中国乙烯产业未来趋势研判

  [《化工进展》2017-06-23]世界乙烯工业已走过90多年历程。2014年,世界乙烯产能为1.53亿吨,乙烯生产装置271套,平均规模为56.5万吨/年,同比增长4.3%。世界范围内,已建和在建生产能力在100万吨/年以上的裂解装置已达40多套。美国是世界大的乙烯生产国,2014年乙烯生产能力为2842.6万吨,占世界总产能的18.5%;中国排名第二,占世界总产能的13.4%。
  过去几年,中国乙烯产能和需求量均呈现增长态势,产能从2011年的1536.5万吨增至2015年的2137.5万吨,年均增幅为6.8%;产量从2011年的1553.6万吨增至2015年1730.3万吨,年均增幅为2.2%;当量需求量从2011年的3132.4万吨增至2015年的3733.0万吨,年均增幅为3.6%。
  1、低油价下石油乙烯原料具有更大优化空间
  蒸汽裂解制乙烯技术的原料适应范围宽,乙烷、轻烃、液化气、石脑油、加氢尾油、柴油等均可,原料成本在总成本中所占比例高达60%~80%。采用的原料不同,乙烯的生产成本也有很大的差别。但如果综合考虑乙烯和裂解副产品的价值,在当前原油价格低位运行的情况下,石脑油裂解装置与乙烷裂解装置的竞争差距有所缩小。
  石脑油裂解装置的乙烯生产成本约为4500元/吨,北美和中东乙烷裂解装置的乙烯生产成本分别在1500元/吨和1000元/吨左右,中东和北美以乙烷为原料的乙烯生产成本依然保持绝对的竞争优势。
  低油价下,替代能源的发展和煤、甲醇等非石油路线生产烯烃将会受到抑制,而石脑油生产烯烃将存在原料低成本化、多元化和炼化一体化的更大优化空间,石油化工竞争力增强。对于千万吨炼油、百万吨乙烯一体化企业,由于柴汽比的降低以及成品油消费增速的趋缓,炼油从大量生产柴油、汽油将转向生产更多的高标号汽油、航空煤油和清洁柴油以及低成本化工原料。这种变化趋势是长期的,国家“十三五”期间结构调整步伐还将加快,将会有更多的低成本优质原料进入乙烯裂解装置。应充分利用蒸汽裂解副产物多样化的优势,做好碳四、碳五和芳烃的综合利用。下游的配套产品应充分体现差异化、高端化、高附加值化,避免加剧通用产品过剩。
  2、低油价下煤制烯烃仍然具有盈利能力
  煤制烯烃成本变化与油价变化关系不大,而石脑油制烯烃成本与油价变化密切相关,在35~55美元/桶低油价下,石油烯烃成本优势明显、盈利空间较大,而煤制烯烃也能实现盈亏平衡;在65~75美元/桶油价下,煤制烯烃成本与石脑油制烯烃成本相当,具有较好盈利水平;
  当油价在90美元/桶以上时,煤制烯烃具有良好效益,而石脑油制烯烃则面临高成本、低利润的状况。随着油价走高,煤制烯烃盈利水平增强。特别是煤制烯烃在85美元/桶油价下,完全可以满足新建装置内部收益率大于12%的要求,盈利能力强。
  甲醇制烯烃成本构成中甲醇原料成本占比在75%以上,其成本变化与进口甲醇价格变化有较大程度的关联,进口甲醇价格升高,导致甲醇制烯烃成本也随之升高,盈利空间很小。在当前低油价下,甲醇制烯烃成本明显高于石脑油制烯烃成本,面临较大压力。
  3、煤制烯烃投资强度高,水资源和碳排放将影响其进一步发展
  煤化工项目一次性投资很高,其中煤气化装置的投资占比高达50%。煤基一体化装置以PE/PP为目标产品,大都采用增产乙烯和丙烯的MTO二代技术,普遍规模为煤基180万吨/年甲醇制68万吨/年聚烯烃,投资约210亿元。
  由于煤化工项目一次性投资高、融资难度大,尤其是民营企业资本实力相对较弱、贷款利率高,融资成本要高于国企,因此许多民企的煤化工项目都存在因资金链紧张导致规划项目取消或项目建设进度延迟的问题。甲醇制烯烃由于省略了煤气化和甲醇生产装置,因此一次性投资要大大低于煤制烯烃,一套外购甲醇制60万吨/年烯烃、聚烯烃一体化装置投资在90亿元左右。
  以煤为原料生产烯烃,原料煤炭国内就可满足供应,且原料价格基本不受国际油价波动的影响。但以煤为原料生产烯烃,面临着低油价、水资源和碳排放等多重压力。从煤和石油组成来看,煤的氢/碳原子比为0.2~1.0,而石油的氢/碳原子比达1.6~2.0。
  煤炭由于其组成中碳多氢少,以煤生产石化产品的过程必然伴随着氢/碳原子比的调整,其大规模、低成本来源只能是与水发生反应,从而不可避免地排放大量的CO2,消耗大量水资源并排放大量的污水,而石油组成中由于氢多碳少,其转化(或直接利用)过程中排放的CO2大大减少。另外,碳税对煤化工项目的影响很大,目前煤制烯烃装置的成本测算未考虑碳交易税。按照国家示范项目规划要求的能效值来计算单位烯烃二氧化碳排放,由此计算煤制烯烃的碳税约为100元/吨,如果国家征收碳税,煤化工项目的竞争力将大大减弱。
  4、实现产品高性能化,提升附加值,是提升烯烃产品竞争力的关键
  采用石脑油蒸汽裂解技术,双烯收率为50%左右,副产品包括丁二烯、苯、甲苯、二甲苯及碳五组分等,产品多样化,应该充分发挥共聚牌号生产优势,开发满足市场需求的管材料、车用料、医用料、高性能膜料等合成树脂产品,改变生产均聚通用产品同质化竞争的局面,实现产品的高性能化和高附加值化,提质增效,增强市场竞争力。
  采用乙烷蒸汽裂解技术生产乙烯,乙烯收率约为80%,丙烯及其他产品收率较低,产品较单一,下游配套方案单一,难以实现产品的差异化。与石脑油蒸汽裂解技术相比,煤制烯烃(包括MTO)双烯收率约75%,副产物种类和数量较少。煤制烯烃(包括MTO)的主要副产物混合碳四以丁烯为主,约占93%,丁烷和丁二烯含量很少,因此其碳四的利用途径与石脑油蒸汽裂解技术的碳四利用完全不同,主要通过OCU/OCP技术生成乙烯和丙烯。而石脑油制烯烃的碳四收率约为15%,主要以丁二烯为主,通过丁二烯抽提工艺分离得到丁二烯产品。
  5、我国聚烯烃市场将形成新的格局
  煤制烯烃成本变化与油价波动关联度较小,即使在低油价形势下,煤制烯烃产能也在不断扩张,截止2016年3月,国内煤制烯烃(包括MTO)产能已达到839万吨,占到国内烯烃产能的18.7%,目前在建产能884万吨/年(均在2020年前后建成),加上部分处于规划阶段的项目将很快进入建设期,预计2016年年底将形成976万吨/年产能,2020年建成投运的煤制烯烃产能占国内烯烃总产能将超过20%,2025年将达到28%,届时国内烯烃市场将形成石油烯烃(含丙烷脱氢制丙烯)、煤制烯烃、进口烯烃(当量)“三分天下”的市场格局。
  同时,煤制烯烃企业也在努力扩大下游聚烯烃产品牌号种类与数量,例如中天合创的聚烯烃装置就包括12万吨/年釜式法高压聚乙烯(可生产高VA含量EVA)和25万吨/年管式法高压聚乙烯,市场竞争力将逐渐显现,因此无论从产能增长还是产品结构方面来看,煤制烯烃将对石油烯烃企业带来越来越大的冲击,值得石油企业高度重视。
  6、建议
  在当前我国经济新常态、国际油价低位运行、全球石化市场竞争日趋激烈的新形势下,我国乙烯生产企业既面临良好机遇,也面临严峻挑战,作者建议应从以下几个方面做好工作。
  1)石脑油蒸汽裂解制乙烯的发展应力争实现炼化一体化,裂解原料轻质化、多元化,生产装置的园区化、基地化,下游产品差异化、高端化等,充分利用蒸汽裂解副产物多样化的优势,做好碳四、碳五和芳烃的综合利用,以降低生产成本,提升竞争力。
  2)低油价下,煤制烯烃产业需要转变过去的规模扩张型的粗犷发展模式,坚持精细化发展策略,创新建设运行模式、细化原料加工路径、提高资源利用率、降低成本,同时重视环保、节能、减排、节水等环节,以适应未来更为苛刻的环保要求。
  3)甲醇制烯烃的发展主要取决于稳定廉价的甲醇来源,可考虑在中东布局天然气制甲醇项目作为国内制烯烃的原料,或者顺应“一带一路”的思路特别是中亚布局天然气制甲醇到烯烃项目,降低原料成本,同时考虑延伸甲醇制烯烃产业链向精细化工发展,提高产品附加值。
  4)可考虑进口乙烷裂解制乙烯,但应首先落实稳定、连续、价格合理的乙烷原料供应途径,避免原料断档造成装置不能运行,同时也要避免原料价格飙升造成装置运行成本高企。
  5)继续研究和开发甲烷制乙烯、合成气制乙烯技术。加强甲烷制乙烯和合成气制乙烯的研究开发投入,力争催化剂等核心技术的突破和解决工程技术问题,早日实现工业化应用。