石化VS煤化:烯烴路線哪家強(qiáng)?
煤化工,煤炭,乙烯
一、甲醇制烯烴工業(yè)發(fā)展背景
以乙烯和丙烯為代表的烯烴產(chǎn)品是重要的基礎(chǔ)化合物,也是衡量一個(gè)國家石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要產(chǎn)品,烯烴工業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)著其他有機(jī)化工產(chǎn)品的發(fā)展。近年來,我國乙烯工業(yè)發(fā)展迅猛,2013年乙烯產(chǎn)能達(dá)1872.5萬噸/年,產(chǎn)量1622.5萬噸,進(jìn)口量170.4萬噸,表觀消費(fèi)量1792.9萬噸,消費(fèi)自給率達(dá)到90.5%,現(xiàn)在已經(jīng)是僅次于美國的世界第二大乙烯生產(chǎn)國。
隨著乙烯和煉油工業(yè)快速發(fā)展,丙烯產(chǎn)能與產(chǎn)量也不斷增長。2013年丙烯產(chǎn)能達(dá)2082萬噸/年,產(chǎn)量1903萬噸,進(jìn)口量264萬噸,表觀消費(fèi)量2167萬噸,國內(nèi)消費(fèi)自給率87.8%。目前從當(dāng)量消費(fèi)量來看,我國乙烯、丙烯當(dāng)量消費(fèi)仍有很大缺口,乙烯丙烯工業(yè)發(fā)展仍有很大潛力。
中國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中石油占17.7%,煤炭占68.5%,天然氣占4.7%,而我國石油資源短缺,原油進(jìn)口依存度逐年增加,2013年原油對外依存度為57.4%,近幾年原油對外依存度一直保持持續(xù)上升的態(tài)勢,預(yù)計(jì)到2015年原油對外依存度將接近60%。
目前,國內(nèi)乙烯、丙烯主要以石化路線生產(chǎn),嚴(yán)重依賴石油。我國原油對外依存度的增加在一定程度上對以石化路線生產(chǎn)乙烯、丙烯產(chǎn)品的發(fā)展產(chǎn)生了限制,我國“富煤、貧油、少氣”的能源特點(diǎn)決定了國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展需要依靠調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),降低對石油進(jìn)口的依存度,充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢,大力發(fā)展煤化工高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),以煤化工產(chǎn)品替代石油化工產(chǎn)品。適度合理的發(fā)展甲醇制烯烴,實(shí)現(xiàn)乙烯和丙烯生產(chǎn)原料多元化,對減輕原油供應(yīng)壓力,發(fā)展乙烯、丙烯工業(yè)有重大意義。
二、我國甲醇制烯烴工業(yè)發(fā)展情況
甲醇制烯烴的工業(yè)化研究已進(jìn)行了多年,國際上一些著名的石油和化學(xué)公司如埃克森美孚公司(Exxon Mobil)、巴斯夫公司(BASF)、環(huán)球油品公司(UOP)、海德魯公司(NorskHydro)和魯奇(Lurgi)公司都投入了大量資金進(jìn)行研究;國內(nèi)諸多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)也在該領(lǐng)域進(jìn)行大量的開發(fā)與研究,如中科院大連化物所、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海石油化工研究院、惠生工程(中國)有限公司、江蘇煤化工程研究設(shè)計(jì)院等,也取得了一定的成績。
按照目標(biāo)產(chǎn)品的不同,甲醇制烯烴可以分為兩類:目標(biāo)產(chǎn)品為乙烯和丙烯的MTO過程以及目標(biāo)產(chǎn)品為丙烯的MTP過程。目前國內(nèi)甲醇制烯烴裝置情況見下表。
在我國煤炭資源豐富、價(jià)格低廉的地區(qū),采用規(guī)?;a(chǎn)甲醇,甲醇再制烯烴,與傳統(tǒng)石腦油熱裂解制烯烴生產(chǎn)工藝相比,具有較強(qiáng)的競爭力。
2013年,在寧波富德能源有限公司(原禾元)和惠生(南京)清潔能源股份有限公司甲醇制烯烴裝置先后投產(chǎn),目前中國已投入運(yùn)行的煤(甲醇)制烯烴裝置共有6個(gè),總產(chǎn)能274萬噸/年,不過大多企業(yè)為做到原料的自給自足,選擇以煤制甲醇制烯烴一體化裝置,僅寧波富德能源(原禾元)和惠生外購甲醇進(jìn)行生產(chǎn)。
總體來看,甲醇制烯烴項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益主要取決于成本,即取決于煤炭價(jià)格和甲醇成本。另外,煤化工項(xiàng)目需要的電量和蒸汽量較大,如投資者可實(shí)現(xiàn)“煤-電-化”一體化生產(chǎn),則可最大限度地降低甲醇和烯烴的生產(chǎn)成本。
因此,以煤為源頭的烯烴路線(煤-甲醇-烯烴)多建設(shè)在水資源和煤炭資源豐富的地區(qū);而以外購甲醇為源頭的烯烴路線(甲醇-烯烴)則建設(shè)在港口地區(qū),便于原料進(jìn)口和產(chǎn)品出口。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前國內(nèi)有近40個(gè)在建或在開展前期工作的煤制烯烴項(xiàng)目,若能如期建成投產(chǎn),到2017年國內(nèi)煤制烯烴產(chǎn)能將超過2000萬噸。
三、不同原料制烯烴成本效益分析比較
本文在國內(nèi)烯烴項(xiàng)目數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,對不同原料生產(chǎn)聚烯烴的成本進(jìn)行了測算。首先我們根據(jù)同期原油、進(jìn)口甲醇、石腦油價(jià)格數(shù)據(jù)(選取了2011~2013年3年數(shù)據(jù)),通過回歸分析確定了不同原油價(jià)格下對應(yīng)的進(jìn)口甲醇、石腦油價(jià)格。國內(nèi)煤炭價(jià)格與原油價(jià)格相關(guān)系數(shù)不顯著,單獨(dú)測算,與原油價(jià)格不對應(yīng)。不同原油價(jià)格對應(yīng)進(jìn)口甲醇、石腦油價(jià)格見下表。
經(jīng)過計(jì)算,不同原油價(jià)格下不同原料生產(chǎn)聚烯烴單位成本見下表及圖。
不同煤炭價(jià)格下的聚烯烴單位成本見下表。
從上圖中大致可以看出,在油價(jià)接近80美元/桶時(shí),外購甲醇制聚烯烴與石腦油制聚烯烴成本大致相等。在油價(jià)大于80美元/桶時(shí),外購甲醇制聚烯烴生產(chǎn)成本低于石腦油制聚烯烴生產(chǎn)成本。
以內(nèi)蒙古煤價(jià)為例,在煤價(jià)380元/噸時(shí),聚烯烴成本在6000元左右。在煤價(jià)760元/噸時(shí),煤制聚烯烴成本與進(jìn)口甲醇制聚烯烴成本大致相等;在煤價(jià)高于760元/噸時(shí),煤制聚烯烴成本高于進(jìn)口甲醇制聚烯烴成本。
以石腦油價(jià)格為基準(zhǔn),可計(jì)算出不同油價(jià)在相同聚烯烴成本下對應(yīng)的煤炭和進(jìn)口甲醇的原料競爭價(jià)格,如下表所示。
從上表可以看出,當(dāng)原油價(jià)格為80美元/桶時(shí),進(jìn)口石腦油價(jià)格水平大約在5560元/噸左右,其時(shí)生產(chǎn)聚烯烴進(jìn)口甲醇競爭價(jià)格為2660元/噸,生產(chǎn)聚烯烴煤炭競爭價(jià)格為740元/噸;當(dāng)原油價(jià)格為100美元/桶時(shí),進(jìn)口石腦油價(jià)格水平大約在6845元/噸左右,其時(shí)生產(chǎn)聚烯烴進(jìn)口甲醇競爭價(jià)格為3490元/噸,生產(chǎn)聚烯烴煤炭競爭價(jià)格為940元/噸。
總體來看,在目前價(jià)格下煤制烯烴路線聚烯烴產(chǎn)品成本約為石腦油路線的80%左右,成本構(gòu)成與石腦油制烯烴不同,原料成本顯著低于石腦油路線,而固定資產(chǎn)折舊費(fèi)明顯高于石腦油路線,且比石腦油路線水耗高、二氧化碳排放多。
四、發(fā)展建議
石油路線制烯烴在未來一段時(shí)間內(nèi)仍然占有主導(dǎo)地位,發(fā)展先進(jìn)石油裂解技術(shù)提高烯烴收率、降低能耗是必要的。甲醇制烯烴在中國已有一定規(guī)模的工業(yè)化裝置,將是石油路線制烯烴的重要補(bǔ)充,甲醇制烯烴技術(shù)在中國具有很大的發(fā)展前景。
乙烯、丙烯下游強(qiáng)勁的市場需求和我國的資源結(jié)構(gòu)也決定了我們必須走烯烴原料多元化的路線,國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展要求我們必須依托自身的資源優(yōu)勢發(fā)展石化基礎(chǔ)原料生產(chǎn),煤基甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有利于緩解輕質(zhì)石化資源緊缺,滿足日益增長的市場要求,國際油價(jià)保持高位也使甲醇制烯烴項(xiàng)目更具競爭力。
目前,隨著甲醇制烯烴工業(yè)化裝置的陸續(xù)投產(chǎn),甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)已出現(xiàn)產(chǎn)能大幅度增長的發(fā)展勢頭,屆時(shí)對甲醇的需求量將會(huì)猛增,原料甲醇的供應(yīng)問題將直接影響甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。
而且,在技術(shù)方面,水耗、能耗和二氧化碳減排方面甲醇制烯烴項(xiàng)目還需進(jìn)一步集成優(yōu)化。發(fā)展甲醇制烯烴項(xiàng)目需要綜合考慮當(dāng)?shù)刭Y源、政策和原油價(jià)格未來走勢以及烯烴供求關(guān)系等,權(quán)衡各方利弊。而目前甲醇制烯烴項(xiàng)目缺乏規(guī)范布局,有重復(fù)建設(shè)情況發(fā)生,繼而引發(fā)區(qū)域水資源供需失衡,增加節(jié)能減排工作難度,預(yù)計(jì)國家將繼續(xù)出臺政策規(guī)范煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這些因素都將對甲醇制烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展增添不確定性。(中國石油和化工經(jīng)濟(jì)分析)
注:部分?jǐn)?shù)據(jù)來源互聯(lián)網(wǎng),僅供參考
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