利用海外甲醇资源 发展我国烯烃产业的可行性分析
□ 中国石油规划总院 李建新 孙宝文
近年来,世界甲醇生产重心持续地向具有丰富天然气资源的中东、南美及大洋洲地区转移。同时,随着中国
煤化工产业的蓬勃发展,国内甲醇产能也呈急剧膨胀状态。但全球甲醇产能的增长并没有带来预期的市场需求繁
荣,反而却呈现出供应严重过剩的态势;同时,一些甲醇加工利用的新工艺新技术如甲醇制烯烃(MTO)、甲醇制
丙烯(MTP)日臻完善,为未来甲醇消费的增长提供了较好的技术支撑。站在全球化的角度来考虑,利用好海外
甲醇资源,发展MTO、MTP成为我国烯烃产业的新思路。
资源状况——全球呈过剩态势
海外甲醇生产以天然气为主要原料,我国则以煤炭为主要原料。世界甲醇产能总体增长较快,2005~2008
年,世界甲醇生产能力年均增长率达14.5%,远远高于同期乙烯产能3.1%的增长速度,而同期需求年均增长率为
6.5%。到2008年,全球甲醇生产能力已达6859万t/a,当年产量达到4126万t,装置平均开工率为60.7%,全
球甲醇供应已呈过剩格局。
甲醇产能主要分布在亚洲、中东和中南美等天然气和煤炭资源较为丰富的地区,2008年这些地区甲醇产能已
占全球总产能的82%,其中亚洲占45%、中东占19%、中南美占18%。而消费主要集中在亚洲、西欧和北美地区,
三地区的消费量占全球总消费量的80%。从甲醇的全球贸易量来看,2008年的贸易量约为2440万t,占当年总产
量的59%,贸易量较2005年增长约300万t。
目前,我国和中东地区的沙特、卡塔尔、阿曼及伊朗等国仍有大量的甲醇装置正在建设,将在今后几年内陆
续投产,预计到2013年全球甲醇产能将达到1.12亿t/a。可以预期,未来全球甲醇的过剩状态将趋于更加严重。
从历年我国甲醇的进口情况看,2008年前总体保持稳定状态,年进口量基本保持在140万t上下。而自2008
年全球金融危机爆发以来,由于其他地区需求萎缩,大量过剩的甲醇涌入我国,致使2009年我国甲醇的进口量
达到创历史记录的529万t。虽然自2009年6月我国商务部发布对原产于沙特、马来西亚、印尼和新西兰的甲醇
实施“反倾销立案调查”,国内甲醇进口量出现缩量整理的趋势,但2010年1~10月我国甲醇进口量仍达到427
万t,预计全年将突破500万t,可见海外甲醇资源存在很强的向中国出口的驱动因素。
表1 300万t/a 甲醇处理量
MTO装置吨烯烃成本随甲醇价格变动情况 元/t
甲醇价格 吨烯烃完全成本
1200 4004
1500 4941
1800 5882
2100 6840
2400 7917
注:含增值税。
成本竞争力对比
甲醇路线 利用甲醇生产烯烃的工艺主要有MTO、MTP两大类。在此,以MTO工艺为代表开展研究。
假定利用外购甲醇原料建设300万t/a处理量的MTO装置,以吨乙烯加丙烯(以下简称“吨烯烃”)为单位,
按照2009年底的物价指数进行估算,考察吨烯烃的完全成本随甲醇价格的变化情况,测算结果见表1。
根据上述数据,忽略装置规模因素带来的成本变化,可拟合出甲醇价格和吨烯烃的完全成本的近似线性关系
式:MTO工艺吨烯烃完全成本(元/t)=3.242(甲醇价格(元/t))+81
常规石脑油蒸汽裂解路线 石脑油蒸汽裂解制乙烯的成本是和石脑油价格密切相关的,而石脑油价格又随原
油价格波动。为了实现蒸汽裂解工艺烯烃成本与原油的挂钩以便于比较,根据新加坡市场布伦特原油离岸价和石
脑油离岸价,进一步测算出该石脑油到我国东部沿海的到岸价加上关税、增值税等,从而对布伦特原油离岸价和
石脑油出关后的价格进行关联,得出如下公式:石脑油出关价(元/t)=63.55(原油离岸价(美元/桶))+379
从拟合结果看,相对误差最大在6%左右,最小仅0.9%,该公式大致可反映出石脑油价格和原油价格之间的
关联性。
根据国内新投产的百万吨级大乙烯项目的投资、原料构成及消耗水平,测算常规蒸汽裂解工艺吨烯烃(乙烯
加丙烯)的完全成本(见表2)。
根据上述数据,忽略装置规模因素带来的成本变化,可拟合出原油价格和蒸汽裂解工艺吨烯烃的完全成本的
近似线性关系式,如下所示:
蒸汽裂解工艺烯烃完全成本(元/t)=113.4(原油离岸价(美元/桶)+610
两种工艺成本竞争力对比 根据上述分别针对外部采购甲醇利用MTO工艺生产烯烃和以石脑油为原料采用蒸
汽裂解工艺生产烯烃的完全成本的分析,可得到不同甲醇价格和油价下烯烃成本对比情况(见图1)。不同油价水
平下的原料价格对比情况见表3。
一般而言,当油价在60美元/桶以上时,从海外采购甲醇生产烯烃的成本竞争力要强于常规石脑油蒸汽裂解
制乙烯工艺。
表2 蒸汽裂解制乙烯装置吨烯烃成本随油价变动情况 美元/桶
布伦特原油离岸价 30 50 80 100
石脑油出关价/(元·t-1) 2285 3556 5463 6734
吨烯烃完全成本/(元·t-1) 4014 6282 9685 11952
注:含增值税。
表3 蒸汽裂解和MTO工艺吨烯烃成本相当时的原料价格对比 美元/桶
亚洲市场布伦特原油离岸价 30 50 80 100
吨烯烃完全成本/(元·t-1) 4014 6282 9685 11952
成本相当时的甲醇价格/(元·t-1) 1213 1913 2962 3662
风险与机遇分析
采购海外甲醇资源发展烯烃的风险主要在于是否能获取到稳定可靠的长期甲醇资源供应及甲醇价格的变动
风险。
甲醇资源的获得性风险 由于全球甲醇供应将长期呈过剩状态,海外过剩的甲醇资源在一定程度上具有支撑
国内发展烯烃产业的资源条件。但总体上,立足海外的甲醇,建设甲醇制烯烃装置不应遍地开花,宜结合海运条
件,在东部沿海适宜地区渐次布局3~5套,如每年的海外甲醇采购量保持在1000万t以下,原料风险相对不大。
为进一步控制原料供应风险,宜和国际上大型的甲醇生产商以合资、合作或签订长期供应合同等不同形式形成结
盟关系,化解原料供应风险。
甲醇价格风险 甲醇原料费用在MTO工艺吨烯烃的总成本构成中所占的比例高达90%,甲醇价格成为影响利
用外部甲醇生产烯烃工艺成本竞争力的重要因素。其风险主要表现为:在预期油价水平下,甲醇价格高涨将导致
甲醇制烯烃工艺的烯烃成本竞争力显著低于常规石脑油蒸汽裂解工艺。从近年我国进口甲醇的价格情况来看,出
关价格最高约442美元/t,最低约272美元/t,平均约在348美元/t的水平。当甲醇制烯烃工艺和常规石脑油制
烯烃工艺烯烃产品成本竞争力相当时,其对应的国际油价水平约在81.6美元/桶、55.6美元/桶和63.2美元/桶
(汇率均按6.83计算)。从国际原油价格发展变化看,自走出2008年底的低谷后,原油价格已步入上升通道并
逐步攀升,到2010年12月初,布伦特原油价格在85美元/桶附近徘徊。从各大研究机构对国际原油价格的预测
来看,虽然预测结果不尽相同,但中长期的油价均呈上涨趋势,国际能源署在其《世界能源展望2009》中甚至预
测到2030年原油价格有望攀升到190美元/桶。总体而言,只要国际原油价格能保持在60美元/桶以上,从海外
进口甲醇生产烯烃的经济性风险相对不大。
我国利用海外甲醇发展烯烃产业的优势 我国利用海外甲醇发展烯烃产业的优势有:①甲醇制烯烃技术已
在我国成功实现商业化。国内对甲醇制取乙烯和(或)丙烯的各种技术研发均取得重要突破,以中国科学院大连
化学物理研究所为主开发的甲醇制烯烃(DMTO)技术的商业化项目已经在2010年8月试生产成功,清华大学开
发的流化床工艺流化床甲醇制丙烯(FMTP)技术也已完成3万t/a甲醇处理量的工业试验;②国内过剩的甲醇产
能也将提升甲醇原料供应的保障程度;③国内庞大的石化产品市场需求;④较煤经甲醇制烯烃项目能节省一半以
上的投资。
由此,以海外甲醇资源为主,必要时以国内甲醇做补充,在东部沿海具有大型码头优势的地区布局建设3~5
套甲醇制烯烃项目是可行的。这是将国外的优势能源资源为我所用、转化为我国急需的石化产品的有效途径,对
于减缓国内煤制烯烃的发展势头、削减废物排放以及保障国家的能源安全均具有积极的意义。