乙烯既被人们称之为石油化工代表性产品，又是石油化工最重要的基础原料，它的产量和质量往往体现了一个国家石油化工发展水平的标志。它生产成本低，应用广泛，价值极高，石油化工奇迹般发展就是以乙烯及其衍生物为基础的，石油化工的后续产品30%以上都是以乙烯为原料。现在世界上新建的乙烯装置大都在100万吨乙烯/年以上。而95%以上采用管式裂解炉工艺。

　　我国的乙烯工业经过60年代起步，70年代大发展，现已进入持续稳定发展阶段。面临21世纪，全球经济一体化，竞争日趋激烈，要改变乙烯工业面貌，缩短与世界先进水平差距，除在提高单台裂解炉的生产能力，扩大装置生产规模上发展外，还必须在原料选择及减少裂解炉结焦上下功夫。因为原料费用占乙烯生产成本的绝大部分，而结焦带来总的后果是使生产周期缩短。

　　1．裂解原料选择

　　在乙烯生产中，原料费用通常要占整个乙烯成本的一半以上。搞好裂解原料的优化和平衡，是降低乙烯生产成本，提高竞争力的重要措施。

　　1.1国内外裂解原料构成及发展趋势

　　近十几年中，世界50%的乙烯是由石脑油原料生产而得的，目前石脑油仍占主导地位。美国盛产天然气，最重要的裂解原料是丰富而廉价的乙烷，未来趋势将是以乙烷和轻质石脑油为主。西欧的乙烯原料则一直以石脑油为主，同时进口一部分LPG作为原料。在亚太地区也是石脑油占据主要地位，轻柴油作为裂解原料只是对石脑油的调剂和补充。

　　我国原油加工主要依靠国内资源，重质油居多，造成我国裂解原料较重，单位产品成本较高。1996年以前，我国乙烯裂解原料以轻柴油为主，自1996年开始，石脑油用量超过轻柴油。1995－2000年，石脑油所占比例由42.5%上升为61.5%；轻柴油比例由48.2%下降为20.6%；加氢尾油比例由1.6%上升为8.5%。

　　1.2裂解原料对乙烯经济性影响

　　裂解原料对乙烯经济性影响的研究表明，原料越重，装置投资、原料消耗量、公用工程消耗均随之增加，乙烯收率越低，副产品也随之增多，结焦速度加快，能耗将上升，生产成本也相应上升。因此，乙烯原料的优劣直接影响乙烯产品的国际竞争力。

　　在使用重质原料时，由于副产品的增多，副产品回收的收益对乙烯生产成本的影响很大。国外使用重质原料的乙烯企业非常重视副产品的综合利用。而我国以前使用重质原料的乙烯装置，C5馏分以上的副产物综合利用情况较差，裂解汽油加氢后作芳烃原料，或作汽油调和组分。其余大部分作燃料使用，严重地影响乙烯成本的降低，近年来，情况已有很大改观。

　　随着我国裂解原料的逐年优化及生产技术的进步，乙烯收率逐步提高，生产乙烯成本也不断降低。目前，国外石脑油裂解乙烯收率已达到35%左右，综合能耗和乙烯成本进一步降低。

　　1.3乙烯原料的选择

　　乙烯原料的选择取决于原料的可获得性、成本和副产品市场等因素的平衡结果，大型石化企业还要考虑原料的就地取材和物料平衡及综合利用等方面因素。

　　1.3.1合理配置国内外原油资源，改善裂解原料结构

　　裂解原料结构调整主要以降低成本为目的。随着全球经济一体化的大趋势，我们必然要利用好国际、国内两种裂解原料资源。自1993年以来，我国已从原油纯出口国变为进口国，并且进口原油量逐年增加。对于提供裂解原料的炼厂在配置国内原油时应尽量选择含直链烷烃较多的石蜡基原油（如大庆、长庆等原油）进行加工，以保证乙烯原料的优质化。对沿海加工进口原油并提供乙烯原料的炼厂，选择进口原油的品种时，尽量选择进口来源稳定的中东轻质原油，如卡塔尔、沙特、阿联酋等国家产的轻质原油，这些产地的原油不但石脑油收率较高（约15%～25%，是我国原油石脑油收率的2～3倍），而且石脑油中链烷烃含量也较高，是比较理想的乙烯原料。

　　1.3.2原料轻质化，减少轻柴油，增加石脑油用量

　　根据世界及亚太地区乙烯原料构成现状及发展趋势，我国的裂解原料应继续以石脑油为主，加氢尾油和轻烃作为补充，减少柴油作裂解原料。

　　石脑油是较理想的原料，裂解产生的燃料油一般只有6.3%；而用煤柴油则高达18.8%。另外，我国需要大量柴油作燃料，在国内柴油供应紧张的情况下，继续降低裂解原料中的柴油比例是非常重要的。

　　1.3.3提高加氢裂化尾油的比例，取代轻柴油和部分石脑油

　　我国近10多年来，加氢裂化尾油的比例逐步增加，预计今后将以较高速度增长。80年代北京石科院、化工研究院和抚顺研究院等做了大量的研究工作。大庆、扬子、上海石化、茂名采用高压加氢裂化尾油，效果显著。另外，由于中压加氢装置投资成本较低，北京石科院又开发成功MHC工艺，生产重石脑油和加氢裂化尾油。大于350℃的尾油BMCI值很低，乙烯收率与石脑油相当，“三烯”收率高达50%，燃料油产率3％～4%，是很好的裂解原料。

　　抚顺石油化工研究院利用重质油生产优质裂解原料，并实现工业化。如胜利减压渣油经延迟焦化得到焦化石脑油和轻柴油，加氢后都可直接去裂解，焦化蜡油加氢后可去催化裂化，产出VGO作MHC原料，扩大了MHC的原料。

　　1.3.4提高装置应变能力，适应原料品种多样化

　　由于全球石化产品的增长高于炼油产品的增长，石脑油的供应将趋紧，乙烷、LPG等所占比重将略有上升。液化气主要和民用燃料竞争，但随着我国对天然气的开发的力度进一步加大，干气组分将部分取代液化石油气，可腾出一部分作化工原料，另外随着天然气和油田气增加，链烷烃凝析油量也不断增加，它们也可直接作裂解原料。

　　原料从乙烷到轻柴油的变化又将带来流程和设备的变化，因此在新建乙烯装置中，增强装置对裂解原料选择的灵活性是非常必要的。

　　1.3.5发挥炼油-化工一体化优势，优化裂解原料

　　炼油-化工一体化是一种新的发展趋势。中石化集团公司所属多家乙烯生产企业中，大多数的炼油能力在5 Mt/a以上。炼油厂和乙烯厂结合起来，既可实现原料和产品互供，又可优化乙烯原料。炼油厂生产的石脑油、重整拔头油和抽余油、加氢尾油、轻烃等是乙烯装置的好原料，炼厂延迟裂化和催化裂化的干气中含有10%～15%的乙烯和部分乙烷，可以回收乙烯，并可将乙烷送去裂解。而乙烯装置副产的氢气和加氢裂解汽油又可分别作为炼油的原料或油品调和组分，减少了石脑油制氢的原料消耗。通过优化配置，可以优化乙烯装置的原料。

　　发挥油化一体化的优势，不仅要搞好企业内部的原料优化互供，而且要搞好临近地区之间、不同企业之间的原料优化互供，以优质原料替代柴油等重质原料，促进原料的优质化和多样化发展，以提高乙烯装置原料的灵活性和对市场的应变能力，增加企业经济效益。

　　总之，欲提高竞争力，缩短与世界先进水平差距，原料的优化对乙烯装置效益的影响是很重要的因素。轻质化、优质化有利于提高乙烯收率，减少投资，降低能耗、物耗，延长运行周期，是石化公司降低乙烯生产成本的重要措施，也是世界乙烯原料的发展趋势。

　　2． 抑制裂解炉结焦措施

　　结焦带来的三种主要危害是：第一，导热变差；第二，腐蚀金属；第三，压力降增大甚至堵塞通道。

　　总的后果是使生产周期缩短。

　　抑制结焦的措施主要有：(1)优化工艺条件； (2)裂解原料的优选及预处理； (3) 在裂解炉管内进行物理涂层和裂解炉管的化学预处理；(4)在裂解原料中添加结焦抑制剂； (5) 新材料炉管和炉管强化传热等技术。

　　下面主要讨论炉管表面的预处理和使用结焦抑制剂

　　2.1炉管表面的预处理

　　采用化学方法对裂解炉管进行预处理对于裂解炉结焦具有明显的减缓作用，通过对炉管的表面进行处理，涂覆一种光滑、热稳定性能较好的氧化层，可降低炉管表面的催化活性，防止缩合结焦粘附。如齐鲁石化公司研究院开发的第一代裂解炉管预处理剂已经用于工业生产并取得良好效果，结焦速率降低20%以上。另有Westaim表面工程产品公司的Cotalloy技术采用等离子体和气相沉积工艺使合金和陶瓷相结合，并经过表面热处理后形成涂层。该公司1997年开始在KBR公司裂解炉的一组炉管上采用Cotalloy技术。炉管基材是35Cr/45Ni，进料为95%乙烷，稀释蒸汽比为0.35，转化率保持在70%。实验一年后发现，没有涂层的炉管压降增加2.5，有涂层的炉管压降平均才增加0.9。

　　2.2使用结焦抑制剂

　　目前加入结焦抑制剂以其操作简便、抑焦效果良好也被人们广泛采用。

　　结焦抑制剂的种类主要有以下几种：

　　（1） 硫化物及含硫化合物

　　可以抑制材料镍对结焦的促进作用而抑制结焦。

　　（2） 磷及磷混合物

　　磷及磷混合物主要为有机磷及有机磷混合物。这类物质可以在炉管表面形成一层膜，钝化管壁金属，从而抑制管壁的催化效应，同时还能改变结焦形态，使结焦变松散、易碎、易剥落、较易除去。

　　(3)金属盐及金属氧化物

　　金属盐类可以促进碳和水蒸气反应，从而抑制结焦.

　　(4)有机聚硅氧烷类化合物

　　有机聚硅氧烷类化合物可以防止炉管表面与炭粒之间粘附，从而抑制结焦。

　　(5)硼化物炭粒与炭

　　含硼抑制剂可减少烃类裂解炉管的结垢和腐蚀。

　　此外还有锡锑合金等结焦抑制剂。

　　由于原料的优化、抑制裂解炉结焦措施强化、生产工艺和设备的改进，乙烯装置的连续运行周期不断延长。20世纪90年代中期，欧洲、北美的乙烯装置运行周期一般为2～3年，日本的乙烯装置运行周期为2年。目前，欧洲、北美的一些乙烯装置运行周期已达5～6年，最长的达7年，全球烯烃厂平均大检修周期为46个月。我国乙烯装置的运行周期也不断延长。装置运行周期的延长使检修费用下降，停工损失减少，生产效率提高，产品成本降低，同时对降低乙烯后续石化产品的生产成本也具有重要意义。

　　参考 献：

　　[1] 冯世良.2001年中国石油和化学工业.现代化工，2002，22（3）：1

[2] 曹湘洪.我国乙烯工业面临的挑战与对策.化工进展，2002，21（1）：1