建设大型苯乙烯 生产装置迫在眉睫
□李明 张启生
根据美国化工市场研究会(CMAI)报告分析,2003年全球苯乙
烯需求同比增长了7.1%,2004年将继续保持良好增长势头,增幅约
为4.4%,全球苯乙烯市场需求将达到2170万t。由于苯乙烯价格较
高再加上供应紧张等因素,将对未来几年苯乙烯的消费增长速度产生
一定负面影响。CMAI预测,2003~2007年全球苯乙烯消费平均增幅
为4.3%,略高于1997~2002年3.6%的平均增长水平。
据预测,2007年之前,全球苯乙烯产需将基本保持同步增长。
不过,地区不平衡局面仍将存在,表现为欧洲供应过剩,而亚洲供应
不足。亚洲苯乙烯进口将增加,近期进口来源为美国和欧洲,远期进
口来源为中东地区。目前我国苯乙烯单体仍需要大量进口,苯乙烯衍
生物进口量也不断增加。未来我国仍将是苯乙烯需求增长的主要动
力。
全球发展迅速
目前全球苯乙烯的总生产能力约为2628.5万t/a,其中北美地
区的产能为665.4万t/a,约占总产能的25.3%;西欧地区为688.9
万t/a,约占26.2%;南美地区为63.0万t/a,约占2.4%;中东地区
为105.0万t/a,约占4.6%;亚太地区为1040.5万t/a,约占总产
能的39.6%。
近期世界苯乙烯的扩产计划主要有壳牌公司和巴斯夫公司的合资
企业在新加坡建设的5.65万t/a 生产装置,Chevron Phillips化学
公司在LA St.James建设的18.1万t/a生产装置。由美国Lyondell
化学与德国拜耳以策略联盟方式,在荷兰新建产能为64万t/a的苯
乙烯生产厂,预计将在第三季底完工投产,该厂除可生产苯乙烯外,
同时可生产28万t/a环氧丙烷,该装置产能为2004年全球苯乙烯原
料市场最大新增产能。据业内人士表示,2004年全球新增苯乙烯产
能约85万t/a,除了上述Lyondell与拜耳策略联盟新建的产能外,
还有德国巴斯夫新增产能9万t/a,韩国LG化学新增产能12万t/a
等,预计都将在2004年第四季建成投产。据业内人士统计,2004年
全球苯乙烯总产能将达到2480万t/a,较2003年增加4.4%。
国内拟扩建项目活跃
目前我国苯乙烯生产厂家有10多个,总生产能力约为103.5万
t/a,其中有8套为引进装置,生产能力合计为66.4万t/a,约占国
内苯乙烯总产能的64.2%。扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司的12.0
万t/a装置是目前国内最大的生产装置,产能约占国内苯乙烯总产能
的11.6%;其次是大连石化公司和茂名石化公司,产能均为10.0万
t/a,约占国内总产能的9.7%。2003年我国苯乙烯主要生产厂家情况
见表1。
由于目前我国苯乙烯的生产能力不能满足国内生产的需求,因此
有许多生产企业都准备新建或扩建苯乙烯生产装置。广东汕头海洋实
业公司计划于2006年上半年在福建泉州新建1套40万t/a生产装置,
产品主要供本厂聚苯乙烯生产;茂名石化公司计划于2004年初将现
有的生产能力扩建到12万t/a;辽宁华锦化工(集团)有限公司拟
将现有生产能力扩建到20万t/a;吉林化学工业公司拟在2005年将
现有产能扩建到20万t/a;台湾苯乙烯公司计划于2007年在福建泉
州新建1套35万t/a生产装置;中铁联合物资(香港)有限公司将
与江苏常州东昊化工贸易公司合资新建1套15万t/a装置,计划于
2005年建成投产;扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司拟于2004年将现
有装置扩建到30万t/a;上海高桥石化公司拟建10万t/a生产装置;
南京金陵石化公司拟建6万t/a生产装置;中石化齐鲁石化公司拟采
用国内绝热负压脱氢技术将现有的6万t/a 产能扩建到20万t/a,
计划于2004年第一季度建成投产;中海油公司与壳牌公司计划于2006
年在广东惠州新建1套56万t/a苯乙烯生产装置;中石化与BP 公
司计划在上海漕泾新建1套50万t/a生产装置,预计2006年初建成
投产。另外,巴斯夫公司也正在考虑是否要在江苏南京建1套世界级
规模的苯乙烯生产装置。预计到2005年我国苯乙烯的总产能将达到
约170万t/a,2006年将达到约250万t/a。
工艺技术推陈出新
我国苯乙烯生产主要采用乙苯脱氢法,经过多年的研究开发,目
前已经逐步形成了具有自主知识产权的工艺技术。在催化剂的研制开
发方面,上海石油化工研究院先后开发出GS-01至GS-08型催化剂,
并成功应用于国内多套绝热或等温反应器,使用量占全国脱氢催化剂
的70%。在此基础上,根据国内苯乙烯生产厂家迫切希望提高现有苯
乙烯生产装置产量的愿望,该院最近又研制开发出一种高空速型乙苯
脱氢催化剂GS-10。该催化剂具有钾含量低、堆积密度高、强度高、
稳定性好和适合在高空速下运行的特点,具有良好的工业应用前景。
预计该催化剂在工业装置上的应用可使现有苯乙烯装置增产5%~
10%。中石油兰州石化分公司研究院从催化剂配方和制备工艺入手,
开发出了以铁-钾-铈-钼-镁为主要体系的低钾型乙苯脱氢催化剂,催
化剂钾流失现象得到缓解,抗湿性能良好,催化剂的活性、选择性更
优,且能在较低水油比条件下使用。
目前,乙苯负压脱氢制苯乙烯是苯乙烯生产的先进方法,其核心
技术是乙苯负压脱氢制苯乙烯反应器。华东理工大学开发的乙苯负压
脱氢反应器采用轴径向反应器和气快速混合两大关键技术,突破了国
外技术的垄断,形成了自主知识产权。中石油兰州石化公司采用该技
术的6万t/a 负压脱氢制苯乙烯装置与原脱氢单元相比,每吨苯乙
烯成本下降了约400元,经济效益显著。由上海石油化工研究院、联
合化学工程研究所设计部和华东理工大学共同开发的齐鲁石化20万
t/a 乙苯/苯乙烯装置(苯乙烯单元)工艺包通过了中石化公司的技
术评审,能耗、物耗和产品质量等主要技术指标与国外同类技术相当。
进口量逐年增加
近年来,虽然我国苯乙烯的产能和产量增长很快,但仍不能满足
国内生产快速增长的要求,每年都得大量进口,且进口量呈不断增加
的态势。1995年我国苯乙烯的进口量只有30.58万t,2000年进口
量达到115.75万t,2003年则达到266.06万t。
我国进口的苯乙烯主要来源于韩国、日本、印度尼西亚、沙特阿
拉伯和新加坡,2002年来自这5个国家的进口量合计达到171.30万
t,约占总进口量的95.2%。近年来我国苯乙烯进口国家或地区情况
见表2。
市场需求强劲
随着我国聚苯乙烯以及ABS树脂等消费量的不断增加,近年来我
国苯乙烯的表观消费量增加迅速。我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙
烯、ABS树脂、SAN树脂、不饱和聚酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以
及苯乙烯系热塑性弹性体等。2002年我国苯乙烯的表观消费量为
269.19万t,其中约65.0%用于生产聚苯乙烯,12.6%用于生产ABS/SAN
树脂,3.6%用于生产丁苯橡胶/丁苯胶乳,6.7%用于生产不饱和聚酯
树脂,3.3%用于生产苯乙烯系热塑性弹性体,8.8%用于生产其他产品。
近年我国苯乙烯的消费现状及预测情况见表3。近年来我国苯乙烯的
产需情况见图1。
提高装置竞争力
(1)随着我国建材、家电和汽车工业的快速发展,对聚苯乙烯、
ABS树脂以及苯乙烯系列橡胶SBR、SBS等的消费量将会进一步增加,
相应对苯乙烯的需求量也将不断增加。预计到2005年,我国苯乙烯
的消费量将达到约396万t,届时生产能力只有约170万t/a,仍需
大量进口,苯乙烯在我国发展前景十分乐观。
(2)总体上看,世界苯乙烯的生产能力已经出现了过剩的态势,
而亚洲尤其是我国的消费量却不断增加,这样势必导致更多的进口产
品流入我国,对我国苯乙烯行业今后的发展造成一定的威胁。而目前
我国苯乙烯生产能力小,最大的只有12万t/a,仅为发达国家同类
装置设计规模的下限,远未达到规模生产。加上生产技术相对落后,
生产成本高,经济效益差,在国内外市场缺乏竞争力。因此应尽快采
用先进技术对现有装置进行技术改造,逐步提高装置的生产规模和工
艺技术水平,使单套装置的生产规模达到20万t/a 以上,以增加产
量,降低生产成本。另外,也可以考虑引进国外最新的生产技术,新
建几套生产规模在30万t/a 以上的大型生产装置,从根本上解决我
国苯乙烯供需之间的矛盾。
(3)目前,我国乙烯资源供不足需,而催化裂化干气资源却相对
丰富,但利用率较低。建议有干气资源的炼油企业积极开发利用干气
生产乙苯和苯乙烯的生产技术。苯乙烯/环氧丙烷联产法生产苯乙烯
工艺可同时生产苯乙烯和环氧丙烷2种有价值的化工产品,适合建设
大规模生产装置,建议新建装置采用此工艺。此外,还应加快以丁二
烯制苯乙烯、以甲苯制苯乙烯、以CO2替代水蒸汽法制苯乙烯以及乙
苯脱氢-氢选择氧化制苯乙烯等新工艺的研究,努力缩短与国外新技
术之间的差距。
(4)尽管我国苯乙烯催化剂的研究开发已经达到相当高的水平,
并部分取代进口,但在新配方筛选、制备工艺、基础研究等方面仍有
相当大的潜力。开发低钾、低温、稳定性更好的新型催化剂,节省能
源,降低生产成本,延长催化剂的使用寿命,全面实现催化剂的国产
化,将成为今后我国苯乙烯催化剂开发研究的主要方向。
表1 我国苯乙烯主要生产厂家产能及产量 万t
产能/ 2001年 2002年 2003年1~10月
万t·a-1 产量 产量 产量
中石油吉林石化分公司 10.0 10.62 12.84 13.33
扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司 12.0 11.82 11.88 10.23
中石化茂名石化公司 10.0 10.46 10.17 8.63
中石化广州分公司 8.0 8.12 9.50 6.10
中石化燕山石化分公司 8.4 4.97 8.87 6.60
中石油大庆石化总厂 6.0 6.89 6.95 6.47
中石化齐鲁石化分公司 6.0 6.77 6.52 5.78
辽宁华锦化工有限公司 6.0 6.46 6.77 2.23
中石油大连石化分公司 10.0 2.46 5.05 5.31
中石油兰州石化分公司 6.0 4.92 5.16 4.03
中石油抚顺石化分公司 6.0 1.57 1.86 2.01
广东中山市南荣化工有限公司 5.0 3.30 3.66 4.05
表2 近年来我国苯乙烯进口国家或地区情况 万t
2000年 2001年 2002年
进口量 所占比例/% 进口量 所占比例/% 进口量 所占比例/%
日本 42.33 36.57 65.58 40.79 66.95 37.23
韩国 57.51 49.68 64.52 40.13 72.87 40.52
印度尼西亚 4.47 3.86 10.73 6.67 11.88 6.61
沙特阿来伯 1.96 1.69 10.25 6.37 11.39 6.33
美国 4.39 3.79 3.39 2.11 3.19 1.77
新加坡 0.77 0.66 2.35 1.46 8.26 4.59
中国台湾 2.60 2.25 1.90 1.18 3.20 1.78
其他 1.72 1.50 2.07 1.29 2.11 1.17
合计 115.75 100.0 160.79 100.0 179.85 100.0
表3 我国苯乙烯消费现状及预测情况 万t
消 费 领 域 2002年 所占比例/% 2003年 所占比例/% 2005年 所占比例/%
聚苯乙烯 175.0 65.0 180.0 56.3 190.0 48.0
ABS/SAN树脂 34.0 12.6 45.0 14.1 81.0 20.4
丁苯橡胶/丁苯胶乳 9.6 3.6 10.0 3.1 13.0 3.3
不饱和聚酯 18.1 6.7 25.0 7.8 31.5 8.0
苯乙烯系热塑性弹性体 8.9 3.3 10.0 3.1 11.5 2.9
其 他 23.6 8.8 50.0 15.6 69.0 17.4
合 计 269.2 100.0 320.0 100.0 396.0 100.0
