乙烯是石油化學工業最基本的原料，是石油化學工業的龍頭，能夠帶動塑料深加工、橡膠制品、紡織、包裝材料、化工機械制造、運輸等相關行業乃至整個國民經濟的發展，其生產規模和技術水平標志著一個國家石油化學工業的發展水平。
1. 我國乙烯工業規模效應和聚集效應顯著增強
歷經半個多世紀的發展，我國乙烯工業已經取得巨大進步。特別是近十年，我國乙烯工業已具備較強規模實力，擁有實現高質量發展的雄厚基礎。
2021年我國乙烯產能達4168萬噸，占全球比例提高至20%，首次超過美國，成為世界最大的乙烯生產國。產業布局不斷優化，形成了以國內原油資源為中心的東北、西北地區石化產業基地，以進口原油為主，緊貼市場中心的環渤海灣、長江三角洲、珠江三角洲沿海石化產業集群，其中環渤海灣和杭州灣的乙烯總產能占比達到37.5%。規模效應和集聚效應顯著增強。
綠色成為高質量發展的鮮明底色，乙烯工業發展必須兼顧減碳。2021年我國乙烯當量消費量為5884萬噸，占全球乙烯消費量的40%，是全球最大的乙烯消費國。盡管隨著基數的增大和經濟增速的放緩，我國乙烯當量需求增速有所下降，但市場潛力依然很大。
2. 乙烯工業綠色低碳發展主要方向及技術路徑
2021年我國石化化工行業CO2排放量占中國CO2排放總量8%左右，其中乙烯工業占行業的8%左右。蒸汽裂解生產乙烯是我國乙烯的最主要生產路線，約占我國乙烯總產能的 84%。碳排放源主要有裂解爐燃料燃燒CO2排放、熱力和電消耗間接排放及火炬排放等，其中燃料燃燒直接排放、熱力和電消耗間接排放是最主要的兩大CO2排放源。因此提高裂解爐熱效率、采用高效分離技術、智能化賦能以及蒸汽驅動向電力驅動轉變是蒸汽裂解裝置節能減排的有效路徑之一。
01裂解爐管強化傳熱技術通過改變裂解爐管內部結構或材料，改變爐管內流體流動狀態，強化傳熱，減少燃料消耗和碳排放。?
美國Lummus等公司開發的翅片管可將普通爐管熱效率提高20%～30%，已較為成熟。加拿大久保田公司開發的MERT系列螺旋紋管可提高40%以上傳熱效率，目前已得到廣泛應用。德國Schmidt + Clemens公司開發的Scope系列爐管，使用HT-E合金，通過均勻環流模式，提高熱效率，從而減少燃料消耗。
02裂解爐管涂層技術可延長裂解爐運行周期和爐管使用壽命，大幅降低結焦速率，減少燃料氣消耗。?
按功能可分為屏障涂層和催化涂層，屏障涂層主要起到惰性阻隔的作用，抑制結焦；催化涂層在阻隔作用的基礎上，通過蒸汽氣化反應，催化去除焦炭。
03高效分離技術可提高裂解產物分離效率，大幅降低過程用能，是乙烯裝置節能減排的重點措施之一。?
除采用先進回收系統（ARS）和二元/三元制冷技術等不斷優化傳統精餾分離過程外，科學家們也在積極探索新型分離材料。如MAF-49、PCN-250等都被證明具有良好的乙烯/乙烷選擇性；此外，浙江大學研究的新型氫鍵-有機框架材料（HOFs），是一種較好的乙烷類吸附劑。但目前這些材料仍處于實驗室階段，需持續研究，爭取早日實現工業化應用。
04智能控制系統通過數據辨識來建立輸入變量與輸出變量之間的關系模型，預測輸出變量趨勢并實現閉環控制，可提高裝置運行平穩性和產品質量穩定性，降低裝置能耗。?
目前已有公司將人工智能（AI）技術應用于乙烯生產過程，信息化技術在未來將更多地幫助優化傳統化工生產過程，進一步實現精細綠色生產。
05 裂解爐電氣化將成為降低乙烯裂解裝置碳排放的重要路徑。?
全球多家公司以及國內的大型石油石化公司等都在進行電加熱裂解爐研究。包括長壽命和大功率電熱爐設計、新型高效電熱體材料技術、先進控制系統等，均需實現技術突破。此外，芬蘭Coolbrook公司與劍橋大學合作研制了旋轉動態反應器（RDR）技術，其反應器中心是一個轉速為20,000r/min的轉子，預計將于2025年實現工業化。
同時，加快原油直接裂解制烯烴技術的工業推廣；加強前瞻性、戰略性和基礎性的課題研究與技術攻關，做好技術儲備、提供創新引領。重視天然氣高附加值利用，加強甲烷制乙烯和合成氣制烯烴的研究開發投入，力爭催化劑等核心技術的突破和解決工程技術問題，早日實現工業化應用。加快廢塑料熱解油凈化技術、二氧化碳制乙烯技術的研發節奏，實現廢物的低成本資源化利用。布局第3代生物質制乙烯技術，提升乙醇轉化率與選擇性。
同時，加快原油直接裂解制烯烴技術的工業推廣；加強前瞻性、戰略性和基礎性的課題研究與技術攻關，做好技術儲備、提供創新引領。
01原油直接制化學品技術略通過原油直接蒸汽裂解或催化裂解，可顯著降低生產過程能耗和碳排放。
直接蒸汽裂解主要取決于原油品質，而催化裂解的核心是催化劑。原油直接進入加氫裂化裝置，脫硫并將高沸點組分轉化為低沸點組分；之后經過分離，輕組分進入蒸汽裂解裝置，重組分進入高苛刻度催化裂化裝置，目前尚無相關工業化報道。
02甲烷一步法制乙烯技術具有工藝流程短、耗能少、反應過程本身實現了溫室氣體零排放等優勢，但目前仍未達到工業期望的效果。?
在甲烷無氧一步法制乙烯方面，中國科學院大連化學物理研究所與中國石油等單位開發出了硅化物（氧化硅或碳化硅）晶格限域的單中心鐵催化劑，但目前尚未見到中試試驗報道。應繼續加強甲烷制乙烯的研發投入，早日實現工業化應用。
03?合成氣是碳資源轉化利用的重要平臺。
目前間接法已實現工業化應用，其中較具代表性的有中石化的SMTO工藝、中科院大連物化所DMTO工藝等。與間接法相比，直接法制低碳烯烴具有流程短、能耗較低等優勢。中科院大連化物所、清華大學、中國石化等都開展了相關研究，應加快研發進程，力爭早日實現工業化。
04廢塑料生產乙烯是將廢塑料通過化學回收方法生成廢塑料熱解油，再經凈化處理進入蒸汽裂解裝置生產乙烯，進一步生產聚乙烯等下游產品，實現了塑料的閉環循環，兼具減污、減碳和節省資源的作用。
Axens公司聯合Plastic Energy 和 REPSOL公司開發了廢塑料熱解-后精制-蒸汽裂解技術；SABIC公司開發了廢塑料熱解-加氫-蒸汽裂解技術，已完成工業示范，生產的再生聚合物已成功應用于聯合利華、夢龍等產品包裝。未來的研發重點為雜質脫除與裝置對原料的適應性。
05 以CO2為原料通過還原反應生成乙烯在降低生產排放的同時還實現了CO2的資源化利用。
Braskem公司于2020年宣布與UIC合作研發基于CO2電化學還原的乙烯生產技術。據測算，在使用可再生能源的前提下，該系統可將乙烯生產碳強度降低20%～30%。另外，大規模具有經濟效益必須建立在成熟完備的CO2捕集與存儲技術基礎上，仍需將CO2富集等技術作為研發重點。
06生物質原料生產乙烯可實現源頭減碳?。
目前第1代乙醇發酵法制乙烯技術已經成熟，聚合級生物乙烯生產技術Atol?為代表的第2代纖維素乙醇以及第3代生物微藻乙醇制乙烯技術仍在積極研發中，第2代和第3代技術的乙醇轉化率與選擇性、乙烯產率尚有待提高。
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