中国乙烯工业简史_风闻

乙烯是什么，有哪些用途？

乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物，其分子式为:C2H4，结构简式为:CH2= CH2。乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料、合成乙醇的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、乙酸、乙醛、乙醇和炸药等。

乙烯是石油化工的基础原料，乙烯衍生物产品占全球石化产品总量的75%以上。

在当今人类社会使用的各种材料中，乙烯的使用量仅次于水泥和钢铁排在第三，但是从使用的范围来讲，乙烯的作用远超水泥，能够与钢铁媲美。

乙烯装置是石化产业的龙头，石油化学工业中，最重要的子行业是乙烯工业，最重要的产品是乙烯。行业内将乙烯产能作为衡量一个国家石化工业发展水平的重要标志。

乙烯工业诞生于20世纪初，化学工程师发现用烃类热裂解法可以经济地制造乙烯及其它基础有机化学品，这是乙烯工业化生产的开端。

全球乙烯工业的大发展是在20世纪50年代以后，烃类裂解工艺和裂解气分离工艺技术的完善和成熟推动了乙烯工业的发展。

1960年，全球乙烯总产能仅有291万吨；但是到2000年，全球的乙烯产能就超过了1亿吨。由于乙烯的光伏用途，全球乙烯工业仍然保持了增长，2022年全球乙烯产能更是超过了2亿吨。

虽然技术进步，单套乙烯装置的规模也不断扩大，上世纪70年代主流乙烯装置的规模是30万吨/年，发展到当前单套规模达到120万吨/年。

全球主要的乙烯生产地区是东亚的中日韩，北美和中东的沙特、伊朗。

中国乙烯产业规模在过去十年呈现前所未有的跨越式发展，在全球乙烯行业中的权重不断提升：2019年中国乙烯产能规模首先超越欧洲地区，2021年又超过中东地区，2022年中国乙烯产能（4933万吨/年）首次超过美国（4330万吨/年），继成为全球炼油第一大国之后，又跃居全球乙烯第一生产大国，助力中国成为世界炼化第一大国。

中国乙烯工业的诞生和初期发展（1950-1990）

中国石油化学工业的发展始于20世纪60年代。

建国初期在苏联援建的156项工程中石油工业只有两个炼油项目，并不包含石化工业项目。此时石化工业技术尚未成熟，苏联自身石化工业的技术能力也不强。此外，中国尚未勘探到大油田，连油料都无法自给，也无力考虑石化工业的发展。

中国石化工业的规模化发展始于70年代的“四三计划”和“七八计划”。

四三计划建设的乙烯项目：

“四三计划”是20世纪70年代前半期在毛主席的支持下，由周总理领导，国务院业务组直接筹划和组织，是继建国初期苏联援助的“156项工程”后新中国第二次大规模引进成套技术设备。

“四三计划”引进的成套技术设备，对解决我国国民经济中几个关键问题——即穿衣和吃饭问题，促进相关产业加快发展，缩短与世界先进水平的差距，对建立和发展同西方发达国家的经贸合作关系，都起到了承前启后、率先开拓的作用。

四三计划使用外汇43亿美元，从西方国家引进了22个化肥、化纤、石化、钢铁等项目。

在四三计划的28个项目中包含了1套乙烯联合装置，这套乙烯联合装置就是燕山石化30万吨乙烯项目。

此外，轻工业部引进了4套石油化纤装置和1套烷基苯装置，也能够生产部分乙烯。

北京年产30万吨乙烯大型工程：

燕山石化30万吨乙烯项目的技术和设备是从日本引进的，1973年8月开工建设，与乙烯工程同时破土动工的还有年产18万吨的高压聚乙烯、年产8万吨的聚丙烯、年产4.5万吨的丁二烯抽提共4套装置，统称为“四烯”工程。

1976年5月8日，30万吨／年乙烯装置投油试运并生产出了合格乙烯，实现了一次试车投产成功。

燕山石化的投产填补了国内的空白并有力促进了国民经济的发展。

七八计划建设的乙烯项目

1978 年我国再次从西方国家集中引进22 个成套设备项目， 这是继 “156” 项工程和 “四三计划”之后， 又一次大规模的引进成套设备项目，称为“七八计划”。

在这22个项目中，石化工业共有10个项目：包括4个乙烯项目和4个生产合成纤维的聚酯项目，此外还有两个合成革生产企业，其中一个发展成了著名的万华化学。

4个30万吨乙烯项目分别是：大庆石化总厂、齐鲁石油化工公司各一套30万吨／年乙烯生产装置及配套石化项目；南京2套30万吨／年乙烯生产装置及配套项目。

但是1978 年国家计划的建设规模过大，导致国民经济比例严重失调, 中央政府不得不进行调整，核心是减少基建开支。

基本建设投资比原计划大幅度减少以后, 有200 多个在建的大中型项目和200 多个单项工程要停下来，对外引进工程被迫进行大幅度的调整与延期建设，如宝山钢铁厂等推迟了建设进度。

四个乙烯项目都经历了停缓建，直到20世纪80年代初，停缓建的项目才陆续恢复建设。

1983年中国石化总公司成立后决定集中财力恢复了这4 套乙烯装置的建设，并对项目建设进行了部分调整：调整南京乙烯工程建设方案，将两套30万吨／年乙烯装置中的一套迁至上海，1985年7月1日才开工建设。

1986年6 月, 大庆乙烯建成投产;

1987年5、6 月齐鲁、扬子乙烯建成投产;

1990年3 月上海乙烯投产。

这4个乙烯项目加上四三计划中建设的燕山乙烯,形成了我国五大乙烯生产基地，全国乙烯总生产能力达209万吨／年。

中国的乙烯总产量居世界第三位。

20世纪70年代引进国外先进技术和成套设备建设的石化工业项目在80年代陆续建成投产，使国内主要石油化工产品的产量有了大幅度的增长。

1985年，全国乙烯产量达到65.21万吨，比1970年的1.51万吨提高42.2倍；合成树脂及塑料产量为123.2万吨，比1970年的17.6万吨提高6倍；合成纤维单体产量为77.06万吨，比1970年的2.05万吨提高36.6倍。产量的入幅度增长，对改变石油化工的生产结构和落后面貌发挥了巨大作用。

20世纪90年代，吉林省和中国石化总公司分别建设了吉林、广东茂名30万吨／年乙烯一体化石化工程。这两套乙烯工程，乙烯及下游装置所采用的工技术均属国际先进水平。但是由于投资规模太大，资本金太少导致利息负担沉重，乙烯工程的效益很不理想。

改革开放后，轻纺工业在地方经济发展中异军突起。轻纺企业的建设投资小，收效快，用工多，市场好，再加上改革初期劳动力成本低的优势，轻纺工业成为推动地方经济发展的主力军。但是轻纺工业的原料供给严重短缺成为“瓶颈”。从20世纪80年代后期开始，许多省市纷纷提出建设10万吨级中型乙烯一体化石化工程，形成一股“中型乙烯热”。 但由于新建乙烯工程的规模偏小，裂解原料，来源没有保障，普遍出现经济效益差，银行贷款偿还困难的问题。建设中型乙烯石化工程不是我国石化工业发展的方向，地方的石油化工热自然退烧。

中国开发乙烯生产技术和装备国产化的过程

中国掌握乙烯生产技术包括两个方面：

1、乙烯生产工艺开发

2、乙烯成套设备制造

乙烯是发展轻纺工业急需的基础原材料，但是一直到80年代初我国的乙烯年产能仅有60余万吨，与巨大的市场需求相比可谓微乎其微。

我国乙烯工业发展对乙烯成套技术有着巨大且迫切的市场需求，但现实情况是乙烯成套技术长期被美国、法国和日本等少数国家垄断，我们只能从国外进口成套设备。这种做法不仅要缴纳高昂的专利和专有技术费用，关键设备国产化也受国外专利商制约，导致我国乙烯工业建设投资大、生产成本高、市场竞争力弱。

开发乙烯技术到底有多难？

一套乙烯装置光设备就有700多台（套），操作控制系统极其复杂，是石油化工技术难度最大的装置之一。**乙烯装置主要包括裂解和分离两大部分，**裂解反应数量有上万个，温度超过800摄氏度，停留时间却仅有0.2秒左右。为了抑制二次反应，高温裂解气必须快速冷却，随后的分离流程最低温度需要降到零下165摄氏度左右。

反应过程复杂、工艺流程长、温度跨度大、操作条件严苛，对工艺和设备的设计及制造提出极高要求，注定乙烯技术开发是场持久战，不可能一蹴而就。

中国石化总公司组织大规模乙烯改造

中国掌握乙烯生产的技术是从对现有乙烯生产设备的改造开始的，乙烯装置改造的典型代表是燕山石化30万吨/年乙烯装置的改造。

北京燕山石化公司是20世纪70年代引进的30万吨/年的乙烯生产装置，到90年代已经运行了20多年。在此期间，世界乙烯生产技术有了较大的发展。中国石化总公司为扩大能力，提高企业技术水平，降低能耗，对燕山石化公司实施了改扩建工程。改造后燕山石化乙烯装置的产能将由30万吨/年扩大到为45万吨/年。

1993年3月15日乙烯生产装置改扩建工程开工，1994年9月27日生产出聚乙烯产品，历时18个月12天，投资27.22个亿元。万吨乙烯装置投资仅为5600多万元，约为新建乙烯装置万吨乙烯投资的一半，投资节省，提高了经济效益。

燕山30万吨/年乙烯改扩工程为我国乙烯工业发展创造了一个典范，这项工程在建设思想、建设模式、建设方法上有了创新，为我国乙烯工业的建设提供了一个新的模式。

参照燕山石化公司乙烯改造模式，中国石化、中国石油分别对“七八计划”中引进的上海、扬子、齐鲁、大庆等4套乙烯装置进行了技术改造，装置产能由30万吨/年乙烯扩到了40万～45万吨/年，收到了很好经济效益。

此后，中石化紧接着又进行了第二轮乙烯改造，使乙烯装置生产能力扩大到70万～80万吨/年。改造过程充分利用了老厂原有公用工程能力，同时不断扩大国产设备的使用范围和比例，第二轮改造中设备国产化率达到80%，万吨乙烯综合产能投资成本平均为1.2亿元。

在乙烯设备改造中，还采用了新技术，装置能耗下降了15％左右，提高了企业的竞争力。

两轮乙烯改造增加了近200万吨乙烯能力，使得这批装置的产能翻了一番。改造后的乙烯设装置无论是从规模还是从技术水平来看，都达到同时代的国际水平。

在改造过程中，国产技术和设备的使用比例不断提升：制苯、丁二烯抽提装置全部采用国产的反应器，乙烯装置使用了国产的冷箱、丙烯制冷压缩机、废热锅炉等一系列大型关键设备，带动了国内石化装备制造业水平的提高。

对引进乙烯装备的改造是中国掌握乙烯技术和装备国产化的第一步。在缺少技术积累的前提下，中国的石化工业技术人员选择改造引进装备，首先消化引进的技术，然后再引进技术的基础上进一步改进。

中国石化总公司组织的对引进设备的改造是十分成功的，不仅扩大了产能，而且改造后的设备在能耗方面也有很大的改善。这次改造不仅取得了良好的经济效益，而且进一步培养了我国的技术人员。

对引进乙烯生产装置的成功改造说明我国的科技人员消化吸收了引进技术，有能力在此基础上根据自己掌握的生产经验对引进技术进行适应性改造，并有能力选择新技术应用在工程中，与时俱进和国际水平媲美。由于工艺技术、大型设备国产化，做到了节省工程投资，提高了国内设计和设备制造水平。

乙烯成套设备国产化

20世纪70年代中期建设燕山石化时，由于我国装备技术落后，建设项目需要的技术装备几乎是成套引进。

在“七八计划”中黑龙江大庆、山东齐鲁、江苏扬子和上海金山等四套30万吨/年乙烯工程的建设，所需设备几乎全部从国外进口，设备费用占项目投资的50%以上。当时这4套乙烯工程都是靠借外债建设，投产后石化企业还债负担十分沉重。

1983年国家从长远考虑长期依赖进口不利于我国石化工业和装备工业的发展和经济安全，于是国务院作出《关于抓紧研制重大技术装备的决定》，把“30万吨/年乙烯成套设备”作为研制重点之一。

石化总公司制定了联合攻关、重点突破的策略——首先实现裂解技术突破，同时开展分离技术攻关。

开发具有自主知识产权的裂解炉是首要目标。1988年，石化总公司在辽阳化纤建设2万吨/年CBL-I型工业试验炉，试验炉采用自主技术设计、制造，成为CBL裂解技术的发端。1990年1月，CBL-I型炉通过国家鉴定，主要指标达到世界同类技术水平，实现了从无到有的跨越。

2000年，新炉型开发与裂解炉大型化比翼齐飞。10万吨/年CBL-Ⅲ型炉在燕山石化投产，主要技术指标达到国际先进水平，该成果在2006年获国家科学技术进步奖二等奖。CBL气体原料裂解炉和新型液体原料裂解炉相继开发成功，为天津石化、镇海炼化两套100万吨/年乙烯装置提供完整的裂解技术成为现实。

2001年，15万吨/年裂解炉及80万吨/年乙烯分离成套技术被列入国家科技攻关计划，两年后通过科技部验收；自主研制的催化剂在国内广泛应用并实现出口突破，远销韩国、日本等国家和地区……乙烯技术开始全面开花，一砖一瓦逐渐垒起乙烯成套技术的广厦。

通过国内科研、设计、制造和使用单位联合攻关，一批重大设备如乙烯裂解炉、反应设备、换热设备、大型压缩机、工业泵和专用机械等陆续立足国内。按照投资计算，30万吨/年乙烯重大装备国产化率已经达到70%。

进入21世纪，随着国民经济的快速发展，石化工业也进入到发展高峰期。石化工业生产规模明显增大，100万吨/年乙烯装置成了发展趋势。再加上石化工艺技术和装备技术发展变化太快，国内装备制造业难以适应，新建设的百万吨乙烯工程的设备又在大量进口，设备国产化率降到50%以下。

为了改变被动局面，2006国务院下达了《关于加快振兴装备制造业的若干意见》，再一次把百万吨乙烯成套设备国产化作为重点之一，要求通过引进关键技术和自主开发，实现百万吨级大型乙烯成套设备国产化，并在政策上给予了许多支持和优惠。

2007年，百万吨级乙烯装备及相关技术开发列入国家科技支撑计划；2010年，20万吨/年大型裂解炉开发及100万吨/年乙烯工艺技术开发通过科技部验收。2010年7月26日，采用中国石化自主研发技术建设的第一台15万吨/年CBL-Ⅶ型双炉膛裂解炉一次投料成功。

2013年8月13日，中国乙烯工业再次迎来飞跃。武汉石化80万吨/年乙烯装置一次试车成功——中国石化百万吨级乙烯成套技术首次工业应用，自主研制的“心脏”设备“三机”和冷箱及催化加氢“三剂”首次在同一套装置上全部得到应用。同时，成功应用的还有自主研发的火炬减排、近零排放开停车等绿色高效专项技术。

“这是被载入我国石化工业史册的一天。中国石化实现了裂解和分离工艺技术、重大装备‘三机’和冷箱、全系列催化剂等百万吨级乙烯成套技术的全面突破。”中国石化副总工程师王子宗说。

从1983年中国石化总公司成立之初启动研发，到2013年百万吨级乙烯成套技术首次成功实现工业化应用，再到截至2018年底累计应用到千万吨乙烯产能上，中国石化乙烯技术不仅仅实现了从0到1的突破，更实现了从1到N的跨越，使我国打破了国外乙烯技术垄断，并率先成为世界上全面掌握轻质原料、重质原料及高含烯烃原料裂解技术的国家。

30多年，两代科技人员筚路蓝缕，终于使我国率先成为世界上全面掌握轻质原料、重质原料及高含烯烃非常规原料大型乙烯成套技术的国家。截至2018年底，采用中国石化乙烯成套技术的项目达12个，总产能973万吨/年；采用CBL裂解技术的裂解炉达167台，总产能1729万吨/年。2020年，中国乙烯产能达3518万吨/年，是1983年的56倍，稳居世界第二；中国石化乙烯产能位列世界第四，并成为世界五大乙烯技术专利商之一。

2021年，中国石化“复杂原料百万吨级乙烯成套技术研发及工业应用”，获国家科技进步奖一等奖。

这是中国乙烯技术大发展的标志，从**“一个螺丝钉都是引进的”跃升到百万吨乙烯成套技术100%**实现国产化。

中石化镇海炼化是“复杂原料百万吨级乙烯成套技术研发及工业应用”的参加单位之一，采用自主技术建设了两套大乙烯装置。当前，中国石化镇海基地原油加工能力达到每年2700万吨，乙烯生产能力每年220万吨，码头年吞吐能力1.2亿吨，罐储能力约1700万立方米，资产总额近1000亿元，已初步建成“世界级、高科技、一体化”绿色石化基地。

正是由于掌握了技术，我们才有能力建设镇海炼化这样具有世界一流水平的大型石化基地，为经济发展源源不断的提供原料。

1972年，中国没有一套大型的乙烯生产装置，乙烯的产量只有4.4万吨。

到2000年，中国通过引进国外技术和装备建立了多套大型乙烯生产装置，并开始通过技术改造开发具有自主知识产权的乙烯生产工艺。当年中国的乙烯产量为470万吨，为下游轻纺工业的发展提供了急需的原料。

随着自主技术的发展和成熟，中国的乙烯产量保持了快速增长，并成为了全球最大的乙烯生产国。2022年中国的乙烯产量为2897.5万吨，其中大多数都是使用国产技术和装置生产的。

总结

产业发展的核心是技术。

掌握了技术才能把握产业的发展速度，才能控制投资成本，才能在国际产业竞争者中取胜。

中国乙烯工业发展初期技术和设备完全依靠进口，从90年代开始通过对引进乙烯装置的改造逐步掌握技术并开发新技术，同时提升国内配套设备的设计制造能力。

通过持续的技术开发，中国最终成功掌握了百万吨乙烯成套技术，成为全球少数几个掌握该项技术的国家。

中国成功掌握乙烯成套技术是2000年后国内乙烯产能大发展的基础，不仅使得乙烯工业的发展不会受制于国外，而且能够有效降低国内乙烯新建项目的投资。

通过持续努力，中国掌握了千万吨级炼油成套技术，百万吨级乙烯成套技术，芳烃成套技术，聚酯成套技术。

这些技术解决了国民经济发展中燃料、合成树脂、合成纤维等材料的供应问题。石化工业的发展是下游轻纺工业发展的基础，充足的原料供应使服装纺织、箱包鞋袜、玩具等产业的发展不仅不会受制于外国的原料供应，而且能够享受成本优势。

中国对外贸易的长期高速增长，对外开放加入WTO是部分原因，充足的原料供应和成本优势也做出了重要贡献。

参考资料：

1、《记国家科学技术进步奖一等奖中国石化百万吨级乙烯成套技术》，中国石化。

2、《托起乙烯工业的沧桑巨变——记2020国家科技进步一等奖项目复杂原料百万吨级乙烯成套技术》，中国化工报。

3、《中国化工通史》

4、《陈锦华文集》

5、《王基铭传》

6、《百万吨级大型乙烯成套设备国产化》，王彦俊。