黃 磊
(新疆廣匯實業(yè)投資(集團)有限責(zé)任公司,新疆 烏魯木齊 830000)
乙烯是世界上產(chǎn)量、消費量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一,被譽為“石化工業(yè)之母”。乙烯生產(chǎn)能力是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要標志之一。
乙烯的工業(yè)制備方法一般分為石油路線和非石油路線兩大類。
1)管式爐蒸汽裂解;2)石腦油催化裂解;3)重油催化裂解;4)原油直接裂解;5)加氫裂化蠟油和瓦斯油。
1)乙烷裂解;2)煤(甲醇)制乙烯;3)乙炔加氫;4)合成氣制乙烯;5)生物乙醇脫水制乙烯;6)甲烷制乙烯。
截止2018 年,世界乙烯總產(chǎn)能約1.78 億噸,主導(dǎo)工藝為蒸汽裂解和石腦油催化裂解,產(chǎn)能占比超過95%。其中,乙烷裂解工藝以裝置投資低、產(chǎn)品方案簡單、成本低、乙烯收率高等優(yōu)勢,產(chǎn)能占比約48.3%,主要集中在北美和中東具有乙烷資源的地區(qū)。煤(甲醇)制乙烯工藝產(chǎn)能占比約3%,主要集中于中國。
我國乙烯產(chǎn)能長期位居世界第二,僅次于美國。2018 年我國乙烯總產(chǎn)能達到2505 萬噸,較2008 年增加了1493.1 萬噸,年均復(fù)合增速達9.4%。2018年我國乙烯總產(chǎn)量達到1841 萬噸,較2008 年增加了815.4 萬噸,年均復(fù)合增速6%。見圖1。
自2008 年以來,乙烯行業(yè)產(chǎn)能利用率逐年下降,到2018 年產(chǎn)能利用率降至73%,除受國際環(huán)境的影響之外,國內(nèi)部分設(shè)備老舊、運營成本高、效率低、行業(yè)集中度低、分布不均衡等也是制約因素。
截至2018 年,我國共有乙烯生產(chǎn)企業(yè)46 家,投產(chǎn)乙烯裝置共58 套,合計總產(chǎn)能2505 萬噸/年。其中:蒸汽裂解制乙烯裝置33 套,生產(chǎn)能力1812 萬噸/年;重油催化熱裂解裝置2 套,生產(chǎn)能力45 萬噸/年;煤/甲醇制乙烯裝置23 套,生產(chǎn)能力648 萬噸/年。裂解路線乙烯總產(chǎn)能1857 萬噸/年,占國內(nèi)乙烯總產(chǎn)能比例為74.1%。
我國能源稟賦“富煤、貧油、少氣”,煤炭資源儲量位居世界第三,煤炭產(chǎn)、銷量世界第一;但原油、天然氣對外依存度分別超70%、40%,且長期居高不下。在此背景下,我國走出了獨具特色的煤/甲醇制乙烯路線,并成為現(xiàn)代煤化工的六大路線之一。
2010 年,全國第一套煤頭乙烯裝置、神華包頭DMTO 項目投入運行,2014-2016 年產(chǎn)能進入爆發(fā)期,目前共投產(chǎn)23 套、總產(chǎn)能648 萬噸/年,單套產(chǎn)能由小到大覆蓋10-12-13-16-17-20-27-30-33-37-60 萬噸/年不同級別(見表1)。2017-2018 年國內(nèi)新增乙烯產(chǎn)能全部來自煤/甲醇路線。
圖1 國內(nèi)2008-2018 年乙烯產(chǎn)能增長表
表1 2018 年國內(nèi)煤/甲醇制乙烯生產(chǎn)企業(yè)
截止2018 年,煤/甲醇制乙烯產(chǎn)能占比已達到25.6%。近年大量煤制乙烯裝置建成投產(chǎn),新增產(chǎn)能大幅增加,但由于國際油價下跌,煤制烯烴的經(jīng)濟效益相對于蒸汽裂解失去成本優(yōu)勢,煤化工裝置紛紛降負技改,也是拖累行業(yè)整體產(chǎn)能利用率下行的因素之一。
我國目前還沒有投產(chǎn)的乙烷脫氫裝置。根據(jù)公開資料顯示,2017-2018 年國內(nèi)在建、擬建乙烷裂解制乙烯項目超過10 家,規(guī)模超2100 萬噸/年(見表2),合計需求乙烷超過2700 萬噸/年;其中鎖定上游乙烷資源的企業(yè)4 家,鎖定乙烷量805 萬噸。烯烴原材料輕質(zhì)化路線趨勢如火如荼。
表2 國內(nèi)乙烷裂解項目建設(shè)、規(guī)劃情況
根據(jù)IHS 數(shù)據(jù)分析,預(yù)計到2025 年美國乙烷總產(chǎn)量為5300 萬噸,除滿足自身需求外,能用于出口的乙烷約1350 萬噸,其中加拿大、西歐與印度有大約500 萬噸合約,出口余量僅850萬噸。
目前,貿(mào)易摩擦、關(guān)稅保護等因素影響下,乙烷裂解項目的長產(chǎn)業(yè)鏈、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等特性導(dǎo)致上述項目進展更為緩慢。
2008-18 年我國GDP 的增長近3 倍、年均復(fù)合增速10.9%。同期乙烯產(chǎn)能增速為9.4%、產(chǎn)量增速6.0%,均低于經(jīng)濟增速。
乙烯自給率由2008 年的93.6%下降至2018年的87.7%。如圖2。乙烯的表觀消費量年均復(fù)合增速為6.7%。說明雖然國內(nèi)每年投產(chǎn)的乙烯產(chǎn)能在不斷增長,但下游需求端眾多,需求動力充足。
圖2 2008-2018 年乙烯自給率
因為乙烯易燃易爆、沸點低,進口量相對較小。但乙烯作為石油化工最基本的原料之一,下游衍生物眾多,如聚乙烯、環(huán)氧乙烷/乙二醇、苯乙烯、氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等。評價國內(nèi)乙烯的實際市場容量一般采用“當量消費量”,當量消費量=產(chǎn)量+凈進口量(進口量-出口量)+下游產(chǎn)品凈進口折算量。
圖3 乙烯的當量消費量從2008 年的2104 萬噸至2017 年達到4108 萬噸,年均復(fù)合增速達7.7%。自給率近10 年均未超過50%。
圖3 2008-2018 年乙烯當量消費量表
2018 年,受益于全球主要經(jīng)濟體經(jīng)濟穩(wěn)定增長;國內(nèi)“三去一降一補”、廢舊塑料進口禁令、煤改氣等政策利好疊加,乙烯下游行業(yè)逐步復(fù)蘇、生產(chǎn)積極性顯著提高,但國內(nèi)乙烯當量進口規(guī)模繼續(xù)上升逼近2400 萬噸,保持高增長態(tài)勢。
2018 年我國聚乙烯產(chǎn)量為1309.9 萬噸,凈進口量1379.7 萬噸,表觀消費量2689.6 萬噸,自給率48.7%;乙二醇、苯乙烯和EVA 自給率分別為47.3%、71.2%、37.5%。自給率較上年均有所上升,但仍在低位徘徊。見圖4。
IHS 預(yù)計到2020 年,美國乙烷裂解制乙烯產(chǎn)能占比將超過80%。
卡塔爾、伊朗、阿曼、沙特等中東國家,在建項目也是以乙烷為原料,新建項目集中在混合原料裂解、甚至采用原油直接制化學(xué)品。
原先我國主要由中國石化和中國石油兩大公司生產(chǎn)乙烯,近年來逐步向民營資本放開[1]。
2019-2020 年,包括恒力石化、浙江石化、遼寧寶來等大型民營煉化項目陸續(xù)投產(chǎn)試車,新增產(chǎn)能390 萬噸/年,屆時乙烯行業(yè)民營資本份額將從不到10%躍升至20%以上?!笆濉逼陂g,盛虹煉化、古雷石化、北方華錦、中科煉化、中海油惠州等項目或新增乙烯產(chǎn)能490 萬噸/年。
由于西部地區(qū)煤價較低,即便是國際油價最低的2016 年,煤化工項目仍保持較高的利潤率,隨著油價重心上移,國內(nèi)煤/甲醇制系統(tǒng)項目迎來建設(shè)、投產(chǎn)高潮,預(yù)計2019-2023 年山西焦化、中科東潤、青海大美、南京惠生等項目或新增乙烯產(chǎn)能490 萬噸/年。
圖4 2018 年乙烯下游主要產(chǎn)品自給率
乙烷裂解在中東、北美、西歐等地區(qū)投運產(chǎn)能超過6000 萬噸/年,技術(shù)和工藝上基本不存在風(fēng)險。但是,乙烷原料只有美國出口,來源唯一[2-3];需配套專用的管道、碼頭、VLEC 運輸船、進出口設(shè)施等;貿(mào)易體系尚在完善,產(chǎn)業(yè)鏈容錯性能薄弱。
由于車用汽油需求增速趨緩,為減少柴油產(chǎn)出,部分企業(yè)通過改造提高了柴油裂解的比例;中東國家、國內(nèi)部分企業(yè)和研究機構(gòu)也在開發(fā)不飽和烴類直接裂解技術(shù),減少原料加工環(huán)節(jié)、降低成本[4]。雪佛龍、殼牌、巴斯夫、中科院大連物化所等一直在開展以甲烷直接制乙烯的研究。
綜上,我國乙烯行業(yè)仍處于總量不足和機構(gòu)性短缺并存的階段,一定周期內(nèi)供需矛盾依然突出。東部地區(qū)石化產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈、貿(mào)易體系相對完善,部分企業(yè)已開展產(chǎn)業(yè)鏈延伸,向附加值高的環(huán)節(jié)進行拓展。而中西部地區(qū)新建、改擴建項目如何選擇工藝及下游產(chǎn)品方案,需要在戰(zhàn)略層面予以重視,高度重視品種、牌號差異化、高端化發(fā)展,保障企業(yè)、產(chǎn)品的競爭力。