2021年，中國石化“十條龍”重點攻關項目“輕質原油裂解制乙烯技術開發及工業應用”在天津石化順利完成了工業化試驗，實現了原油蒸汽裂解技術國內工業化應用零的突破。

　　該技術由北京化工研究院和工程建設公司進行研發和工程化開發、在天津石化開展工業試驗，實現了以輕質原油作為原料的裂解爐的穩定運行。標定結果顯示，基于原油的單程化學品收率近50%，整體技術達到國際先進水平。該技術的工業化應用，標志著原油蒸汽直接裂解制乙烯的“卡脖子”技術取得突破性進展，對我國石化產業轉型升級、助力實現“雙碳”目標具有重要意義。

　　加快攻克核心技術，努力實現燃料驅動型向化工產品驅動型轉變

　　近年來，在碳中和與電動革命的雙重驅動下，我國能源消費結構發生巨大變化，成品油消費逐漸萎縮，煉油能力呈現結構性過剩。與此同時，與人民生活息息相關的化工產品需求增長強勁。這也促使我國石油化工產業結構開始由燃料驅動型向化工產品驅動型轉變。

　　乙烯是化工產品的基礎原料，被譽為“石化工業之母”，是衡量一個國家石油化工發展水平的重要標志之一。通常，乙烯、丙烯生產所需的原料需要經過煉油廠的原油精煉加工過程，生產流程長。而利用原油蒸汽裂解技術，只需對原油進行必要的原料預處理，就可直接進裂解爐，將適合裂解的餾分經蒸汽裂解生產乙烯、丙烯等產品，相當于麥子可以直接做成面包，省去了磨成面粉的環節。“這將有效縮短生產流程、降低生產成本，同時大幅降低能耗和碳排放。”集團公司副總工程師王子宗介紹。

　　但是，由于原油具有餾程寬、終餾點高、膠質與不飽和烴含量高等特點，導致原油蒸汽裂解技術在對流段預熱、輕重組分分離工藝系統及控制設計、輻射段防結焦和裂解工藝控制優化等方面存在很多難點。一直以來，國際各大乙烯專利商競相針對此問題展開攻關，但收獲寥寥，截至目前，僅埃克森美孚實現該技術的工業化。

　　“原油蒸汽裂解技術作為‘油轉化’的重要路線之一，在國內，僅有以中國石化為代表研發的技術方案接近可工業化實施。”王子宗說，“一旦攻克，將破解我國原油蒸汽裂解應用的難題。”

　　勇挑重擔，中國石化開啟原油裂解技術研發之路

　　攻克核心技術，中國石化布局已久。

　　“十三五”期間，“輕質原油蒸汽裂解制乙烯技術方案研究”就已列入科技開發課題。在研發過程中，科研團隊以問題為導向，從原油預處理、汽化、裂解反應及產品分離的全過程進行分析，重點針對對流段防結焦、輕重組分分離和寬餾分油品裂解性能展開研究，通過試驗與模擬，研發了原油蒸汽裂解全過程工藝優化，設計了相關模型。針對不同種類的原油，他們通過雜質分布研究、輕重組分分離及各組分裂解性能評價測試，優化得到了原油蒸汽裂解的關鍵工藝控制點，為整體技術的工程設計提供了數據支撐，同時結合成熟的扭曲片管強化傳熱等裂解結焦抑制技術，解決了裂解爐長周期運行中的結焦難題。至此，原油蒸汽裂解制乙烯技術的工業化應用條件已初步具備。

　　2020年4月，在集團公司科技部的支持下，北化院、工程建設公司和天津石化等相關科研、設計、生產單位“集結”成功，進行原油蒸汽裂解制烯烴工業化應用聯合攻關。經過多次研討，最終確定以天津石化6號裂解爐為基礎，開展原油裂解工業試驗。同年12月，“原油直接裂解制乙烯成套技術開發及工業應用”被列入中國石化“十條龍”重點攻關項目。

　　2021年2月25日，裂解爐裝置改造啟動，并于6月30日實現中交。隨后，在多方努力下，試驗進程快速推進：8月11日裂解爐點火升溫，進行適應性投料試車；8月24日投入調和原油，裂解爐一次開車成功；9月28日完成全部試驗，實現36天穩定運行，取得了工業試驗的成功。

　　獨特“中國石化方案”，成就原油裂解技術全球第二家

　　工業試驗的數據表明：裝置運行穩定，原油裂解工藝流程中的關鍵工藝參數和設備得到充分驗證，不同API度的原油可直接蒸汽裂解，雙烯收率明顯優于預計值；原油汽化率、原油中的雜質對下游影響及爐管結焦速率可控，裂解爐運行周期控制量變化與設計相吻合。此次試驗的成功，不僅獲取了原油蒸汽裂解制乙烯技術的工業基礎數據，而且驗證了中國石化自主開發的原油蒸汽裂解工藝方案的可靠性。

　　經測算，采用該技術，每加工100萬噸原油，可產出化學品近50萬噸，其中乙烯、丙烯、輕芳烴和氫氣等高附加值產品近40萬噸。中國石化成為繼埃克森美孚之后，全球第二家成功實現該技術工業化應用的企業。

　　值得高興的是，2021年4月，石科院自主研發的原油催化裂解技術——另一條“油轉化”技術路線，也在揚州實現了全球首次工業化應用，化學品收率為50%左右，使我國成為世界上原油催化裂解技術路線的領跑者。這兩種技術結合，有望把原油生產的化學品總量提高到70%以上，將成為未來“油轉化”經濟可行的技術路線。

　　“下一步，中國石化將以此次工業試驗為藍本，繼續開展塔河煉化百萬噸原油蒸汽裂解制乙烯成套技術開發和工程設計，形成從原油直接到化工品的示范裝置，為我國石化工業的轉型發展描繪出新的范本。”王子宗介紹。（歐陽素芳）

　　在未來規劃的大型乙烯工程中，原油蒸汽裂解技術將被納入重要技術比選方案，為緩解行業供需矛盾、助力企業轉型升級提供有力支撐，為實現“雙碳”目標作出重要貢獻。

　　原油蒸汽裂解技術的首次工業化應用成功，使得中國石化成為全球第二家成功實現該技術工業化應用的企業，對石化產業轉型升級、助力實現“雙碳”目標具有重要意義。

　　（歐陽素芳）

　　 轉自：中國石化報