乙烯是石油化工行業(yè)的基本原料,乙烯產量已成為衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標志。我國乙烯工業(yè)從無到有,從弱到強,創(chuàng)造了世界乙烯工業(yè)史上的奇跡。近年來,國內原油進口政策的進一步開放和煤化工技術的成熟,使更多民企外企開始進入乙烯行業(yè),乙烯的整體供應格局開始出現積極的變化,大型煉化一體化項目以規(guī)模大型化和原料多元化帶來成本和技術沖擊,這些都將對我國乙烯工業(yè)發(fā)展產生重要影響。
躍居世界第二大乙烯生產國
上世紀60年代我國首套蒸汽裂解裝置于蘭州石化建成投產,開創(chuàng)了中國以乙烯裝置為龍頭的石油化工歷史。歷經半個世紀的發(fā)展,我國乙烯工業(yè)從起步萌芽階段進入快速發(fā)展階段,特別是2005年以來,發(fā)展更為迅速,一方面依托原有裝置完成了第二輪擴能改造,另一方面新建了12套規(guī)模在80萬噸/年以上的裂解裝置和一批煤制烯烴裝置,產能從740萬噸/年增長到當前的2500萬噸/年以上,是僅次于美國的世界第二大乙烯生產國,約占全球乙烯產能的14.7%。
盡管我國的乙烯產能與產量均快速增長,但與市場需求量相比,仍有較大差距,如圖2所示。我國每年乙烯衍生物凈進口量折合乙烯當量占乙烯當量消費量的50%~60%。2017年,我國乙烯產量1824萬噸,當量消費量約為4250萬噸,仍需進口大量的聚乙烯和乙二醇等乙烯下游衍生物。其中聚乙烯的進口量占總消費量的47%,特別是高密聚乙烯的進口比例高達59%;乙二醇的進口比例接近60%。近年來,隨著我國GDP增速放緩和乙烯當量消費基數變大,乙烯當量消費增速也有所減緩。“十一五”和“十二五”期間由“十五”的10%下降至7%左右,近三年又進一步降至5%左右。
乙烯裝置規(guī)模極大地影響著乙烯生產能力和單位生產成本。20世紀60年代我國首套乙烯裝置生產能力僅為0.5萬噸/年,70年代到90年代期間,隨著新設備、新工藝的引進,乙烯裝置最大規(guī)模達到30萬噸/年,通常由10臺裂解爐和2臺切換爐組成,單爐能力3萬噸/年左右。2005年以來,材料和技術的進步使得設計和建設更大的乙烯裝置成為可能,我國建成投產的大多數乙烯裝置規(guī)模達80萬~100萬噸/年。截至目前,我國共有蒸汽裂解乙烯生產裝置32套,如表1所列。平均規(guī)模達到了63.6萬噸/年(不含北京東方乙烯等停車未啟裝置),與2005年相比,提高了1倍,同時也高于世界平均規(guī)模(58.5萬噸/年)。
乙烯工業(yè)布局十分重要,直接關系到石油化工的發(fā)展和經濟效益。2000年之前,18套乙烯裝置分散在15個城市的16個地點,公用工程、物流傳輸、環(huán)境保護和管理服務等成本高,裂解副產品難以集中利用,產品加工深度不夠,嚴重影響了整體競爭實力。進入21世紀,乙烯項目建設布局有所改善,新建大型項目主要集中在華東和華南地區(qū)。2015年國家發(fā)改委印發(fā)的《石化產業(yè)規(guī)劃布局方案》對今后一個時期的石化產業(yè)布局進行了總體部署,要求新建乙烯項目布局在大連長興島、河北曹妃甸、江蘇連云港、上海漕涇、浙江寧波、廣東惠州、福建古雷七大石化產業(yè)基地,按照煉化一體化、裝置大型化的要求建設,乙烯裝置年生產能力達到100萬噸以上。不僅綜合考慮了資源和市場優(yōu)勢,更注重物流條件對競爭力的影響。
資源因素是影響一個國家乙烯裂解原料結構的關鍵因素。20世紀七八十年代,由于我國原油資源有限且重多輕少及輕烴和石腦油價格過高等原因,乙烯原料過于重質化,輕柴油在乙烯原料構成中占70%以上,輕烴和石腦油僅占13%,另外還裂解10%左右的原油閃蒸油及重油。到80年代末90年代初,乙烯原料輕質化、優(yōu)質化工作已有進展,輕柴油比重大幅下降到50%左右,石腦油比例增加至30%以上,另外,還裂解10%以上的輕烴和加氫尾油,但仍以輕柴油為主。1996年以后,隨著對柴油的改質加工,輕烴資源的加大利用及國外進口原油的增加,乙烯原料不斷向輕質化、優(yōu)質化發(fā)展,輕柴油比重下降至三分之一左右,石腦油比例提高至45%左右。進入21世紀,石腦油比例進一步提高至60%以上,輕柴油進一步下降至10%左右,另外還裂解10%左右的輕烴和10%左右的加氫尾油?,F在我國乙烯生產原料以石腦油為主,其他原料為補充。
近年來,各乙烯生產企業(yè)在強化油田輕烴、凝析油,煉廠輕烴等輕質優(yōu)質原料的組織利用方面有很大進步,同時,煉化結構調整使更多的優(yōu)質原料進入乙烯裂解裝置,輕烴和加氫尾油的比重提高至1/3以上,石腦油比例有所下降,在55%左右,輕柴油比例下降至10%以下。
2008年之前,我國乙烯生產全部采用蒸汽裂解工藝。近十年來工藝路線向多元化方向發(fā)展,2008年沈陽化工以重質油為原料建成首套催化熱裂解(CPP)裝置,乙烯產能為15萬噸/年,2010年神華包頭煤化工公司以煤為原料建成首套煤(甲醇)制烯烴裝置,乙烯產能為30萬噸/年。目前,蒸汽裂解工藝仍是我國乙烯生產的主流工藝,約占乙烯總產能的80%,煤(甲醇)制乙烯占17%左右,如圖4所示。還有一些技術處于探索、研發(fā)或向工業(yè)轉化階段,包括石腦油催化裂解制乙烯,以甲烷為原料,通過氧化偶聯(lián)(OCM)法或一步法無氧制取乙烯,以生物質乙醇為原料經催化脫水制取乙烯,以天然氣、煤或生物質為原料經由合成氣制取乙烯等。
2005年之前,我國乙烯生產主要集中在中國石化和中國石油兩大公司。2005年以來,隨著揚巴一體化、中海殼牌、中沙天津石化、福建聯(lián)合石化、中韓石化等合資企業(yè)乙烯項目的投產,以及神華包頭、中原乙烯和寧波禾元等多個煤(甲醇)制烯烴項目的投產,目前我國乙烯市場已形成以央企、合資企業(yè)、煤(甲醇)制烯烴企業(yè)和進口商四大供應系統(tǒng)為源頭的格局。其中中國石化產能為1129.5萬噸/年(包括合資企業(yè)),中國石油產能為591萬噸/年,中國海油產能為257萬噸/年(包括合資企業(yè)),分別占中國乙烯產能的45.8%、24.0%和10.4%。
乙烯工業(yè)向高質量方向發(fā)展
產能仍將快速增長,集中釋放。未來幾年,我國乙烯產能仍將保持快速增長,不僅國企有多個煉化項目處于建設和籌建階段,一些實力雄厚的大型民營企業(yè)也在向乙烯領域拓展,還有一些民企宣布采用進口乙烷裂解制乙烯的計劃,國外資本也不斷進入,如表2所列。另外,一些煤(甲醇)制烯烴項目也在建設中??紤]到項目的建設周期、進展情況和一些不確定因素,預計“十三五”末我國乙烯產能將超過3200萬噸/年,“十四五”末將達到4500萬噸/年。在產能基數增大的情況下,仍保持年均7%左右的增速。
消費增速放緩,乙烯當量進口量仍較大。隨著我國經濟增速放緩和乙烯當量消費基數逐年增大,乙烯當量消費增速也將逐漸趨緩,“十三五”將降至4%,“十四五”還將有所下滑。但我國乙烯產量仍不能滿足市場需求,預計到2020年我國乙烯當量消費量將達到4800萬噸,仍需進口2000萬噸左右的聚乙烯和乙二醇等乙烯下游衍生物。
市場參與主體增多,競爭更趨激烈。我國乙烯的供需缺口吸引了國內外投資者的注意。不僅民營企業(yè)、地方企業(yè)將參與國內乙烯下游產品市場競爭,隨著石化項目外資準入要求放寬、合資比例限制取消,國外資本也將進入,巴斯夫、??松梨诘仁揞^已宣布將在中國獨資建設乙烯項目,他們的市場定位很明確,以低成本和高品質搶奪中國的市場份額。國內乙烯下游產品市場將逐步形成煤化工、民營石化企業(yè)、地方石化企業(yè)、外商獨資企業(yè)與中國石油、中國石化、中國海油、中化集團等國有大型石化企業(yè)和進口產品多主體互動的市場格局,競爭更加激烈,對宏觀政策、市場規(guī)范、標準體系等方面都將產生重要的影響。
大型化、基地化發(fā)展,產業(yè)集中度進一步提高。隨著浙江石化、恒力石化、漳州古雷、盛虹石化等大型乙烯項目的投產,以及個別規(guī)模小、盈利性差的裝置關停,蒸汽裂解乙烯裝置的平均規(guī)模還將繼續(xù)提高,達到70萬噸/年左右。七大石化產業(yè)基地的布局也將基本形成,位于長三角、珠三角及環(huán)渤海灣的乙烯產能將占我國總產能的60%,集中度進一步提高,資源將得到充分優(yōu)化配置和合理利用,實現集約化經營。
結構調整和升級改造速度加快,裝置運營水平大幅提升。隨著采用國際最先進的生產工藝及控制技術,按照國際最先進的節(jié)能減排標準進行設計和建設的新項目投產,以及已建項目通過各種先進技術和流程的組合,不斷進行整體優(yōu)化,乙烯裝置運行水平大幅提升,并將推動國內石化行業(yè)整體技術水平的提升。乙烯下游高性能樹脂、特種橡膠及彈性體、高性能纖維及其復合材料、功能性膜材料等高端產品比例增加,競爭力不斷增強。同時,借助能源互聯(lián)網和供給側改革,精準對接消費市場需求,主動掌握前沿信息,供給質量與效益也有所提高。
總體來看,我國乙烯工業(yè)歷經半個世紀的發(fā)展取得了很大進步,正由快速發(fā)展階段向高質量發(fā)展階段邁進,正由烯烴生產大國朝向烯烴生產強國的目標加速前進。
資料來源:中塑在線
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