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我国石化及重大装备发展现状及展望

发布时间:2016-09-03

点击量:143 次




我国石化行业发展现状

2015年,石化行业增加值同比增长7.2%,乙烯产量1 714.5万t,增长1.6%;合成材料总产量1.23亿t,增长8.2%;苯产量783.1万t,增长6.6%;甲醇产量4 010.5万t,增长8.3%;化肥总产量7 627.3万t,增长7.3%。

2015年,合成材料、专用化学品、精细化学品等附加值较高的行业引领增长。其中,合成材料制造业增加值增幅达11.6%,专用化学品制造增长11.1%,涂(颜)料制造业增长9.5%,增速明显高于其它行业。

基础化学原料增速明显放缓,无机化学原料产量增幅只有1.9%。产品生产增长结构进一步优化。天津港“8.12”事故之后,在中央专项建设基金的引导下,城镇人口密集区高风险危险化学品生产企业搬迁改造加速,化工生产企业进入化工园区的比例进一步提升。


石化行业发展面临形势

1.国家出台进口原油使用管理政策

2015年2月,国家发展和改革委员会出台《国家发展改革委关于进口原油使用管理有关问题的通知》(发改运行[2015]253号),明确提出了指导原则:一是坚持优化结构,严格淘汰落后产能,促进炼油产业结构升级;二是发挥市场在资源配置中的决定性作用,引导企业自主淘汰落后、兼并重组或建设天然气调峰储气设施;三是鼓励资源引进;四是鼓励原油深加工;五是鼓励采用先进污染治理技术。基本条件:《国家进口原油使用通知》还明确了新增用油企业应同时符合的基本条件,包括拥有一套及以上单系列设计原油加工能力大于200万t/a(不含)的常减压装置;同时对能耗、质量、储运、环保、安全消防等也提出了具体要求。

获得进口原油使用的企业进展。2015年,国内获得使用进口原油的企业共14家。包括:山东东明石化集团有限公司、辽宁盘锦北方沥青燃料有限公司、山东中化弘润石油化工有限公司、山东垦利石化集团有限公司、山东利津石油化工厂有限公司、山东东营亚通石化有限公司、宁夏宝塔石化集团有限公司、山东汇丰石化集团有限公司、山东天弘化学有限公司、山东京博石油化工有限公司、山东寿光鲁清石化有限公司、山东东营齐润化工有限公司、山东海右石化集团有限公司和延长石油集团公司。这14家企业共保留一次原油加工能力7 770万t/a,核定用油数量共计5 819万t;淘汰自有落后装置能力2 420万t/a,淘汰兼并重组32套小炼油装置(总能力1672万t/a);其中有4家企业承诺建设储气设施。

2.国内石化产品市场预测

主要石化产品的市场需求增速减缓。受经济增长放缓、经济结构调整、工业化进入中后期以及替代能源快速发展的影响,“十二五”期间,国内乙烯当量消费年均增速4.8%,预计“十三五”期间年均增速只有3.5%,2020年国内乙烯当量消费量将达4 480万t;“十三五”期间五大合成树脂的消费量年均增长4.2%、合成橡胶年均增长6.5%、合成纤维年均增长4.7%。

3.低油价和原料多元化带来新挑战

低油价给全球石油和石化产业带来巨大冲击和挑战;我国石化产品大多数处于产业链的中低端,产品价格低廉,成本高,处于亏损状态边缘;部分产品产能过剩,恶性竞争。另外,美国页岩气快速发展和轻烃原料低价格,以及现代煤化工的迅速发展,对石化产业造成挑战。

4.国家出台了《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)对企业废气和废水等提出了严格的要求

5.市场竞争主体显著增多

石化产品市场是完全开放的市场,竞争日趋激烈。一是跨国公司具有一定的技术和产品优势,例如,中东、北美地区凭借丰富的资源优势和原料低成本优势,在乙烯及其下游产品竞争中处于强势地位;西欧、日本大力发展高端石化产品,积极打造竞争优势;世界自贸区建设进程加快,国际贸易市场将形成“区域主义+WTO多边框架”的双重格局;如近年来,东盟石化产品大规模进口,为中、日、韩自贸区签约日、韩PX和其他石化产品进人我国市场创造便利条件,另外,中海自贸区签约带来的挑战将更为严峻。此外,民营企业的机制灵活,贴近市场优势。

6.商业模式的变革带来新的挑战

以阿里巴巴集团为代表电商的兴起、“互联网+”战略的推动、政府有关优惠政策的鼓励,对制造业传统的营销模式造成很大冲击和挑战;目前各大电商纷纷进入石化产业的油品、非油品以及石化产品的销售领域,削弱石化生产企业已有的传统市场优势,有的电商深入到石化基层企业搞对口合作,肢解一体化整体优势,逐步蚕食石化生产企业的市场客户。

沈鼓为江苏海伦60万吨PTA项目安装现场

石化行业发展的趋势

《石油和化学工业“十三五”发展指南》指出:

1.石化发展目标

到2020年,全国炼油能力预计达到8.8亿t左右,力争控制在8.5亿t左右,年原油加工量6.1亿t;乙烯产能3 200万t/a,年产量约3 000万t,其中煤(甲醇)制乙烯所占比例达到20%以上;对二甲苯产能2 200万t/a,产量约1 870万t。

2.工作重点

(1)烯烃:强化炼化一体化优势,促进石油基烯烃、原料轻质化,提高轻烃所占比例,发展煤(甲醇)制烯烃,丙烷脱氢制丙烯,提高非石油基产品在乙烯丙烯产量中的比例。

(2)芳烃:结合炼化一体化和环境保护方面要求,科学布局石化芳烃产业,促进煤制芳烃产业化,推进芳烃原料路线多元化和芳烃-聚酯一体化产业基地建设。

(3)有机原料:发展大宗短缺产品如乙二醇、己二腈等,加快推广清洁生产工艺,替代重污染工艺,例如推广直接氧化法和共氧化法环氧丙烷生产技术,替代氯醇法环氧丙烷生产技术。推进原料路线多元化,发展合成气制乙二醇,包括煤制乙二醇、焦炉气制乙二醇、电石尾气制乙二醇等。

(4)传统化工“N”:严控包括氮肥、磷肥等传统行业的过剩产能,建立落后产能退出长效机制;促进农化产品升级。化肥企业要由生产单质肥为主向生产混配肥料为主转变:“十三五”期间,氮肥新增产能700万t,淘汰落后产能650万t,到2020年总产能达到6 050万t。磷肥淘汰落后产能100万t,2020年产能控制在2 400万t左右,平均产能利用率达到80%。钾肥2020年产量达到800万t,进口稳定在800万t左右。



石化技术与装备发展态势

石化产业装备取得的成果

1.形成了一批装备制造特色企业

例如,中国第一重型机械股份公司(大型换热器、1 400吨级加氢反应器、2 000吨级煤液化反应器);沈阳鼓风机集团股份有限公司(100万t大型乙烯装置、千万吨炼油装置、60万tPTA、100万t甲醇,以上工艺的大型压缩机;大型长输管线压缩机;125 t大推力往复压缩机);杭州制氧机集团有限公司(成套空气分离设备、大型乙烯冷箱、真空贮槽、各类透平压缩机、天然气压缩机、离心式液体泵);西安陕鼓动力股份有限公司(40余套硝酸机组;60万吨等级的PTA机组)等等。


2.石化重大装备取得了一定的成功

(1)乙烯“三机”

沈鼓圆满完成100万t/a乙烯的裂解气离心压缩机、丙烯制冷离心压缩机(蒸汽轮机驱动、轴功率3.3万kW)和乙烯制冷离心压缩机的研制任务,已分别安装在中国石化镇海炼化公司100万t/a乙烯、中国石化天津石化公司100万t/a乙烯和中国石油抚顺石化公司80万t/a乙烯的装置上,并投入正式运行。又承接了武汉石化公司120万t/a乙烯“三机”的制造任务。

(2)PTA工艺空气压缩机组

陕西鼓风机集团有限公司(以下简称陕鼓)和沈鼓分别研制出60万t/a级和100万t/a级PTA工艺空气压缩机组;陕鼓研制生产的我国首台PTA压缩机组在重庆蓬威石化有限公司60万t/aPTA装置上投入运行以来,各项性能指标均满足用户要求。各项运行指标接近国际先进水平;100万t/a级PTA装置用的工艺空气压缩机也实现了国产化,并成功应用于江苏海伦石化有限公司120万t/aPTA装置上。

(3)新氢压缩机

2014年沈阳透平机械股份有限公司往复机事业部为中化泉州石化330万t/a渣油加氢装置成功研制的大型往复式新氢压缩机投入使用已累计平稳运行超1万h,各项性能指标均达到设计任务书的要求。经与同时运行的国际知名压缩机制造企业——德莱赛兰150型压缩机相比较,国产4M150压缩机的振动、噪声、效率等性能指标基本相同,个别指标还优于德莱赛兰的压缩机。更值得一提的是压缩机自投入运行以来没有更换过气阀等易损件,说明我国在大型往复式压缩机的设计、制造、安装调试等方面又上了一个新台阶。填补了国内空白,产品达到国际同类产品的技术水平。

(4)挤压造粒机

大型混炼挤压造粒机组,国际上只有德国W&P公司、日本制钢所(JSW)、日本神户制钢所(COBE)以及美国Farrell公司几家企业可以制造;大连橡塑机械股份有限公司为中国石化燕山石化公司20万/年聚丙烯成功研制的同向双螺杆挤压造粒机组,电动机功率7 100 kW,螺杆直径320 mm。经8 000 h以上连续运行,各项性能指标均达到设计任务书的要求,结束了我国大型挤压造粒机组长期依赖进口的局面。之后大连橡塑机械股份有限公司又承担了中国石化齐鲁石化公司的25万t/a聚乙烯装置挤压造粒机组的研制任务。该机组总质量140 t,生产能力45 t/h,已于2012年正式投产运行。

(5)乙烯冷箱

杭州制氧机集团承担的“百万吨级乙烯冷箱的开发与研制”项目,以天津100万t/a乙烯项目和镇海炼化100万t/a乙烯项目为依托工程。并根据两套装置的不同特点,采用了不同的方案;天津百万t乙烯冷箱采用美国鲁姆斯公司二元冷剂制冷流程技术,共3台冷箱,其最高设计压力达到5.4MPa,其中最大的冷箱外形尺寸:6 500 mm×4 200 mm×33 000 mm.总质量约265 t,能满足14股流体同时换热。镇海100万t/a乙烯冷箱采用美国鲁姆斯公司二元冷剂制冷流程技术,分为一大三小共4台冷箱,其最高设计压力达到6.0 MPa,其中最大的冷箱外形尺寸:7 400 mm×4 000 mm×30 000 mm,总质量约300 t,能满足16股流体同时换热。百万吨级乙烯冷箱的研制成功,打破了国外少数公司在该市场上的垄断局面,不仅对提高我国乙烯行业的装备水平有着重大意义,而且对天然气液化、大型化肥装置以及CO深冷分离等其他行业的冷箱设备的研制也具有指导意义,杭氧已成为世界冷箱市场上的后起之秀。

(6)乙烯低温球罐

合肥通用机械研究院根据乙烯装置国产化的需要,自主开发了一50℃低温钢大型球罐设计制造技术,成功解决了低温材料、板材成形、焊接以及施工现场热处理等技术难题,打破了我国大型低温乙烯球罐依赖进口的局面,填补了国内空白。国产的大型低温球罐已在石化企业广泛应用。

(7)裂解炉

茂名重力石化机械有限公司于2007年为中石油独山子石化公司100万t/a乙烯装置已成功研制了单台l5万t/a乙烯裂解炉,技术达到国际先进水平,并建立了从焊接、组装、热处理到试压的生产线。

(8)反应器

国内相继开发出1 000万t/a炼油装置加氢裂化反应器、240万t/a连续重整反应器、螺纹锁紧环式高压换热器在100万t/a乙烯装置中的30万t/a环氧乙烷/乙二醇环氧乙烷反应器、45万t/a聚丙烯复合式环管反应器、30万t/a聚乙烯气相反应器、100万t/aPTA氧化反应器及20万t/a苯乙烯脱氢反应器等各类关键反应器,填补了国内空白,并在工程中成功应用。

(9)石化用泵

化工泵从30万t/a乙烯、500万t/a炼油、30万t/a合成氨到100万t/a乙烯、1 000万t/a炼油及45万t/a合成氨,国内泵制造企业一直坚持国产化道路,目前,千万t炼油、百万t乙烯、煤化工等石化装置中的工艺流程泵国产化率分别到90%、85%和80%。

(10)大型空分设备

2013年,杭州制氧机集团有限公司与中国神华宁夏煤业集团公司签署6套10万m³/h空分设备设计、供货和服务合同。此份订单无论在合同金额、空分等级、还是在制氧总容量均居世界前列。


石化装备发展趋势

1.装备的发展趋势

装备的发展趋势:1)大型化、高压化、高效化、高硫、高酸化;2)新材料、新结构、新工艺、新技术;3)设计、制造、使用一体化;4)安全、稳定、长周期、满负荷、优化运行。

2.大型炼油通用设备。

(1)气体压缩机

是产生压力能和输送气体的关键设备,有透平式压缩机和往复式压缩机:主要有日本、美国、德国、意大利、瑞士等国家的设计和制造技术比较先进。长期以来国内自主开发或者引进后攻克了不少难关,有了重大突破。其中水平剖分式离心压缩机和轴流式压缩机接近国际同类产品的先进水平。

(2)离心式压缩机

国际上的发展方向是容量增大,开发高压、小流量、低噪音、高效率压缩机产品。国内生产企业达十多家,特别是沈阳鼓风机厂、上海鼓风机厂、陕西鼓风机厂等。国内离心压缩机高技术、高参数、高质量和特殊产品还不能满足需要,50%左右还要靠国外进口。另外在技术水平、质量、成套性上和国外还有差距,在设计制造大型气体压缩机上还没有成熟的经验。

(3)换热器

随着大型化及高效化,国外换热器也趋于大型化,并向低温差、低压力损失方向发展。换热器翅片管进展T型翅片管、低螺纹翅片管、菱形翅片管、缩放管、铝多孔表面传热管、螺旋槽管、螺旋扭曲椭圆形管等等。

3.大力发展高端装备制造,实现由大到强的战略转型

发展高端装备制造业是促进行业经济转型升级、实现由大到强的重要抓手。目前,海洋工程装备、智能制造装备等五大领域已被确定为我国高端装备制造产业的重点;重点着力发展千万吨炼油、百万吨乙烯等大型炼油炼化装置,以差异化、高附加值的产品和技术引领发展,加快发展高端装备制造业;标准化、模式化是实现“中国制造”变为“中国创造”的战术措施。再次,随着石油加工过程的发展,原来最简单的原油蒸馏装备塔、炉、换热器、泵、罐已不能满足新的要求,催化反应过程占据主导地位,气固流化床反应器、液气固三相反应器应运而生,而大型低温球罐(-30℃,1.72 MPa)更是未来发展方向。最后,聚烯烃品种越来越多,相应需要许多技术难度大的新设备,乙烯裂解炉、板翅式冷箱、350 MPa超高压反应器、聚丙烯环管反应器、带搅拌浆的各类聚合反应器等;百万吨乙烯所需的关键“三机”,裂解气压缩机、丙烯压缩机、乙烯压缩机;百万吨级大乙烯大型离心压气机,单机45 000 kW,要求高可靠性、高寿命。此外,通用石化装备中,30万t/a合成氨成套装备、6万m3/h的大型空分设备等都是未来好的研发方向。

关于开发高效装备方向,比如大型企业的汽电联产,能源梯级利用(燃气轮机发电产汽装备,高温气体净化设备);高温位热能回收,催化700℃烟气透平发电,余热锅炉产汽;低温位热能回收,300℃以下热源的利用(热泵、低温差高效换热器);CO锅炉化学能回收;高压液体的液力透平压力能回收;优化换热网络、蒸汽网络等。

4.生产研发和设计、制造一体化

产学研用联合,努力推动制造业创新发展。一方面,针对不同类型自发的产学研合作网络或产业研发联盟,政府要加强投融资机制创新,通过引导和支持的方式促进其发展,促进政府、企业、金融、社会资金对接;另一方面,以行业骨干企业为龙头,联合科研实力雄厚的大学和科研机构,组建多种形式的产学研研发联盟,充分调动各方资源和力量,共同推进“中国制造2025”的技术研发和应用推广。

5.大力提升石油装备的数字化、智能化水平

要乘新一轮科技和产业革命的兴起、世界制造业格局的变革,大力推进新一代信息技术与石油装备制造业的深度融合,不断提升石油装备的技术与制造水平,满足我国海上石油勘探开发需要。

6.强化制造基础

提高产品设计能力核心基础零部件/元器件、关键基础材料、先进基础工艺及产业技术基础这“四基”的整体水平很大程度上决定了产品质量的优劣,是提高中国制造品质的基础,应高度重视。以专业化为方向、以标准化为基础强化中国制造工业基础。同时,大力推广应用先进设计技术,开发设计工具软件,构建设计资源共享平台;制定激励创新设计的政策,由加工代设计和出口自创产品品牌转变。

7.努力拓展海外市场,寻求产业发展的更大

中国的石油装备在价格上具有优势,普遍低于国际价格。一些用量大、技术难度不高的设备,正在积极扩大国际市场份额。

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