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從丙烷到丙烯,路有多遠(yuǎn)?

   2013-02-28 中國化工報高重密

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  近20年來,全球丙烯需求量逐年增長,我國丙烯的供需缺口也在逐年擴(kuò)大。目前丙烯產(chǎn)量70%左右來源于蒸汽裂解,20%~25%來自催化裂化。然而,在美國頁巖氣革命和2013年我國實施油品消費(fèi)稅新政的背景下,我國丙烯供應(yīng)量或會出現(xiàn)緊張,丙烷供給卻將相對過剩。為此,業(yè)內(nèi)人士將目光投向了丙烷制丙烯這條路。


  從丙烷到丙烯,如果問一個學(xué)化學(xué)的學(xué)生,他會告訴你,這就是一個簡單的脫氫反應(yīng);但如果將這個問題拋給企業(yè)人士,他則會考慮:丙烷原料充足嗎?丙烯下游是否過剩?技術(shù)團(tuán)隊是否完備?這條工藝會帶來多少收益?一些分析人士認(rèn)為,企業(yè)考慮的這些因素在當(dāng)前都已不成問題,丙烷制丙烯的最佳發(fā)展時期到了!


  原料有保障:
  進(jìn)口丙烷來源充足


  原料的價格和供應(yīng)量是丙烷脫氫制丙烯裝置前景的核心。目前,丙烷的主要來源有煉油廠液化氣、油田伴生氣和濕性天然氣凝析液,國內(nèi)幾乎全部來源于煉油廠。作為國內(nèi)的兩大煉油集團(tuán),中石化和中石油在近兩年開始珍惜手中的液化氣資源,認(rèn)為將其富含的碳資源燒掉可惜,都提出了要加強(qiáng)輕烴資源的綜合利用。中石化曾在去年啟動了煉油輕烴資源綜合利用調(diào)研,旨在摸清旗下34家煉油企業(yè)的輕烴資源總量,找出中石化系統(tǒng)內(nèi)輕烴資源最有效的整體利用路徑;中石油也曾提出,要在2015年前解決液化氣碳資源利用的問題。在此背景之下,其他企業(yè)的丙烷脫氫裝置想要從兩大集團(tuán)手中拿到原料,難度可想而知。

 

 

寧波海越新材料有限公司在建的138萬噸/年丙烷和混合碳四利用項目,一期工程包含60萬噸/年丙烷脫氫裝置。圖為項目一角。 (企業(yè)供圖)


  但是,在聯(lián)想控股戰(zhàn)略投資總監(jiān)嚴(yán)樂平看來,國內(nèi)建設(shè)丙烷脫氫裝置,其資源供應(yīng)是完全可以保證的。他給出的理由是:國內(nèi)煉油廠丙烷供應(yīng)量較少且分散,硫含量還較高,因此國內(nèi)丙烷脫氫企業(yè)多數(shù)還是要從進(jìn)口市場采購丙烷,以保證裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,而目前液化丙烷市場的貿(mào)易量完全可以滿足丙烷脫氫裝置的原料需求。


  中信建投證券研究發(fā)展部行業(yè)分析師胡彧給出的數(shù)據(jù)證實了嚴(yán)樂平的觀點。據(jù)統(tǒng)計,當(dāng)前全球液化丙烷每年的貿(mào)易量為3500萬~4000萬噸,中國每年的進(jìn)口量僅在150萬~300萬噸。“以國內(nèi)所有丙烷脫氫項目100%負(fù)荷投產(chǎn)需求估算,我國新增的丙烷需求也只占全球丙烷貿(mào)易量的1/6。” 胡彧說。


  而且,全球的丙烷產(chǎn)量還在不斷上升中。有數(shù)據(jù)顯示,2010年,全球丙烷有35%來自天然氣開采的伴生氣。隨著煤層氣和頁巖氣等非常規(guī)油氣的發(fā)展,丙烷的來源會進(jìn)一步擴(kuò)展。預(yù)計2015年,全球丙烷有55%來自天然氣開采,屆時全球丙烷產(chǎn)量預(yù)計能達(dá)到2.85億噸。嚴(yán)樂平舉了個例子:“2010年美國得克薩斯州的Barnett頁巖氣產(chǎn)量為538億立方米,分離出丙烷11億立方米。陶氏因此宣布在美國的丙烷脫氫項目以頁巖氣伴生丙烷為原料。”

 
  “隨著美國頁巖氣的開發(fā)利用,美國對中東地區(qū)丙烷的需求逐漸減少,因此中東有富足的丙烷資源供我國進(jìn)口。”嚴(yán)樂平對我國的丙烷進(jìn)口來源也不擔(dān)心。


  胡彧還認(rèn)為,天然氣凝析液產(chǎn)量的持續(xù)增長將對全球丙烷供應(yīng)產(chǎn)生積極意義。“頁巖氣含6%~7%凝析液,凝析液含30%丙烷,美國的凝析液產(chǎn)能快速提升,未來也將成為丙烷出口大國。2012年開始,美國丙烷開始凈出口。預(yù)計2016年美國丙烷將過剩620萬噸。”

 

 

2012年1~11月進(jìn)口丙烷與丙烯價差  美元/噸 (丙烷 遠(yuǎn)東CFR價  丙烯 中國CFR價)


  量夠了,價格呢?嚴(yán)樂平介紹說,國際液化丙烷貿(mào)易是我國能源領(lǐng)域最早放開貿(mào)易管制的領(lǐng)域之一,因為其符合國家發(fā)展多種能源的產(chǎn)業(yè)政策。2011年我國對丙烷實施年度進(jìn)口暫定稅率,進(jìn)口關(guān)稅由5%降至2%;2012年,進(jìn)口關(guān)稅又由2%下調(diào)到1%,有利于丙烷的大量進(jìn)口。

 
  當(dāng)然了,在中東看到我國大規(guī)模上丙烷脫氫項目之后,會不會對其丙烷出口價格重新定位,這是胡彧特別提醒企業(yè)需要注意的一點。但國內(nèi)企業(yè)暫時也沒有考慮這么多,當(dāng)前丙烷充足的供應(yīng)量和低關(guān)稅足以激起他們心中對丙烷脫氫項目的熱情。據(jù)不完全統(tǒng)計,天津渤化、海越股份、東華能源、煙臺萬華、衛(wèi)星石化、江蘇海力化工等十幾家企業(yè)目前都在建設(shè)丙烷脫氫項目,這些項目年產(chǎn)能基本都在60萬噸左右,總產(chǎn)能近600萬噸,且基本都在2013~2014年投產(chǎn)。此外,還有一些企業(yè)在進(jìn)行丙烷脫氫項目的前期調(diào)研。


  下游有市場:
  丙烯需求逐年上升


  從地域上來分析,這些丙烷脫氫在建項目大多分布在江浙沿海一帶,這與當(dāng)?shù)厥a(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)不無關(guān)系。這些地方的化纖、塑料、農(nóng)藥、染料、涂料等產(chǎn)業(yè)十分發(fā)達(dá),但處于產(chǎn)業(yè)鏈中上游包括丙烯在內(nèi)的一些重要有機(jī)化工原料卻長期依賴從省外購買或者進(jìn)口。這也逼得當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)不得不向石化產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸,比如投資丙烷脫氫項目。

 

 

  天津渤化60萬噸/年丙烷脫氫項目采用了Lummus公司的Catofin工藝,計劃今年竣工投產(chǎn)。圖為該項目高94.35米、直徑9.7米的重達(dá)1907.89噸的1號產(chǎn)品分離塔的吊裝現(xiàn)場。(企業(yè)供圖)

  截至2011年,我國丙烯生產(chǎn)能力達(dá)1550萬噸,其中乙烯裂解裝置聯(lián)產(chǎn)丙烯的產(chǎn)能在722萬噸左右,占46%;煉廠丙烯產(chǎn)能在740萬噸左右,占48%;煤制烯烴項目產(chǎn)能92萬噸,占6%。“可見,國內(nèi)生產(chǎn)的丙烯基本都是來自煉廠催化裂解裝置。這也使得丙烯幾乎全被煉化企業(yè)內(nèi)部使用,需要丙烯的下游企業(yè)只得通過進(jìn)口解決。”寰球工程公司教授級高工王積欣表示,積極探索丙烯多元化生產(chǎn)成為當(dāng)務(wù)之急。


  北京東方石油化工有限公司工程師晏雨夏也向記者證實:“國內(nèi)丙烯每年都要大量進(jìn)口。我們公司一套用丙烯合成丁辛醇的裝置,每年需要丙烯7萬噸左右。作為中石化系統(tǒng)內(nèi)的企業(yè),丙烯都不夠用,每年還需從日本、韓國進(jìn)口2萬~3萬噸。”


  數(shù)字顯示,近兩年我國對丙烯的需求量直逼2000萬噸,供需差額在500萬噸左右。而根據(jù)胡彧的分析,全球丙烯的傳統(tǒng)供應(yīng)路徑正在變窄。“石腦油裂解占全球丙烯來源的64%,但石腦油裂解工藝的主要目標(biāo)是生產(chǎn)乙烯,乙烯在受到中東廉價的乙烷制乙烯的沖擊之后,石腦油裂解裝置在近幾年的開工率明顯下滑。受此影響,丙烯也就受到了供應(yīng)制約。丙烯第二大來源是煉廠丙烯,其增速與煉油能力持平,也很難填補(bǔ)丙烯的需求空缺。”


  一面是全球丙烯的供應(yīng)緊張,一面是隨著丙烯下游衍生物需求的增長,丙烯需求缺口的不斷加大。國外有機(jī)構(gòu)測算,2010~2015年全球丙烯需求增速為3.8%,中國則為5.3%。胡彧所在的中信建投證券研究發(fā)展部也對我國丙烯下游的需求情況做過測算。根據(jù)他們的分析,未來5年,我國聚丙烯預(yù)期增速4%~6%、丙烯腈6%~8%、環(huán)氧丙烷8%~10%、丁辛醇8%~10%、丙烯酸10%~12%。綜合來看,未來5年,我國丙烯需求增速在5.2%~7.2%。


  “預(yù)計2015年我國丙烯產(chǎn)量為2378萬噸,這其中已經(jīng)包括了煤制丙烯和丙烷脫氫新項目的正常投放,屆時的供需缺口仍將有200多萬噸。因此,未來3~5年內(nèi)國內(nèi)丙烯過剩風(fēng)險不大。”胡彧還表示,“我們將2010年的丙烯與2008年的PTA從國內(nèi)需求量、內(nèi)需增速、自給率、供給約束等方面進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)二者有相似的發(fā)展軌跡,丙烯很可能創(chuàng)造PTA般的財富效應(yīng),且更持久。”


  技術(shù)不擔(dān)心:
  兩大工藝已有實踐


  上有充足的原料資源,下有廣闊的市場需求,且短期內(nèi)產(chǎn)品還不會出現(xiàn)過剩風(fēng)險。但無論行業(yè)內(nèi)的分析師把這幅藍(lán)圖描繪得有多么美好,對企業(yè)來說還有至關(guān)重要的一點,也就是通往美好前景的手段——技術(shù)。


  據(jù)了解,目前丙烷脫氫制丙烯實現(xiàn)工業(yè)化的主要生產(chǎn)工藝是美國UOP公司的Oleflex工藝和美國Lummus公司的Catofin工藝。


  UOP公司烯烴技術(shù)部經(jīng)理孫冰在去年年底舉行的2012碳三產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上介紹他們公司的Oleflex工藝時顯得信心滿滿:“該項工藝的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在4個方面:一是低投資成本,因為該技術(shù)是真正的連續(xù)操作工藝流程,不需要大直徑高溫隔斷閥,需要的反應(yīng)器也少,而反應(yīng)器少,占地面積也就少;二是催化劑壽命長,在全壽命周期內(nèi)能夠維持穩(wěn)定的高丙烯選擇性,而且工藝結(jié)焦率超低,能夠產(chǎn)生更多的有用的C2副產(chǎn)品,因此工藝需要的現(xiàn)金生產(chǎn)成本也較低;三是該工藝可靠性和設(shè)計靈活性高,擁有獨立的反應(yīng)段和再生段,催化劑裝劑和卸劑簡單方便,能夠?qū)崿F(xiàn)不停工在線換劑,消除了氧氣污染的風(fēng)險;四是該工藝耗水量最少,CO2、NOX等廢氣排放最低,是一項環(huán)境友好的安全技術(shù)。”

 
  孫冰對Oleflex工藝的信心來自于這項技術(shù)在實踐中的成功應(yīng)用。據(jù)了解,Oleflex工藝早在1990年便在泰國一家企業(yè)成功投產(chǎn),迄今已有14套裝置在運(yùn)營,其中亞太6套、中東4套、歐洲和非洲3套、北美1套。 


  除此之外,Lummus公司的Catofin丙烷脫氫技術(shù)也不得不提。據(jù)該公司石化部門高級工程師傅謀興介紹,Catofin工藝的設(shè)計簡單、操作可靠,裝置通??扇〉么笥?8%的在線率;能接受所有的丙烷來料,包括煉廠來的丙烷進(jìn)料;開車迅速,從冷態(tài)工廠開車只需30小時;實踐證明適用于大規(guī)模裝置。


  據(jù)悉,Lummus公司目前已轉(zhuǎn)讓了12套丙烷脫氫裝置。世界上已運(yùn)行的最大的丙烷脫氫裝置采用的就是Catofin工藝,于2010年開車。最近該公司還向美國休斯敦一家企業(yè)轉(zhuǎn)讓了一套單線75萬噸/年的丙烷脫氫裝置。而建設(shè)中的天津渤化60萬噸/年丙烷脫氫裝置也是采用的該技術(shù)。


  “總之,丙烷脫氫技術(shù)目前已很成熟,單一進(jìn)料,單一產(chǎn)品,丙烯產(chǎn)率高,集成配套簡單,并且低碳環(huán)保。企業(yè)投資該項目在技術(shù)上不成問題。”嚴(yán)樂平如是說。


  盈利有案例:
  項目經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良


  企業(yè)投資一個新項目,其最終目的是為了盈利。丙烷脫氫項目雖說從原料、技術(shù)、市場等方面來分析似乎都不成問題,但與其他制丙烯工藝路線相比,能賺到錢嗎?王積欣的話或許能給企業(yè)一些信心。


  “基于我們做過的一些實際項目,我們對丙烷脫氫制丙烯、甲醇制丙烯(MTP)、甲醇制乙烯丙烯(MTO)、石腦油制乙烯丙烯、C3/C4裂解制乙烯丙烯幾種工藝路線進(jìn)行了分析測算。”王積欣表示,得出的結(jié)果是:傳統(tǒng)石腦油裂解裝置成本高,需要有上下游一體化裝置作為依托;液化氣裂解工藝規(guī)模大,但是存在原料供應(yīng)風(fēng)險;甲醇制烯烴路線成本較低,但是煤制甲醇工藝面臨著節(jié)能減排的壓力,一旦收取減排費(fèi),將加大甲醇成本,降低甲醇制烯烴的成本競爭力,而且甲醇制烯烴裝置往往位于西北部,遠(yuǎn)離目標(biāo)市場,最終產(chǎn)品還要承擔(dān)額外的運(yùn)輸費(fèi)用;而丙烷脫氫裝置規(guī)模相對較小,投資省,裝置效率高,但原料依存度的問題也不可忽視。


  “與其他生產(chǎn)技術(shù)相比,通過丙烷脫氫技術(shù)獲得同等規(guī)模的丙烯產(chǎn)量相對簡單。” 嚴(yán)樂平分析道,“此工藝的經(jīng)濟(jì)性取決于進(jìn)口丙烯與進(jìn)口丙烷的價差。目前,進(jìn)口丙烷和進(jìn)口丙烯的價差維持在500美元/噸左右,方可保證國內(nèi)建設(shè)丙烷脫氫項目的獲利能力。”

 
  丙烷價格一般受油價、天然氣價和季節(jié)性供需影響。有統(tǒng)計顯示,2004~2010年進(jìn)口丙烷與丙烯價差基本都高于每噸400美元,最大價差為每噸610美元;2012年1~10月,進(jìn)口丙烷與丙烯的價差則在每噸300~700美元之間浮動。


  如果說這些都還只是理論分析,胡彧給出的實際案例可能更有說服性。胡彧介紹說,北美近3年丙烷脫氫項目平均盈利170美元/噸。PetroLogistics LP是北美最大專產(chǎn)丙烯企業(yè),也是全球首家上市丙烷脫氫企業(yè)。該公司采用Lummus公司的Catofin技術(shù),還計劃未來將產(chǎn)能翻番。美國投資者對該公司2012年估值21倍,高于行業(yè)平均水平。


  “該公司的盈利水平季節(jié)性明顯,一般都是二季度盈利水平高,四季度盈利水平低,這與丙烷價格息息相關(guān)。” 胡彧提醒說,該公司的產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢明顯,原料丙烷產(chǎn)地僅離公司30英里;公司又位于美國丙烯最大的消費(fèi)市場;且原料和產(chǎn)品均通過管道運(yùn)輸。

 
 
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