“数”说工业化：中国乙烯工业是如何发展起来的？

# 用数字讲述中国工业化历程

化学工业的核心是石化工业，而石化工业的核心则是乙烯工业。

乙烯工业是石化工业的龙头， 70% 以上的基本有机化工原料都来自乙烯装置，乙烯装置生产的乙烯、丙烯、丁二烯及芳烃是最重要的基本有机化工原料，乙烯产能是衡量一个国家石化产业发展水平的标志。

乙烯是人类社会最重要的原料之一，在人类社会使用的材料中产量仅次于水泥和钢铁，乙烯下游产业生产的树脂、纤维、橡胶及其它有机化工产品广泛应用于各行各业。

2022 年中国乙烯工业的产能首次超过美国成为全球乙烯第一生产大国，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，成为名副其实的世界炼化第一大国。

在 1980 年，中国乙烯工业的产能还不到 100 万吨，国内仅有的几套乙烯生产装置全部都是从国外引进的。

从基本空白到全球第一，中国乙烯工业是如何发展起来的？

一、中国乙烯工业发展历程

图 1 ：中国乙烯产量

1970 年，中国的乙烯产量只有 1.5 万吨，此时的中国还没有一套现代乙烯生产装置。

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。

中国第一套乙烯装置 1962 年在兰州石化建成投产，年产能只有 5000 吨，全部乙烯装备都是进口的。

中国石化工业现代乙烯生产装置的建设始于 70 年代的“四三计划”，这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。

为解决穿衣和吃饭问题，“四三计划”引进的 26 个项目中包括 13 个大化肥项目、 4 个化纤项目和 1 套大乙烯项目，即燕山石化 30 万吨乙烯联合装置。

燕山石化 30 万吨乙烯项目的技术和设备是从日本引进的，除乙烯生产装置外还有年产 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。

燕山石化乙烯项目 1973 年 8 月开工建设， 1976 年 5 月 8 日生产出了合格乙烯，一次试车投产成功，燕山石化的投产填补了国内乙烯工业的空白。

1980 年，中国乙烯产量增长至 49 万吨，主要产量就是燕山石化的乙烯装置贡献的，此外“四三计划”中引进的 4 套石油化纤装置也能够生产部分乙烯。

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”。

“七八计划”引进的 22 个项目中包括 4 个 30 万吨乙烯项目，分别是：大庆石化、齐鲁石化、南京石化和上海石油化工总厂的乙烯生产装置及配套项目。

“七八计划”引进的 4 个乙烯项目建设历经波折，中间甚至一度暂停， 1983 年中国石化总公司成立后集中财力才恢复了这 4 套乙烯装置的建设。

1986 年大庆乙烯建成投产， 1987 年齐鲁、扬子乙烯建成投产， 1990 年上海乙烯投产，加上燕山乙烯，形成了我国五大乙烯生产基地。

20 世纪 90 年代，吉林省和中国石化总公司继续引进技术分别建设了吉林、广东茂名 30 万吨／年乙烯一体化石化工程。

此外从 20 世纪 80 年代后期开始，全国多个省市引进设备建设了一批 10 万吨级中型乙烯项目，这基本上就是 2000 年前中国乙烯工业建设的全部项目。

2000 年中国乙烯产量增长至 470 万吨，相比 1980 年增长了近 10 倍。

八十和九十年代引进的一批乙烯生产装置构成了中国乙烯工业的主体，使中国成为全球主要的乙烯生产国之一。

2000 年中国乙烯产量在全球排名第七位，除了与排名第一的美国差距较大之外，与其它发达国家的生产规模已基本处于同一水平。

中国乙烯工业发展的黄金时期是 21 世纪，中国乙烯工业紧跟国际技术发展的潮流建设了一大批百万吨级乙烯项目，茂名石化、镇海炼化、中海壳牌惠州石化就是其中的代表。

这批百万吨级乙烯项目不仅显著增加了中国乙烯工业的产能，在技术上同样处于全球领先水平，使得中国乙烯工业不仅在规模上实现了扩张，而且在技术上同样实现了领先。

茂名石化是中国第一座百万吨乙烯生产基地。

茂名石化乙烯项目是 90 年代引进技术建设的 30 万吨 / 年的乙烯生产装置， 1996 年 8 月建成投产。

2004 年 12 月茂名石化改扩建项目开始动工，将乙烯产能提升至 100 万吨 / 年， 2006 年 9 月建成投产。

茂名石化百万吨乙烯改扩建项目的建设周期不到两年，在当时创出中国大乙烯建设工期最短、国产化程度最高、建设成本最低、开车水平最优的新纪录。

镇海炼化是国家七大石化产业基地之一，是中国石化和浙江省重点布局打造的“世界级、高科技、一体化”绿色石化基地，拥有 2700 万吨 / 年炼油产能和 220 万吨 / 年乙烯产能。

2006 年 11 月 6 日镇海炼化一期项目第一套百万吨乙烯举行奠基仪式， 2010 年 4 月产出合格产品，摘掉了浙江省“无乙烯工业”的帽子。

2022 年 1 月，镇海炼化二期项目 120 万吨 / 年乙烯装置产出合格产品，刷新了国内同等规模乙烯项目建设速度最快、数字化程度最高、安全业绩最佳等多个纪录。

中海壳牌石油化工有限公司是国内投资额最大的中外合资石化企业之一，是中海油和国际石化巨头壳牌公司在 2000 年成立的合资企业。

中海壳牌一期乙烯装置规模为 95 万吨 / 年，于 2006 年建成投产；二期乙烯装置规模为 100 万吨 / 年，于 2018 年 4 月建成投产。

2024 年底，中海壳牌三期乙烯项目在北京中国石化工程建设有限公司举行了 160 万吨 / 年乙烯四机项目开工会，标志着这一国内在建最大乙烯装置项目正式启动。

三期项目建成以后，中海壳牌乙烯总产能将达到 380 万吨 / 年，生产规模在全球都处于前列。

图 2 ：中国乙烯产量

随着一大批百万吨级乙烯项目的建成投产， 2000 年后中国乙烯产量增速显著加快：

2010 年中国乙烯产量增长至 1421 万吨；

2020 年乙烯产量增长至 2160 ！

特别是随着百万吨乙烯装置国产化的成功，中国乙烯产量增速在 2020 年后进一步加快， 2023 年中国乙烯产量达到 3414 万吨。

中国超过美国成为全球最大的乙烯生产国。

二、中国是如何掌握乙烯生产技术的？

从 1980 年的 49 万吨到 2023 年 3414 万吨，中国乙烯产量的增长速度在不断加快。

中国乙烯产量快速增长的背后是乙烯生产技术的突破！

从早期完全依靠引进，到 30 万吨乙烯装置国产化，再到自主研发百万吨乙烯成套技术装备，中国乙烯工业走过了艰辛而辉煌的七十年！

图 3 ：中国乙烯产量增量

从 1949 年到 1980 年，中国乙烯产量在 31 年中只增加了 49 万吨，当时中国乙烯工业的规模十分弱小，在全球乙烯工业中无足轻重。

从八十年代开始中国乙烯产量的增长速度开始显著加快，通过技术引进建设了一批 30 万吨乙烯项目： 80 年代十年产量增加了 108 万吨， 90 年代十年产量增加了 313 万吨。

2000 年后，中国乙烯产量的增长速度显著加快：

2001~2010 年十年产量增加了 951 万吨；

2011~2020 年十年产量增加了 739 万吨；

2021~2023 年这三年更是增加了 1254 万吨！

为什么中国乙烯产量的增长速度不断加快，特别是 2000 年后的增长速度显著加快？

根本原因是中国掌握了最先进的乙烯生产技术，完成了乙烯装置的国产化，实现了乙烯工业的自主发展。

掌握乙烯生产技术并不是一件容易得事。

乙烯生产反应过程复杂、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都要求极高。

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。

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。

中国乙烯工业掌握技术的第一步是中国石化总公司组织的大规模乙烯改造。

中国掌握乙烯生产技术首先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，世界乙烯生产技术已经有了巨大的发展。

中国石化总公司为扩大能力，提高企业技术水平，降低能耗，对燕山石化乙烯装置进行改扩建，将年产能将由 30 万吨扩大到为 45 万吨。

燕山石化乙烯装置进行改扩建工程 1993 年 3 月 15 日开工， 1994 年 9 月 27 日生产出聚乙烯产品，历时 18 个月 12 天，投资仅 27.22 亿元。

燕山石化乙烯装置改造万吨产能投资成本仅为 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，显著提高了经济效益。

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，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，中石化紧接着又组织了第二轮乙烯改造，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：国产反应器、冷箱、丙烯制冷压缩机、废热锅炉等一系列大型关键设备先后投入使用，带动了国内石化装备制造业水平的提高。

中国石化总公司组织的对引进乙烯生产装置的改造不仅扩大了产能，而且改造后的设备能耗改善显著，取得了良好的经济效益。

乙烯装置改造不仅进一步培养了我国的技术人员，提高了国产技术水平，而且推动了乙烯装置的国产化。

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，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。

中国乙烯工业掌握技术的第二步是实现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”中大庆、齐鲁、扬子和上海四套 30 万吨乙烯工程所需设备也几乎全部都是进口的，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，于是在国务院发布的《关于抓紧研制重大技术装备的决定》中，把 “30 万吨 / 年乙烯成套设备 ” 作为研制重点之一。

中国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。

中国乙烯工业首先开发了具有自主知识产权的乙烯裂解炉。

1988 年，中国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。

此外 CBL 气体原料裂解炉和新型液体原料裂解炉也相继开发成功，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。

2000 年后国家开始组织力量集中攻关 15 万吨 / 年裂解炉及 80 万吨 / 年乙烯分离成套技术， 2003 年通过科技部验收；

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 ……

中国乙烯技术全面开花，裂解、分离、催化剂等一项又一项技术先后被攻破，一砖一瓦逐渐垒起乙烯成套技术的广厦。

在乙烯装置国产化方面，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，武汉石化 80 万吨 / 年乙烯装置一次试车成功，这是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。

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。

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。

从 1983 年中国石化总公司启动研发，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 / 年位居世界第二，是 1983 年的 56 倍。

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。

图 4 ：中国乙烯产能

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）将首次超过美国（ 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。

中国乙烯工业在 21 世纪加速发展的背后，是中国乙烯生产技术和乙烯装置国产化的成功，是中国乙烯工业技术突破支撑了产能的快速发展。

三、全球乙烯工业格局的演变

图 5 ：全球乙烯产能

乙烯工业是石化工业最重要的组成部分，但乙烯工业的发展时间却相对较晚， 1960 年全球乙烯产能只有 291 万吨。

自 20 世纪 60 年代以来，全球乙烯产能保持了快速增长， 1980 年全球乙烯产能达到 3094 万吨， 20 年中全球乙烯产能增加了 3115 万吨。

此后全球乙烯产能继续保持了快速增长， 2000 年全球乙烯产能超过 1 亿吨， 2010 年全球乙烯产能增长至 1.4 亿吨， 2022