、润滑油生产技术、高级道路沥青生产技术以及乳化沥青彩色沥青技术等,都具有国际水平,满足了国民经济各行业发展的需要。

4.广东茂名石化公司的炼油装置与技术处于国内先进水平,其润滑油生产技术尤具特色。

我国与国际上存在的差距主要是:石油储备能力不足,目前国际石油储备1141亿吨,而中国仅32亿吨。总体生产规模小,加工成本高。清洁汽油和清洁柴油生产质量与国际相比仍有较大差距。

5.乙烯裂解技术。近20年来,我国最大的18套乙烯装置中20万吨/年以下的装置有12套,而美国乙烯装置平均规模为62万吨/年,单系列装置最大能力为116万吨/年。今后,规模因素将成为参加国际竞争的重要因素。我国装置规模小直接影响了技术进步,增加了能耗和物耗。目前我国的乙烯裂解炉型CBL-Ⅵ型是自立的技术,但只有10万吨/年的能力。

6.石化产品成套技术。丙烯腈合成技术以MB一系列催化剂获得了国内外专利,已经输出到台湾地区和美国。PP成套技术主要用于国内,有七套7万吨/年和大庆一套10万吨/年。顺丁橡胶成套技术具有国际先进水平,输出到罗马尼亚等国家。丁苯热塑弹性体(SBS)在燕山与巴陵都建有万吨级生产装置,并出口到国外。我国的石化成套技术从总体来说与国外相比仍有较大差距。

7.石化催化剂生产技术:有丙烯腈催化剂、环氧乙烷/乙二醇催化剂、乙苯脱氢催化剂、裂解汽油加氢催化剂、丁辛醇催化剂、苯酐催化剂、PP与PE催化剂、合成氨耐硫变换催化剂、蒸汽转化制H2催化剂、合成氨催化剂等。这些生产装置85%以上的催化剂立足于国内。

三、市场需求情况

我国石油产品产量基本满足国内需求,但石化产品产量仍有较大缺口。表2列出了近几年国内乙烯需求情况。

2 国内近几年乙烯生产与需求情况(万吨/年)

年 份

能 力

产 量

进 口 量

表观当量消耗量

当量消费量

表观消费量

1995

290.30

243.0

1.18

 

538.3

244.18

1996

386.30

303.7

0.026

 

665.9

299.88

1997

400.50

358.05

0.029

 

748.8

355.07

1998

422.32

377.32

3.86

 

840.5

380.5

1999

 

435.00

 

969

782.0(估计)

534

注:表观当量消费量=乙烯产量+乙烯下游产品进口量折算成乙烯消费量。

当量消费量=乙烯产量+乙烯下游产品净进口量的国内消费部分析算成乙烯耗量。

我国石化产品还有巨大的市场空间,有相当大比例市场为进口商品所占领。根据对1983~1998年我国乙烯供求情况的统计分析,乙烯需求的平均年增长率为15.6%,平均满足率为61.2%。周期GDP的年均增长率为10.1%,乙烯表观当量消费量增长率是GDP增长率的1.55倍。这说明国民经济的发展对石化产品的需求是很大的。随着新世纪的到来,这种强劲的需求会带来石化工业新动力和机遇。

四、面临挑战

1.资源结构的制约。我国石油资源的供求矛盾日益突出,石油消费年均递增5%以上,而产量年均增长率为1.8%,更多地要利用进口原油来满足国民经济发展的需要。因此,进入21世纪必然面临石油资源匮乏的挑战。再加上国内石油资源日益重质化,进口原油含硫成分不断增加,显示资源不断低品位化。这就提出了一系列挑战性问题,包括原油的供应渠道、储运设施、加工技术、经济安全以及节约能源、代用能源、开发新能源等,还要研究国际油价变动对我国石化工业带来的影响。

2.环保法规和持续发展战略的挑战。环保法规的要求越来越严,工业生产的第一步是污染的治理,即达标排放,这是最起码的要求;紧接着就要求建立企业内部循环消化污染的“末端”治理技术,这就要针对具体的生产装置进行工艺和设备的改造。对于传统的石化企业,这是很富有挑战性的。但从持续发展的战略高度来看,这些要求还是不够的。可持续发展战略要求建立清洁生产过程,建立“源头治理技术”和“原子经济技术”,最后达到按“生态石化”概念来规划生产。这虽然是个逐步发展的过程,但同时也是发展的必然趋势,是不能回避的,实现的难度极大。我们在做长远规划时一定要高瞻远瞩。

3.加入WTO带来的挑战。前面已经指出,我国乙烯的平均满足率仅61.2%,其下游产品的市场份额有很大部分被外国进口商品占领,其中合成橡胶为52%,合成纤维为44%,合成树脂为53%。因此发展我国石化工业,首先要保住原有的市场占有率,进而用自己的产品顶替进口产品,并打入国际市场,这无疑是十分艰巨而且需要长期努力奋斗才能实现的目标。进入WTO后首先要看到,已占领我国部分石化产品的外商,他们必然会以附加值高的产品为先导,发挥技术服务优势,进而发挥资金优势,建立合资独资的下游加工企业,扩大占领市场,从而对我们的产品构成巨大挑战。

五、广东石化工业发展的战略选择

广东是我国改革开放的前沿,在经济上是最强的省份之一。石化工业是广东省的支柱产业,改革开放以来取得了长足的发展,对广东的经济起着举足轻重的作用。广东石化工业进入21世纪的战略选择是:

1.炼油工业,以茂油和广石化两大企业为依托,建立我国石油加工工业的“南方基地”,立足广东,辐射全国,面向全亚洲。鉴于我国炼油能力装置负荷率仅为63%,“十五”期间一次加工能力不宜再扩大,但要加大技术改造力度,采用新技术、新设备和高效催化剂,抓好节能降耗,完善加工进口高含硫原油的手段,发展深加工。其次是优化产品结构,提高柴汽比,使成品油的质量和价格和中东、新加坡、韩国的进口油品相比均具有竞争优势,全面占领广东市场,发挥“南方基地”作用。增产高等级道路沥青、改性沥青和适销对路石油产品。第三,创新清洁炼油工艺,生产清洁燃料,以满足日益严格的环保要求,提高炼油工业的竞争力。

为了实现上述目标,首先,需要我们着重发展和完善渣油加氢处理技术。要根据供油渠道、市场需求和综合效能等因素,开发有自己特色的多功能组合加工技术,大力发展清洁燃料生产技术,包括汽油低硫化技术、清洁柴油生产的深度脱硫、芳烃饱和和加氢裂化技术等。其次,要与政府配套工程投资协调一致。包括燃气轮机和联合循环发电技术的应用,在线仪表的应用和计算机的监控应用,高效能新型催化技术和反应工程技术的开发应用等。第三,要求政府保证石油资源的按时按量供应。

2.石化工业以茂名、广州、惠州三套乙烯工程为依托,通过资产重组建立更大型的组合企业集团。在“十五”期间,力争将乙烯的生产能力提高到180万吨/年,使广东占全国乙烯生产能力的25%,要求茂名乙烯装置从现有的30万吨/年改造扩建为80万吨/年,广州乙烯从11.5万吨/年改造扩建为20万吨/年,惠州乙烯提高到80万吨/年。与此同时,必须采用先进的技术对乙烯及其下游装置分阶段进行技术改造,如二元混合制冷,双峰聚乙烯,高效换热器和催化蒸馏、膜分离技术等,都要在改造的装置上使用。其次,调整产品结构,增加专用合成树脂、差别化纤维和合成橡胶新品种,发展精细化工,提高市场占有率,顶替进口,使广东石化工业有一个更大的发展。

3.合成材料工业,利用乙烯为龙头,发展新材料产品。重点发展专用塑料树脂,如专用塑料树脂、专用农膜料、专用洗衣机料、专用管材料、专用包装料等。预计到2005年,广东塑料专用料产量将达110万吨/年,居全国之首。另外目前广东还是空白的PE通信电缆料也要重点发展。其他的专用树脂如聚氨脂树脂、MBS树脂等也都要做相应的规划发展。

为适应广东国民经济发展需要,2005年以前还建议重点发展新型聚酯切片PBT,以汕头海洋集团公司和开平涤纶集团公司为依托,实现PBT的开发;发展聚碳酸酯(PC)工业,以中山聚碳酸酯中空板专业厂为依托,调整规划产品结构;发展聚丙烯酰胺(PAM)工业,以广州聚丙烯酰胺工程技术中心为依托。此外还建议考虑ABS(可广泛用于许多工程构件)、SBS(热塑弹性体,可直接应用也可作改性剂用),PVC(广东用量最大,长期缺口向外)、PPR(接枝共聚聚丙烯、抗冲击、耐老化、新品种,目前只有法国、韩国能够生产,这种PPR用作供水管很有前途,用量也大)的发展。

4.广东精细化工工业的发展方向是保持传统大宗精细化工在国内的优势,同时也要加快一些新领域精细化学品的开发。

1)涂料工业。我国1998年已跻身世界涂料工业的四强,排名在美(544万吨/年)、俄(300万吨/年)、日(200万吨/年)之后,位于第四(170万吨/年)。广东1998年涂料总产量近50万吨/年,超过了江苏和上海,居全国第一。从广东实际出发,涂料发展应以建筑涂料、粉末涂料、汽车涂料和防腐涂料为重点。广东高档内墙涂料质量不比国外产品差,且价格有优势,应加强广告宣传。广东粉末涂料品种、产量、厂家数均列国内前列,要以适应家电业的发展为主。防腐涂料为服务于海洋工程的发展,应加强耐候性的开发研究。

2)其他精细化学品。如粘合剂、农药、各类助剂等,主要应注意更新换代,进一步提高精细化率,创新高档次,生产颇具特色的品种。高纯化学试剂的发展广东较薄弱,要大力强化,不然会制约广东化工、材料、电子、生物等高科技的发展。应狠抓电子化学品的开发,寻求新的经济增长点。根据国家电子化学品技术开发的总体目标和重点任务,要解决0.8~1.2微米技术用品的工业化生产的关键技术,为0.5微米术用电子化材料国产化奠定技术基础。我省磁性材料生产、开发研究有一定优势,应提高产品档次与质量,参与国际竞争。

3)工业表面活性剂是外国精细化工发展最快的领域之一,广东的生产能力不足4万吨/年,而市场的年需求量为7万~8万吨/年。过去主要受原料不足制约其发展,现在广东乙烯工业可提供条件,应尽力促进其发展。表面活性剂应向无公害产品方向发展,烷基糖苷(APG)作为一种表面活性优良、无毒、无刺激性、可使用再生资源(淀粉或葡萄糖)的新品种,受到特殊青睐,广东有能力、有条件加速发展。建议以广东广宁精细化工厂为依托(已有1 000吨/年产品),加强技术指导,加强资助并扩大规模,以满足市场的需求。

4)水处理剂应加大发展和应用力度。我国是水资源贫乏的国家之一,人均占有水量仅为世界人均占有量的1/4。建立可持续发展水资源循环体系迫在眉睫。目前我国水处理剂主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌无藻剂、无机凝聚剂、有机絮凝剂等几大类,生产厂家规模小,品种单一,整体质量参差不齐。广东省石化研究院是我省从事水处理技术研究开发服务的骨干单位,建议以它为依托,国家给予重点扶持,走产学研相结合道路,促进其快速发展。

六、2010年广东石油化工发展战略建议

1.基于烷烃(Co1、Co2、Co3、Co4 )廉价原料开发石化新工艺,如Co2制VCM(即EVC)、Co3制ACN、Co2制醋酸、i- Co4 制MMC、Co2制C=2、Co3制丙烯酸等。开发这些新工艺的主要问题是低温催化剂的研制和循环操作的化学工程问题。

2.基于天然气、合成气的应用基础研究和液态清洁燃料合成的新突破。南海油田开采伴生大量的油田气待开发利用,借此可以补偿广东能源短缺,使广东成为能源大省。

3.发展现代生物技术,创建生化工程、制药工程、转基因农业工程、生物炼制工程等,使之成为广东国民经济新的增长点。采用生化工程技术,开发生物降解新材料,以满足环境友好事业的需求。

4.加快信息技术在石油化工业中的应用,大力开发和推广先进控制技术和信息管理技术,提高计算机的应用水平。在此基础上,组建组合化学模拟系统,开发用于分子设计和合成路线设计的人工智能。

5.加强化学工程科学的多尺度效应研究与开发,加强大型石化装置的综合配套技术的研制与开发,包括单元设备、防腐、节能、安全、环保等相关技术,加强石化过程微型化的研究与开发。

实现战略目标的建议措施:

1.石油化工是知识和资金双密集型工业,都是高投入、高风险、高回报行业。要实现战略目标,必须有大量资金投入作为保证。为此,要选定目标,重点扶持一批石油化工企业和企业集团,重点投入,多渠道筹措资金,以满足大量资金投入的需要。以这种集团公司为依托,建立石油化工高新产业基地、高新科技研究开发中心,再逐步向全省辐射。

2.充分发挥综合资源优势,积极招揽“入世”后经济发展所需的专业人才,推动产、学、研联合,促进高新技术开发和科研成果产业化。

华南地区有丰富的油气资源,面临南海,海洋资源十分丰富。广东最早对外开放,易于吸收引进外来技术和人才。广东有众多高水平科研院所和著名的高等院校,人才荟萃,采用符合市场经济运行规律和科技经济一体化新型体制,采用技术入股,充分调动产、学、研三方面的积极性,争取以较快的速度全面提高广东石化工业的整体技术水平。(完)