基于循環經濟的石化鹽化一體化發展探索與實踐

文/遲慶峰 張勤業 李 蕊

鹽化工如何提升附加值，石油化工如何向精細化工延伸，石化鹽化如何實現一體化發展，一直是困擾兩個行業創新驅動、轉型發展、提高經濟增長質量和效益的“瓶頸”。2009年9月，我國最大的藍色經濟實體——中國海洋石油總公司（簡稱“海油”）與國內最大的海洋化工生產和出口基地——山東海化集團有限公司（簡稱“海化”）實現成功重組，為石化鹽化“一體化”發展創造了條件。海化在海油“兩洲一灣”發展戰略的統一布局下，按照“減量化、再利用、資源化”的循環經濟理念，發揮原油和原鹽資源兩個優勢，發展石化鹽化一體化項目，推進石化和鹽化產業融合，拉長產業鏈，打造“升級版”，逐步實現產品和產業結構從無機產品為主到有機產品為主、從技術含量低到技術含量高、從高能耗向低能耗、從低附加值到高附加值“四個轉變”。

石化鹽化一體化發展勢在必行

鹽化工屬于傳統無機工業原料行業，技術含量低、產品附加值低、產品鏈短，難以單獨繼續向下游高附加值產品領域發展。長期以來受國家產業政策影響，絕大多數石化企業因為沒有鹽化工基礎和產業優勢只能發展石化，而鹽化工企業又不能輕易涉足石化行業，制約了鹽化工和石油化工“一體化”發展。國外鹽化工大都配套石化原料，產業鏈較長，如陶氏化學、西方化學、巴斯夫等。石化鹽化相結合可延伸眾多有競爭力的下游化工品。

石化鹽化一體化總體發展思路，即以石油化工的乙烯、丙烯和芳烴為原料，同氯堿和氨堿法純堿兩大鹽化工工藝相融合，通過工藝和技術創新，發展有機氯和有機胺兩大系列產品，延伸下游增值產業鏈，走出一條以化帶油、油化結合的特色化工差異化發展道路，從而實現產業結構調整和產品的升級換代。

經過前期的研究論證，石化鹽化一體化循環經濟發展模式主要把握好以下關鍵點：一是改造現有石化裝置，在經濟性的前提下最大限度為下游化工提供乙烯、丙烯、芳烴等化工原料，為產品結構調整提供原料支持;二是通過研究當前鹽化工工藝特點，確定石化鹽化一體化項目的定位，重點發展有機氯和有機胺兩條產業鏈;三是搞好統籌規劃，在一體化發展中實現淡水資源綜合利用;四是充分把握好產品的市場前景和競爭能力;五是實施工藝和技術創新，找準石化和鹽化的結合點，合理利用各種資源;六是落實技術方案和措施，做好節能減排和環保規劃。

海化是國家發改委等六部委批準的首批循環經濟試點單位。多年來，在循環經濟理念指導下，依靠技術進步，重點圍繞鹽化工開展資源綜合利用，延伸產業鏈，形成了“資源—生產—產品—深加工”和“資源—生產—廢棄物—再利用”兩大循環流程，初步建立了以資源綜合利用為特色的海洋化工生態工業體系。

海化石化鹽化一體化項目分為兩期規劃，一期項目由四部分組成：一是將現有電石法PVC改造為聯合法PVC，所需7萬噸乙烯由煉油板塊稀乙烯干氣提供;二是新建環氧丙烷裝置，所需丙烯由石化裝置提供，配套建設12萬噸/年燒堿裝置，提供燒堿、氯氣;三是新建丙烯腈項目，下游配套MMA裝置和合成裝置;四是以海油原油和外采蠟油為原料，采用DCC催化工藝聯產稀乙烯和丙烯。

二期項目重點對產品和產業鏈進行橫向擴充和縱向延伸。在有機氯產品方面，發展以二氯乙烷（EDC）為原料的乙撐胺系列產品、三氯乙烯和四氯乙烯，研究發展相轉移催化法清潔生產工藝生產環氧氯丙烷。同時以丙烯腈為原料，向下游發展ABS、SAN、丁腈橡膠等產品。

石化鹽化一體化規劃前后總體框架對比。海化目前是鹽化工和石油化工單獨發展的產業模式，只能各自生產單一的鹽化工產品和油品，兩者不能互為資源化條件，不能有機結合，致使產品鏈條短，附加值低。

而一體化發展，將以發展石油化工、鹽化工為龍頭，以循環經濟理論為指導，采用先進、高效、清潔的生產工藝，利用生產裝置之間的“鏈接”和“代謝”關系，在產業的發展采用上下游一體化的方式，使資源得到最充分的綜合利用，注重產品鏈的延伸，提高產品附加值，從而構筑上下游一體化且獨具循環經濟特色的產品鏈結構。

石化鹽化一體化發展后，總體產業鏈得到了延伸，石化和鹽化之間的優勢互補更為明顯，多種資源得到合理利用，物流運輸問題得到解決，循環經濟特色和優勢更加突出。

打造獨具特色的石化鹽化一體化循環發展新模式

循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則（3R原則），以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續發展理念的經濟增長模式，是對“大量生產、大量消費、大量廢棄”的傳統增長模式的根本變革。石化鹽化一體化項目在循環經濟3R原則指導下實現了創新與發展。

減量化分析

減量化是指在生產、流通和消費等過程中減少資源消耗和廢物產生。減量化是循環經濟的重要內容。石化鹽化一體化發展充分體現了減量化思路。

第一，燒堿皂化替代石灰皂化。傳統的氯醇法環氧丙烷生產工藝以石灰乳做皂化劑，產生大量的皂化廢渣、廢水。一體化項目中的環氧丙烷，與海化現有氯堿、純堿鹽化工裝置相結合，提出用氯堿裝置產出的燒堿替代石灰乳做皂化劑，該工藝不產生皂化廢渣，僅產生含氯化鈉的廢水，而氯化鈉廢水經過處理去除COD后，用于純堿生產，替代海水化鹽，可節省大量化鹽海水的精制費用，并可達到廢水再利用和零排放。

第二，電石法PVC改造為乙烯法PVC。目前，電石法PVC工藝生產中產生的“三廢”得到了一定利用，但仍存在沒有綜合利用的成分，且能耗很高。生產1t PVC要產生電石渣1.2t、廢水20t、粉塵20kg，損失氯化汞約1kg。海化將電石法改造為乙烯法，可減少排放廢渣、廢水、粉塵、汞排放，充分體現了一體化項目廢物排放減量化原則。

再利用分析

在石化鹽化一體化規劃中，環氧丙烷項目作為鹽化工與石油化工的一個重要結合點，依托海化現有產業優勢，解決了國內氯醇法環氧丙烷的瓶頸問題。突出特色表現為水的再利用。目前海化每年產生中水500萬m3，主要來自循環水排水、反滲透排放水、石化生化后污水等，一體化產業規劃中將利用這部分中水代替工業水用于環氧丙烷生產。每年可節省1440萬元的工業水費用，并很好的解決了中水處理、排放問題。皂化工藝廢水實現再利用。環氧丙烷生產中所產生的皂化廢水不再按照傳統的方式處理后直接排放掉，而是將這部分皂化廢水處理后再利用，送純堿廠鹽水車間代替海水化鹽用于純堿生產，可節省大量化鹽海水的精制費用，噸環氧丙烷產品產生的廢水能減少純堿生產海水精制費用1091.2元，每年可減少總成本8729.6萬元。最大的優勢是實現了廢水的再利用和零排放，充分體現了循環經濟再利用的特點。

資源化分析

一是干氣、氯化氫資源化。干氣是石油煉制過程中產生的廢尾氣，過去主要作為燃料使用，其中乙烯、乙烷和氫氣等主要組分沒有得到高效綜合利用，造成資源浪費，還排放大量二氧化碳。

石化鹽化一體化發展將這部分干氣通過變壓吸附分離技術分離。分離后的稀乙烯利用稀乙烯氯化技術生產二氯乙烷，一方面干氣中稀乙烯的利用延伸了煉油副產品深加工，降低了二氯乙烷的生產成本，最大程度的使聚氯乙烯產品采用石油化工路線生產，實現鹽化工與石油化工一體化；另一方面二氯乙烷裂解副產氯化氫與現有電石法乙炔聯合生產聚氯乙烯，通過合理的技術組合和中間產品耦合，實現循環經濟概念上的物盡其用。

利用干氣稀乙烯做原料直接氯化生成二氯乙烷，每噸綜合成本比直接利用純乙烯具有較強的比較優勢。與使用聚合級純乙烯制EDC相比，稀乙烯直接氯化制EDC技術具有明顯的成本優勢和較強的市場競爭力。據專家測算，與使用聚合級純乙烯制EDC相比，原料制備上節能1/3以上，噸成本降低10%～20%。海化利用干氣稀乙烯直接氯化生成二氯乙烷5000噸/年裝置，經過5個月的工業實踐結果表明，干氣中乙烯轉化率大于93%，EDC純度達到99.5%以上。產品經山東省分析測試中心檢驗符合國家行業標準，用戶試用反映良好。該項目以煉化干氣為原料，經干氣凈化和濃縮富集工藝、氯化加成反應工藝和尾氣回收工藝，有效解決了干氣中其它成分對乙烯氯化過程的影響、抑制了不利于合成EDC的副反應和干氣中其它成分有效利用的工程技術難題，構建了完整的煉化干氣稀乙烯直接氯化制二氯乙烷生產技術。目前該工藝技術創新成果已申請3項國家發明專利。海化年產20萬噸EDC項目建成投運后，年可新增銷售收入6億元以上，利稅2億元，與聚合級純乙烯法相比，年節能2.77萬噸標煤，減排二氧化碳10.8萬噸。聯合法生產PVC不僅縮短了生產流程，大幅度降低了工程投資，最大程度上利用已有的電石資源和乙炔生產裝置，屬于典型循環經濟模式，還可以在一定程度上擺脫PVC生產對電石的依賴。

專家認為，該項目工藝路線綠色環保、裝置運行穩定、生產過程安全可靠、節能效果顯著，工藝技術填補國內空白，達到國際先進水平。項目研發成功，為發揮乙烯法PVC（聚氯乙烯）和乙炔法PVC聯合優勢提供了工藝技術支撐，標志著石油化工和鹽化工產業一體化、低碳化循環發展取得重大突破，對我國干氣綜合利用領域、EDC和PVC行業生產格局變革將產生較大的創新效應。隨著我國石油工業的快速發展，煉化干氣的年產量十分可觀。據測算，2012年我國煉化干氣的產量超過740萬噸，其中乙烯的含量超過140萬噸。該項目具有良好的推廣應用前景。

二是氫氣資源化。鹽化工與石油化工另一個有價值的結合點是鹽化工副產氫與石油化工副產氫集中優化利用。隨著油品質量要求不斷提高和加工含硫油要求，大部分煉廠擁有多套加氫裝置，氫氣用量較大。鹽化工燒堿生產中有大量電解氫、石油化工生產中有催化裂解干氣中甲烷氫、重整裝置重整氫、加氫裝置弛放氫、干氣綜合利用中乙丙烷裂解爐甲烷氫等，統一集輸后采用PSA分離技術得到純氫，集中利用后氫氣總量可實現規模化深加工，與傳統的煤制氫、天然氣制氫相比，大大減少流程，降低成本，實現資源化。

根據原油加工和燒堿副產氫氣量計，海化石化鹽化一體化發展實現干氣綜合利用后，可富集氫氣約1.8萬噸/年，相當于10萬噸氨合成用氫量。按照氫氣1.0元/Nm3，年可增效近2億元。直接利用副產氫氣生產氨合成，供丙烯腈生產使用，一方面體現了富余氫氣的資源化，另一方面解決了丙烯腈液氨的采購和運輸方面的困難。單獨的燒堿廠和煉油廠都不可能集中如此規模的氫氣量，形成規模化的副產品利用，這更是充分體現了一體化循環經濟的資源化。

石化鹽化一體化發展大有可為

石化鹽化一體化符合黨的十八大綠色發展、循環發展、低碳發展的新要求和大力發展循環經濟的國家戰略。通過介紹一體化發展的背景、方案，從資源化、再利用、減量化三方面分析一體化發展規劃，海化石化鹽化一體化產業發展實現了特色循環經濟和資源綜合利用，最終生產高技術含量、高附加值和市場前景廣闊的精細化工產品，符合國家產業政策，符合循環經濟產業發展原則。

“在目前行業不景氣的狀態下，山東海化找到了一條科技突圍的正確路子。這項技術思路新穎，開發過程嚴謹，工藝路線可行，具有獨創性、先進性，標志著石化和鹽化產業一體化發展的關鍵技術取得重大突破，為我國煉化干氣綜合利用和石化鹽化一體化發展提供了新的模式。這對海化是件好事，對行業是個貢獻，這項技術意義很大！”2013年7月22日，中國石油和化學工業聯合會會長李勇武在中國石油和化學工業聯合會組織的山東海化集團“煉化干氣稀乙烯直接氯化制二氯乙烷技術研究”項目業內專家技術評估會上表示。

石化鹽化一體化發展大有可為。海化將按照“國內領先、世界一流”的高端定位，探索“基地化、大型化、一體化、園區化”的集成模式，突出“藍色高端、高效生態、循環經濟、可持續發展”四個特色，找準石化鹽化有機結合的創新點、特色點和效益點，研究綠色低碳、節能減排、環境友好和資源集約利用的新途徑、新方法和新成果，突出技術創新和自主知識產權，構筑循環經濟體系，推進產業產品升級，建設海油北方最大最具競爭力的石化鹽化一體化特色化工產業基地，打造山東省轉方式、調結構的示范項目和黃河三角洲高效生態經濟區建設的樣板工程。

石化鹽化一體化項目建成后，海化的“差異化”特色將更加鮮明，“集約化”優勢將更加突出，將成為一個集約化、差異化的特色品牌，不僅對海化的核心競爭力實現質的提升，而且對拓展循環經濟發展區域、共同打造產業產品“升級版”將產生巨大的帶動作用，并會在國內外同行業產生較好的示范作用。