王琦,劉宗儼
[1.中國石油大學(xué)(北京)化學(xué)工程與環(huán)境學(xué)院,北京 102249;2.福建聯(lián)合石油化工有限公司,福建 泉州 362000]
山東東營的石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是伴隨著勝利油田的勘探和挖掘所建立和興起的。東營市地處黃河入??冢俏覈诙笥吞铩獎倮吞镏鳟a(chǎn)區(qū),也是中國第二大石油工業(yè)基地的中心城市,石化產(chǎn)業(yè)是其第一大支柱產(chǎn)業(yè)。當前,東營地區(qū)多個大型煉油化工一體化項目正在建設(shè)和投產(chǎn)過程中,外加新能源產(chǎn)業(yè)的異軍突起,而東營石化企業(yè)長期以來以生產(chǎn)成品燃料油為主,存在下游高端化工產(chǎn)品匱乏,產(chǎn)業(yè)鏈條短等一系列的問題,這些問題已經(jīng)嚴重限制了東營地區(qū)石化企業(yè)的長久發(fā)展[1,2]。本文從東營的地理位置、石油產(chǎn)量及石化產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)帶動當?shù)仄髽I(yè)的崛起為背景,對東營石化產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀進行了分析,并對存在的問題和挑戰(zhàn)進行了探討,提出建議。
東營地區(qū)煉化企業(yè)原油一次加工能力7220萬t/a,3萬多名石化相關(guān)從業(yè)人員。作為中國華北地區(qū)的重要石化基地之一,東營的石化產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)一度占據(jù)中國石化產(chǎn)業(yè)的半壁江山。
表1列出了東營主要石化企業(yè)的相關(guān)產(chǎn)能表。由表1可知,雖然東營地區(qū)的石化總產(chǎn)能相對較高,但是產(chǎn)能較為分散,產(chǎn)業(yè)集中度不夠,小煉油屢禁不止,結(jié)構(gòu)性矛盾突出,資源得不到合理利用,精細化程度不高。大部分企業(yè)的加工能力僅僅在500萬t/a左右,缺乏競爭力。除此之外,大部分企業(yè)的產(chǎn)品以燃料為主,缺乏化工產(chǎn)品,這是東營地區(qū)石化產(chǎn)業(yè)的較大缺陷。
除傳統(tǒng)煉油廠外,東營也發(fā)展出石化特色下游產(chǎn)業(yè)。其中,如??苹さ忍胤N化學(xué)品企業(yè),在行業(yè)內(nèi)具有較強競爭力,在未來可能是東營石化產(chǎn)業(yè)的核心發(fā)展方向。表2列出了東營地區(qū)其他大型石化企業(yè)的相關(guān)項目。
除了傳統(tǒng)石化產(chǎn)業(yè)之外,為了提高市場競爭力,東營市也建設(shè)了一批具有特色的新材料產(chǎn)業(yè)。表3列出了東營市計劃或在建的新材料項目。由表可知,東營市計劃或在建的新材料項目涉及了能源、紡織、樹脂、醫(yī)用材料等不同領(lǐng)域。東營目前有傳統(tǒng)石化企業(yè)大大小小一百多家,在燃料油嚴重過量的背景下,應(yīng)該進一步大力推動新材料的應(yīng)用,積極淘汰落后產(chǎn)能,用先進、環(huán)保的產(chǎn)能進行替代,促進經(jīng)濟、生態(tài)的和諧發(fā)展。
表3 東營市計劃或在建新材料項目
在全國第二大油田的背景下,東營化工企業(yè)在石油煉制過程中不斷更新技術(shù),有關(guān)部門也號召建設(shè)了許多石油化工相關(guān)的研究院、高校、國家工程基地等教育機構(gòu)。一個成功的產(chǎn)業(yè)園,除了應(yīng)該促進當?shù)禺a(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,還應(yīng)該配備完善的研究基地和教學(xué)機構(gòu),提高研究水平和高校相關(guān)專業(yè)的教育教學(xué)水平[3]。
表4列出了位于東營市的研究院和高校。由表可知,東營配備高等教育機構(gòu)、企業(yè)研究院、地方職業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)等多層次、多維度的教育基地,層次特點鮮明。東營一百多家化工企業(yè),也帶動了高校石化教育的發(fā)展。但是,教育和研究機構(gòu)相對分散,無法構(gòu)成有效的協(xié)同效應(yīng)。1969年,華東石油學(xué)院搬遷至東營市,是東營石化教育的起點;2011年,中國石油大學(xué)(華東)由東營市搬遷至青島市。
表4 東營市的研究院和高校
目前,雖然東營市分布了許多層次鮮明的研究院、高校和教育機構(gòu),但是缺少綜合性大學(xué)。各教育和研究機構(gòu)可以依托有利地勢,整合力量,在中國石油大學(xué)勝利學(xué)院的基礎(chǔ)上,組建像濟南大學(xué)、煙臺大學(xué)一樣的地域綜合性大學(xué)。其次,我們可以看到,研究院廣泛地分布于東營區(qū),河口區(qū)作為東營的重要化工產(chǎn)業(yè)基地,每年煉油產(chǎn)能多達3000多萬t,卻只建成一個研究院,勉強填補了河口區(qū)石化研究院的空白。研究院的建立,不僅能讓企業(yè)在面對疫情或者其他挑戰(zhàn)時及時接收信息,啟動應(yīng)對方案,還能積極創(chuàng)新,制定長期發(fā)展方案,促進河口區(qū)乃至東營市石油化工企業(yè)的發(fā)展。
東營市具有9個省級以上重點園區(qū),各園區(qū)發(fā)展定位不同。因地制宜,合理利用資源,科學(xué)規(guī)劃,統(tǒng)籌安排各個園區(qū)的發(fā)展方向。相關(guān)園區(qū)情況見表5。
表5 東營市省級以上重點園區(qū)
當前東營市原油一次加工能力年產(chǎn)超7000萬t,然而全市100多家石化企業(yè)中,企業(yè)規(guī)模參差不齊,資源利用率不高,產(chǎn)能分散問題十分嚴重。
此外,當前環(huán)渤海地區(qū)已經(jīng)建成或者正在規(guī)劃建設(shè)多套大型煉油乙烯一體化項目,這些煉油項目由于都建有較大規(guī)模的乙烯和芳烴裝置,將會對華北地區(qū)的石化產(chǎn)業(yè)造成巨大的沖擊。環(huán)渤海新建大型煉化一體化項目如表6所示。
表6 環(huán)渤海地區(qū)新建大型石化項目
由表6我們可以發(fā)現(xiàn),環(huán)渤海地區(qū)新建大型石化項目主要集中在曹妃甸,其余2個項目分布在煙臺和大連,東營市卻一無所獲。如何采取有效措施加速落后產(chǎn)能退出,優(yōu)化資源結(jié)構(gòu),集中產(chǎn)能是個值得深思的問題。東營地區(qū)同樣擁有較為優(yōu)良的港口,應(yīng)該加快集中產(chǎn)能,布局超大型煉化一體化項目。表7列出了東營主要石化港口數(shù)據(jù)。
表7 東營主要石化港口數(shù)據(jù)
東營石化企業(yè)以成品油生產(chǎn)為主,但隨著全國成品油市場日漸飽和,成品油庫存壓頂,供應(yīng)嚴重過剩,以及以新能源汽車為代表的新能源行業(yè)異軍突起,使燃料油的利潤率逐漸下降。如果企業(yè)選擇由原料油直產(chǎn)化工產(chǎn)品,不僅能緩解成品油飽和的壓力,而且能解決乙烯生產(chǎn)成本高和稀缺的問題。
此外,企業(yè)產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重。例如,在原料方面,東營石化企業(yè)煉油多以原油為主,少數(shù)以重油作為原料煉油;在石油產(chǎn)品方面,利華益集團股份有限公司和齊魯石化主營汽油、煤油,產(chǎn)品缺乏特色,企業(yè)缺乏核心競爭力。在石油加工處理方面,齊潤化工、??苹ず蜄|營聯(lián)合石化有限責任公司都通過加氫的方式使重油輕質(zhì)化,達到油品升級的目的。東營市許多小企業(yè)的煉油工藝以延遲焦化為主,不僅與我國堅持淘汰落后焦化產(chǎn)能的觀念相違背,并且會導(dǎo)致小型企業(yè)的激烈競爭。
當前,新能源材料由于其燃燒效率以及其清潔度都遠高于石油等傳統(tǒng)原料,新能源產(chǎn)品一直備受矚目。許多企業(yè),例如利華益集團利津煉化有限公司,2020年4月投資61.8億元建設(shè)40萬t/a的高性能ABS樹脂一體化項目;東營市廣饒石化發(fā)展有限公司計劃建設(shè)200萬t/a的化工新材料項目。前文提到的省重點工業(yè)園區(qū)中的東營高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、河口經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、大王經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和墾利經(jīng)濟開發(fā)區(qū)都把發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展目標,積極加快動能轉(zhuǎn)換,重視新材料和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這不僅標志著僅靠傳統(tǒng)原料供應(yīng)以謀求發(fā)展的時代即將結(jié)束,還表示著創(chuàng)新能促使行業(yè)進步,固步自封只能面臨著被選擇和淘汰的命運[4,5]。
山東省2018年提出《山東省新舊動能轉(zhuǎn)換重大工程實施規(guī)劃》,旨在抓好省內(nèi)的高端化工基地,在全省四市建立千億級乙烯芳烴20多個重大項目,建立四個產(chǎn)業(yè)區(qū)。東營煉化一體化區(qū)是四個產(chǎn)業(yè)區(qū)其中之一,位于東營市的4個項目為如表8所示。
表8 東營市乙烯芳烴項目
由表8我們可以知道,東營市的石化產(chǎn)業(yè)鏈條正在被拉長,石化產(chǎn)業(yè)逐漸由“一油獨立”向“油化并舉”發(fā)展。
在產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩的形勢下,為了淘汰落后產(chǎn)能,山東省宣布山東煉化企業(yè)將面臨轉(zhuǎn)型升級,以1∶1.25的比例對地煉煉化產(chǎn)能進行壓減。這項舉措,給東營地區(qū)地煉企業(yè)帶來的壓力無疑是巨大的。東營煉化企業(yè)每年煉油能力7200多萬t,而其中地煉的貢獻就有6000多萬t。壓減產(chǎn)能,對于中大型地煉可能面臨整合遷移,淘汰落后產(chǎn)能,而不符合整合條件的小企業(yè)面臨被拆除。再者,由于勝利油田的開采到了中后期階段,油品的含水量上升,勝利油田也面臨產(chǎn)量下降的問題。這表示,改革東營石化產(chǎn)業(yè)已迫在眉睫。
針對東營石化企業(yè)產(chǎn)能嚴重分散、企業(yè)產(chǎn)品嚴重同質(zhì)化的現(xiàn)狀,合并重組有關(guān)企業(yè),不僅能夠提升企業(yè)規(guī)模、提高生產(chǎn)效率,提高資源的利用率,還減弱了對環(huán)境的污染,解決了小型企業(yè)運轉(zhuǎn)不善、環(huán)境保護力度不足等一系列的問題[6]。
地處東營港經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的東營聯(lián)合石化是2012年由五家企業(yè)聯(lián)合出資組建的大型煉化一體化企業(yè),2020年總投資114億元,致力于打造200萬t/a的對二甲苯項目。項目全面建設(shè)成功后,可實現(xiàn)140萬t/a芳烴抽提,440萬t/a催化重整。屆時,東營聯(lián)合石化將實現(xiàn)產(chǎn)物從單純的燃料油到下游化工產(chǎn)品的巨大突破。東營聯(lián)合石化的成功整合和轉(zhuǎn)型,無疑是給東營眾多石化企業(yè)指明了發(fā)展方向。
當前,東營部分年產(chǎn)能低于300萬t/a的小型石化企業(yè)已經(jīng)開始整合遷移。2019年,東營市人民政府發(fā)布《關(guān)于加快七大高耗能行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實施方案》,明確了從2019年9月到2025年底前的地煉企業(yè)的整合遷移的階段性任務(wù)。截至2020年11月底,經(jīng)核查發(fā)現(xiàn)的13家企業(yè)200萬t以下煉油產(chǎn)能已退出,整合遷移不僅能讓東營煉油企業(yè)提供了集中產(chǎn)能,提升生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)效率,提高創(chuàng)新能力,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),而且能促進資源的合理化應(yīng)用,促進經(jīng)濟和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。接下來,東營地區(qū)大部分平均產(chǎn)能在500萬t/a的企業(yè)將會同樣面臨整合遷移的壓力。
山東石化企業(yè)曾經(jīng)有兩次重組。第一次是為了優(yōu)化石油資源,1999年山東京博控股股份有限公司聯(lián)合山東省20多家地煉組建了山東省石油化工有限公司,年綜合加工能力1.5億t;時隔近二十年,山東石化企業(yè)又一次重組,2017年10月,在山東省政府的支持下,東明石化牽頭聯(lián)合十幾家地煉成立山東煉化能源集團有限公司。如今原油加工能力高達9000萬t/a,山東煉化能源集團不僅注重點發(fā)展高端下游化工產(chǎn)品和化工新材料,而且借助臨港優(yōu)勢,全球化配置資源,逐步融入全球高端化工產(chǎn)品供應(yīng)鏈。山東煉化能源集團的成功,也為山東省其他石化企業(yè)的整合改革起到了帶頭模范的作用[7]。
山東石化企業(yè),尤其是地煉企業(yè),規(guī)模參差不齊,分布廣泛,缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和自然資源的合理利用。但是近幾年在山東省政府的指導(dǎo)下,從2017年東明石化牽頭形成山東煉化能源集團到2020年裕龍島煉化一體化項目的推進,山東石化企業(yè)將會從單純?nèi)剂闲蜔捰蛷S轉(zhuǎn)向為現(xiàn)代化大型化工型煉油廠[8]。
隨著全球燃料產(chǎn)能的過剩,當前國際各大能源公司都展開石油直接制取化學(xué)品工藝技術(shù)(COTC)的研究并試圖有所突破。未來,采用石油直接制取化學(xué)品工藝技術(shù)(COTC)的新型煉油廠可以將化學(xué)品的收率提高70%以上。目前,國際上比較先進的COTC成套工藝有??松夹g(shù)、沙特阿美技術(shù)和中國石化石科院的重油催化裂解技術(shù)。
美國??松梨诘腃OTC技術(shù)與傳統(tǒng)煉油過程相比,減少了常減壓過程,將原油簡單處理之后,直接送入乙烯裂解爐,在裂解爐的對流段和輻射段之間增加了一個閃蒸罐來將原油進行汽提。該方法大大簡化了石油中間加工工藝,從而降低了乙烯生產(chǎn)成本。目前該公司的惠州乙烯項目于2020年四月在廣東惠州大亞灣石化區(qū)開工。
沙特阿美原油直接制化學(xué)品工藝則是采取了乙烯原料精細化的方法,按照分子煉油的理論,采用原油加氫裂化,再經(jīng)過裂化產(chǎn)物的蒸餾分離,得到優(yōu)質(zhì)的乙烯原料,再送入蒸汽裂解裝置,該技術(shù)目前可以實現(xiàn)石油化學(xué)品的收率達70%以上。此外沙特阿美已經(jīng)收購美國Siluria公司的甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯工藝(OCM)。
重油催化裂解技術(shù)(CPP)是由中國石化石油科學(xué)研究院開發(fā),目的是生產(chǎn)乙烯和丙烯,在沈陽已經(jīng)成功實現(xiàn)工業(yè)化。該過程的原料為常壓渣油,由于原料是重餾分,導(dǎo)致目標產(chǎn)物收率低,并且產(chǎn)生大量焦炭,乙烯的收率在14%左右,丙烯收率在22%左右。當前大慶龍油化工有限公司正在建設(shè)550萬t/aCPP裝置。
在東營燃料油過剩的現(xiàn)狀和新能源領(lǐng)域的沖擊下,東營地區(qū)必須集中力量重點攻關(guān)出相關(guān)的重油直接制化學(xué)品技術(shù),加強國際合作,發(fā)展高端下游化工產(chǎn)品,完善產(chǎn)業(yè)鏈。高校和研究院也應(yīng)該加強石油前沿技術(shù)的教育學(xué)習(xí),為石油行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供堅實的知識儲備。
近些年來,我國新材料產(chǎn)業(yè)無論在規(guī)模上還是在科技創(chuàng)新上都有了長足的發(fā)展。對于像煉油這樣的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)來說,融入新材料產(chǎn)業(yè)將會進一步促進科技創(chuàng)新,豐富高端下游化工新材料產(chǎn)業(yè)鏈,發(fā)展特色化工產(chǎn)品,提高競爭優(yōu)勢。表9為東營正在發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè)。
表9 東營正在發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè)
由于東營市燃料油產(chǎn)能過剩,中小型煉油廠石化產(chǎn)業(yè)應(yīng)該逐步將過剩產(chǎn)能轉(zhuǎn)向新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展,下面,就東營石化企業(yè)可以發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)提出幾點建議。
⑴ 可降解塑料
塑料在人們生活中是不可缺少的物質(zhì),但隨著人們環(huán)保意識的提升、國家環(huán)境標準的提高、新能源產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)行業(yè)的沖擊,發(fā)展可降解塑料,具有較大的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。東營市有希望發(fā)展的可降解塑料如表10所示。
表10 東營市可能發(fā)展的可降解塑料類型
當前,國內(nèi)外紛紛出臺各類政策逐漸限制傳統(tǒng)不可降解塑料的使用。中國于2020年同樣出臺新限塑政策,在2025年左右將會逐漸禁止傳統(tǒng)不可降解塑料包裝材料,這給可降解塑料的發(fā)展帶來機會。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,在未來可降解塑料產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值可能達到8000億人民幣以上,東營地區(qū)需要抓住相關(guān)可降解塑料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機會,利用自身石化企業(yè)的優(yōu)勢,積極轉(zhuǎn)型,在未來取得一定的競爭優(yōu)勢。
⑵ 芳綸纖維新材料
芳綸纖維是一種重量輕、耐高溫、耐酸耐堿、高強度的新材料,廣泛用于航空航天、國防軍業(yè)、通訊、新能源汽車等領(lǐng)域,具有巨大的發(fā)展?jié)摿?,可以選擇為東營石化企業(yè)下一步的發(fā)展方向。當前環(huán)渤海地區(qū)大型石化企業(yè)的發(fā)展,導(dǎo)致可以供給大量PTA原料。但是,各企業(yè)在發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的同時,不能盲目齊頭發(fā)展,而應(yīng)該追求差異化發(fā)展。比如,位于東營市的山東國瓷功能材料公司是MLCC用電子陶瓷材料和墨水陶瓷全球最大的生產(chǎn)商,若當?shù)仄髽I(yè)相繼發(fā)展陶瓷材料,不僅會導(dǎo)致惡性競爭而且會導(dǎo)致陶瓷材料產(chǎn)能過剩。
⑵ 特色醫(yī)用新材料
隨著人口老齡化的進程加快,高新技術(shù)的發(fā)展,全國政府對人口醫(yī)療保障的重視,醫(yī)用新材料,作為新興產(chǎn)業(yè),正在快速發(fā)展。目前,中國醫(yī)用新材料市場增速為全球的近4倍。東營市尚待發(fā)展的特色醫(yī)用新材料如表11所示。
表11 東營市尚待發(fā)展的特色醫(yī)用新材料
上述介紹了位于東營市的石化企業(yè)的傳統(tǒng)石化企業(yè)、特色新材料的企業(yè)發(fā)展方向、相關(guān)高校、科研機構(gòu)、園區(qū)的布局,探討了東營石化企業(yè)所存在的問題并提出了相應(yīng)的改進措施。東營眾石化企業(yè)是一個縮影,呈現(xiàn)出地處石油含量豐富地帶,由于眾多化工企業(yè)興起而導(dǎo)致的產(chǎn)能分散、產(chǎn)品類型單一且毫無特色的混亂局面。但是,通過采取加快中小型企業(yè)的整合遷移、突破重質(zhì)油直接制取化工產(chǎn)品和在傳統(tǒng)石化產(chǎn)業(yè)中結(jié)合新材料產(chǎn)業(yè)等措施進行改進,東營石化企業(yè)將會基于優(yōu)勢的資源背景,構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)體系,提高競爭優(yōu)勢,走上一條集約型、多產(chǎn)業(yè)交叉式的新道路。