基于循环经济的石化盐化一体化发展探索与实践

文/迟庆峰 张勤业 李 蕊

盐化工如何提升附加值，石油化工如何向精细化工延伸，石化盐化如何实现一体化发展，一直是困扰两个行业创新驱动、转型发展、提高经济增长质量和效益的“瓶颈”。2009年9月，我国最大的蓝色经济实体——中国海洋石油总公司（简称“海油”）与国内最大的海洋化工生产和出口基地——山东海化集团有限公司（简称“海化”）实现成功重组，为石化盐化“一体化”发展创造了条件。海化在海油“两洲一湾”发展战略的统一布局下，按照“减量化、再利用、资源化”的循环经济理念，发挥原油和原盐资源两个优势，发展石化盐化一体化项目，推进石化和盐化产业融合，拉长产业链，打造“升级版”，逐步实现产品和产业结构从无机产品为主到有机产品为主、从技术含量低到技术含量高、从高能耗向低能耗、从低附加值到高附加值“四个转变”。

石化盐化一体化发展势在必行

盐化工属于传统无机工业原料行业，技术含量低、产品附加值低、产品链短，难以单独继续向下游高附加值产品领域发展。长期以来受国家产业政策影响，绝大多数石化企业因为没有盐化工基础和产业优势只能发展石化，而盐化工企业又不能轻易涉足石化行业，制约了盐化工和石油化工“一体化”发展。国外盐化工大都配套石化原料，产业链较长，如陶氏化学、西方化学、巴斯夫等。石化盐化相结合可延伸众多有竞争力的下游化工品。

石化盐化一体化总体发展思路，即以石油化工的乙烯、丙烯和芳烃为原料，同氯碱和氨碱法纯碱两大盐化工工艺相融合，通过工艺和技术创新，发展有机氯和有机胺两大系列产品，延伸下游增值产业链，走出一条以化带油、油化结合的特色化工差异化发展道路，从而实现产业结构调整和产品的升级换代。

经过前期的研究论证，石化盐化一体化循环经济发展模式主要把握好以下关键点：一是改造现有石化装置，在经济性的前提下最大限度为下游化工提供乙烯、丙烯、芳烃等化工原料，为产品结构调整提供原料支持;二是通过研究当前盐化工工艺特点，确定石化盐化一体化项目的定位，重点发展有机氯和有机胺两条产业链;三是搞好统筹规划，在一体化发展中实现淡水资源综合利用;四是充分把握好产品的市场前景和竞争能力;五是实施工艺和技术创新，找准石化和盐化的结合点，合理利用各种资源;六是落实技术方案和措施，做好节能减排和环保规划。

海化是国家发改委等六部委批准的首批循环经济试点单位。多年来，在循环经济理念指导下，依靠技术进步，重点围绕盐化工开展资源综合利用，延伸产业链，形成了“资源—生产—产品—深加工”和“资源—生产—废弃物—再利用”两大循环流程，初步建立了以资源综合利用为特色的海洋化工生态工业体系。

海化石化盐化一体化项目分为两期规划，一期项目由四部分组成：一是将现有电石法PVC改造为联合法PVC，所需7万吨乙烯由炼油板块稀乙烯干气提供;二是新建环氧丙烷装置，所需丙烯由石化装置提供，配套建设12万吨/年烧碱装置，提供烧碱、氯气;三是新建丙烯腈项目，下游配套MMA装置和合成装置;四是以海油原油和外采蜡油为原料，采用DCC催化工艺联产稀乙烯和丙烯。

二期项目重点对产品和产业链进行横向扩充和纵向延伸。在有机氯产品方面，发展以二氯乙烷（EDC）为原料的乙撑胺系列产品、三氯乙烯和四氯乙烯，研究发展相转移催化法清洁生产工艺生产环氧氯丙烷。同时以丙烯腈为原料，向下游发展ABS、SAN、丁腈橡胶等产品。

石化盐化一体化规划前后总体框架对比。海化目前是盐化工和石油化工单独发展的产业模式，只能各自生产单一的盐化工产品和油品，两者不能互为资源化条件，不能有机结合，致使产品链条短，附加值低。

而一体化发展，将以发展石油化工、盐化工为龙头，以循环经济理论为指导，采用先进、高效、清洁的生产工艺，利用生产装置之间的“链接”和“代谢”关系，在产业的发展采用上下游一体化的方式，使资源得到最充分的综合利用，注重产品链的延伸，提高产品附加值，从而构筑上下游一体化且独具循环经济特色的产品链结构。

石化盐化一体化发展后，总体产业链得到了延伸，石化和盐化之间的优势互补更为明显，多种资源得到合理利用，物流运输问题得到解决，循环经济特色和优势更加突出。

打造独具特色的石化盐化一体化循环发展新模式

循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则（3R原则），以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。石化盐化一体化项目在循环经济3R原则指导下实现了创新与发展。

减量化分析

减量化是指在生产、流通和消费等过程中减少资源消耗和废物产生。减量化是循环经济的重要内容。石化盐化一体化发展充分体现了减量化思路。

第一，烧碱皂化替代石灰皂化。传统的氯醇法环氧丙烷生产工艺以石灰乳做皂化剂，产生大量的皂化废渣、废水。一体化项目中的环氧丙烷，与海化现有氯碱、纯碱盐化工装置相结合，提出用氯碱装置产出的烧碱替代石灰乳做皂化剂，该工艺不产生皂化废渣，仅产生含氯化钠的废水，而氯化钠废水经过处理去除COD后，用于纯碱生产，替代海水化盐，可节省大量化盐海水的精制费用，并可达到废水再利用和零排放。

第二，电石法PVC改造为乙烯法PVC。目前，电石法PVC工艺生产中产生的“三废”得到了一定利用，但仍存在没有综合利用的成分，且能耗很高。生产1t PVC要产生电石渣1.2t、废水20t、粉尘20kg，损失氯化汞约1kg。海化将电石法改造为乙烯法，可减少排放废渣、废水、粉尘、汞排放，充分体现了一体化项目废物排放减量化原则。

再利用分析

在石化盐化一体化规划中，环氧丙烷项目作为盐化工与石油化工的一个重要结合点，依托海化现有产业优势，解决了国内氯醇法环氧丙烷的瓶颈问题。突出特色表现为水的再利用。目前海化每年产生中水500万m3，主要来自循环水排水、反渗透排放水、石化生化后污水等，一体化产业规划中将利用这部分中水代替工业水用于环氧丙烷生产。每年可节省1440万元的工业水费用，并很好的解决了中水处理、排放问题。皂化工艺废水实现再利用。环氧丙烷生产中所产生的皂化废水不再按照传统的方式处理后直接排放掉，而是将这部分皂化废水处理后再利用，送纯碱厂盐水车间代替海水化盐用于纯碱生产，可节省大量化盐海水的精制费用，吨环氧丙烷产品产生的废水能减少纯碱生产海水精制费用1091.2元，每年可减少总成本8729.6万元。最大的优势是实现了废水的再利用和零排放，充分体现了循环经济再利用的特点。

资源化分析

一是干气、氯化氢资源化。干气是石油炼制过程中产生的废尾气，过去主要作为燃料使用，其中乙烯、乙烷和氢气等主要组分没有得到高效综合利用，造成资源浪费，还排放大量二氧化碳。

石化盐化一体化发展将这部分干气通过变压吸附分离技术分离。分离后的稀乙烯利用稀乙烯氯化技术生产二氯乙烷，一方面干气中稀乙烯的利用延伸了炼油副产品深加工，降低了二氯乙烷的生产成本，最大程度的使聚氯乙烯产品采用石油化工路线生产，实现盐化工与石油化工一体化；另一方面二氯乙烷裂解副产氯化氢与现有电石法乙炔联合生产聚氯乙烯，通过合理的技术组合和中间产品耦合，实现循环经济概念上的物尽其用。

利用干气稀乙烯做原料直接氯化生成二氯乙烷，每吨综合成本比直接利用纯乙烯具有较强的比较优势。与使用聚合级纯乙烯制EDC相比，稀乙烯直接氯化制EDC技术具有明显的成本优势和较强的市场竞争力。据专家测算，与使用聚合级纯乙烯制EDC相比，原料制备上节能1/3以上，吨成本降低10%～20%。海化利用干气稀乙烯直接氯化生成二氯乙烷5000吨/年装置，经过5个月的工业实践结果表明，干气中乙烯转化率大于93%，EDC纯度达到99.5%以上。产品经山东省分析测试中心检验符合国家行业标准，用户试用反映良好。该项目以炼化干气为原料，经干气净化和浓缩富集工艺、氯化加成反应工艺和尾气回收工艺，有效解决了干气中其它成分对乙烯氯化过程的影响、抑制了不利于合成EDC的副反应和干气中其它成分有效利用的工程技术难题，构建了完整的炼化干气稀乙烯直接氯化制二氯乙烷生产技术。目前该工艺技术创新成果已申请3项国家发明专利。海化年产20万吨EDC项目建成投运后，年可新增销售收入6亿元以上，利税2亿元，与聚合级纯乙烯法相比，年节能2.77万吨标煤，减排二氧化碳10.8万吨。联合法生产PVC不仅缩短了生产流程，大幅度降低了工程投资，最大程度上利用已有的电石资源和乙炔生产装置，属于典型循环经济模式，还可以在一定程度上摆脱PVC生产对电石的依赖。

专家认为，该项目工艺路线绿色环保、装置运行稳定、生产过程安全可靠、节能效果显著，工艺技术填补国内空白，达到国际先进水平。项目研发成功，为发挥乙烯法PVC（聚氯乙烯）和乙炔法PVC联合优势提供了工艺技术支撑，标志着石油化工和盐化工产业一体化、低碳化循环发展取得重大突破，对我国干气综合利用领域、EDC和PVC行业生产格局变革将产生较大的创新效应。随着我国石油工业的快速发展，炼化干气的年产量十分可观。据测算，2012年我国炼化干气的产量超过740万吨，其中乙烯的含量超过140万吨。该项目具有良好的推广应用前景。

二是氢气资源化。盐化工与石油化工另一个有价值的结合点是盐化工副产氢与石油化工副产氢集中优化利用。随着油品质量要求不断提高和加工含硫油要求，大部分炼厂拥有多套加氢装置，氢气用量较大。盐化工烧碱生产中有大量电解氢、石油化工生产中有催化裂解干气中甲烷氢、重整装置重整氢、加氢装置弛放氢、干气综合利用中乙丙烷裂解炉甲烷氢等，统一集输后采用PSA分离技术得到纯氢，集中利用后氢气总量可实现规模化深加工，与传统的煤制氢、天然气制氢相比，大大减少流程，降低成本，实现资源化。

根据原油加工和烧碱副产氢气量计，海化石化盐化一体化发展实现干气综合利用后，可富集氢气约1.8万吨/年，相当于10万吨氨合成用氢量。按照氢气1.0元/Nm3，年可增效近2亿元。直接利用副产氢气生产氨合成，供丙烯腈生产使用，一方面体现了富余氢气的资源化，另一方面解决了丙烯腈液氨的采购和运输方面的困难。单独的烧碱厂和炼油厂都不可能集中如此规模的氢气量，形成规模化的副产品利用，这更是充分体现了一体化循环经济的资源化。

石化盐化一体化发展大有可为

石化盐化一体化符合党的十八大绿色发展、循环发展、低碳发展的新要求和大力发展循环经济的国家战略。通过介绍一体化发展的背景、方案，从资源化、再利用、减量化三方面分析一体化发展规划，海化石化盐化一体化产业发展实现了特色循环经济和资源综合利用，最终生产高技术含量、高附加值和市场前景广阔的精细化工产品，符合国家产业政策，符合循环经济产业发展原则。

“在目前行业不景气的状态下，山东海化找到了一条科技突围的正确路子。这项技术思路新颖，开发过程严谨，工艺路线可行，具有独创性、先进性，标志着石化和盐化产业一体化发展的关键技术取得重大突破，为我国炼化干气综合利用和石化盐化一体化发展提供了新的模式。这对海化是件好事，对行业是个贡献，这项技术意义很大！”2013年7月22日，中国石油和化学工业联合会会长李勇武在中国石油和化学工业联合会组织的山东海化集团“炼化干气稀乙烯直接氯化制二氯乙烷技术研究”项目业内专家技术评估会上表示。

石化盐化一体化发展大有可为。海化将按照“国内领先、世界一流”的高端定位，探索“基地化、大型化、一体化、园区化”的集成模式，突出“蓝色高端、高效生态、循环经济、可持续发展”四个特色，找准石化盐化有机结合的创新点、特色点和效益点，研究绿色低碳、节能减排、环境友好和资源集约利用的新途径、新方法和新成果，突出技术创新和自主知识产权，构筑循环经济体系，推进产业产品升级，建设海油北方最大最具竞争力的石化盐化一体化特色化工产业基地，打造山东省转方式、调结构的示范项目和黄河三角洲高效生态经济区建设的样板工程。

石化盐化一体化项目建成后，海化的“差异化”特色将更加鲜明，“集约化”优势将更加突出，将成为一个集约化、差异化的特色品牌，不仅对海化的核心竞争力实现质的提升，而且对拓展循环经济发展区域、共同打造产业产品“升级版”将产生巨大的带动作用，并会在国内外同行业产生较好的示范作用。