浅谈中国乙烷裂解制乙烯现状
及未来趋势分析
乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，是石油化工产业的核心，在国民经济中占有重要地位，其生产规模和水平已经成为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。
2013年，我国乙烯总产能为1787万吨，同比增长7.5%；产量1622.5万吨，同比增长7.1%；净进口量170.4万吨，同比增长19.7%；表观消费量为1792.9万吨，同比增长8.1%。
国内的乙烯消费主要体现在下游衍生物上，其中60%以上用于聚乙烯的生产。在消费量统计上，通常采用当量消费量来评价乙烯的实际需求，2013年，我国乙烯当量消费量约为3510.6万吨，乙烯当量消费自给率约46.2%，还存在较大的供应缺口。
2014年，我国建材、家电、汽车工业快速发展，对聚乙烯、苯乙烯、合成橡胶等乙烯衍生品的需求量仍将保持较快增速，从而带动乙烯市场需求的增加。预计2014年，国内乙烯当量需求量为3725万吨，较2013年增长6.0%。未来几年，我国单体乙烯基本能够实现自给，而当量乙烯消费量缺口仍较大，乙烯工业仍有一定的发展潜力。 目前，中国已成为世界上仅次于美国的第二大乙烯生产国。但值得关注的是，近年来国际油价高企，使得以石脑油为原料的乙烯装置竞争力大幅下降，迫于竞争压力，国内乙烯装置近两年开始限产，而以低廉的乙烷为原料生产乙烯越来越显示出成本优势。
1.乙烷裂解制乙烯的优越性
乙烷裂解制乙烯具有成本低、收率高、投资少、污染小等优点。据CEH报告，乙烷裂解制乙烯的收率高达80.5%，远高于国内传统石脑油制乙烯35%的收率。随着美国、加拿大及中东地区天然气的大规模开采，尤其是美国近几年的页岩气革命，乙烷的供应大幅增加，价格却不断下降，乙烷裂解制乙烯已成为颇具竞争力的工艺路线。世界范围内，乙烷在乙烯的原料占比中由之前的不足10%，增加到2012年的34.8%。世界乙烯原料占比及我国乙烯原料构成见图1、图2。
以2013年5月中石油石脑油报价、美国乙烷报价及亚洲乙烯报价为核算基准，石脑油制乙烯和乙烷制乙烯两种工艺路线的经济性见表1。可见，乙烷制乙烯表现出较好的利润率。
2.工艺路线
乙烷广泛存在于天然气、石油伴生气及石油炼厂气中，价格低廉、资源丰富。目前，乙烷制乙烯工艺路线有多种，已经实现工业化的是乙烷蒸汽裂解技术。该技术发展的核心是裂解炉技术的改进与完善，具有代表性的是美国Lummus公司、S&W公司、德国Linde公司、荷兰KTI公司、及中石化工程建设公司。该技术具有产品单一，并能富产大量氢气的优点，但反应条件苛刻，能耗高。
在研的工艺路线有催化膜反应器脱氢和乙烷氧化脱氢。催化膜反应器脱氢具有较低的反应温度和较高的产品收率，是颇有潜力的发展方向，目前尚处于起步阶段。乙烷氧化脱氢工艺兴起于本世纪70年代，是颇具竞争力和商业化前景的技术路线，该方法具有反应条件温和，装置投资和操作费用低等显著优势。乙烷氧化脱氢制乙烯依据其反应形式不同，可分为气相氧化裂解、催化氧化裂解和毫秒反应。由