碳三产业链发展系列报道 之一
近年全球丙烯需求增速明显快于乙烯,导致炼厂和乙烯裂解装置增产丙烯技术成为研发热门,多元化的丙烯生产技术如丙烷脱氢、甲醇制丙烯(烯烃)等也在丙烯需求增速超过全球平均水平一倍以上的中国遍地开花。与此同时,多元化丙烯生产技术也成为民营企业突破原料瓶颈的蹊径。那么乙烯联产丙烯、炼厂副产丙烯、甲醇制丙烯、丙烷脱氢等工艺路线之间存在怎样的竞争关系?在聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、丁/辛醇、苯酚/丙酮、丙烯酸等丙烯衍生产品中,如何合理规划?丙烯产业链与能源市场的竞争关系如何……这些是碳三产业链新进入者必须关心的重要问题。为此,本刊特设碳三产业链发展系列报道专题,全面介绍碳三相关行业的特点及发展情况,并将于2012年12月6~7日在北京举办“2012碳三产业发展论坛”,敬请关注。
LPG供需两旺 化工利用异军突起
□ 徐京生
液化石油气(LPG)是一种清洁能源,一般用于民用/商业燃气、石化原料、车用燃料、炼厂燃料等领域。目前市场上的LPG成分主要有丙烷、丁烷(正丁烷、异丁烷);正丁烯(主要是顺2-丁烯、反2-丁烯;1-丁烯已分离,量极少)、异丁烯(多用于MTBE,量极少);少量丁二烯、二异丁烯、三异丁烯、C5等。LPG的来源主要有石油炼制、天然气和油田气回收、蒸汽裂解制乙烯/丙烯、甲醇制烯烃等,国内几乎全部来源于炼油,从国外进口的基本都是天然气和油田气回收。LPG作为一种石化基本原料和清洁燃料,来源不同,成分不同,利用的途径也不相同。
全球篇
中东和亚洲产量增速最快
2005年以来,世界LPG产量增幅逐步放缓。到2010年,世界LPG总产量从2005年的2.2亿吨仅增加到2.4亿吨,年均增长率为2.1%。其中,来自炼油的为1.18亿吨,天然气和油田气回收1.25亿吨。 欧洲和亚洲地区LPG主要来自炼油;中东、非洲和美洲地区主要来自天然气;南美洲两者来源相差不大,但北美更侧重于天然气。
未来5年,世界供应增长较快的地区主要是中东和亚洲。近年来,中东地区天然气项目发展迅速,其LPG产量大幅增长。预计到2013年,中东地区将会超过北美成为全球最大的LPG产地;到2015年世界LPG总产量将达到2.7亿吨,其中51%将来源于天然气,年均增长率为2.5%。
消费需求呈上升趋势
2005年以来,全球LPG需求增幅已较前几年放缓。2005年世界LPG消费量为2.3亿吨,2008年出现了负增长,2009年缓慢回升至2.5亿吨,2010年消费量保持在2.5亿吨。2005~2010年LPG需求年均增长率为1.6%。
⑴民用/商用燃气 在消费总量中民用/商用燃气占绝大部分,且相对稳定。居民生活用LPG主要有管道输送和瓶装供给两种方式。管道输送主要集中在大中城市,由燃气公司把LPG与空气或煤气、化肥厂排放的空气等混合后,通过管道直接输送到居民家中使用。由于价格过高和经济减速,导致居民和商用LPG增速有所放缓,但它们仍是最大的终端市场。世界LPG用于该领域的消费量从2005年的1.246亿吨增长至2010年的1.273亿吨,年均增长率为0.4%。
⑵石化原料 随着石油化工的发展,LPG作为一种化工基本原料愈来愈受到人们的重视。LPG经过分离、裂解等制得乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等,用来生产合成塑料、合成橡胶、合成纤维及医药、炸药、染料等产品。石化原料是世界LPG消费的第二大领域,其消费量从2005年的5307万吨增长至2010年的6241万吨,年均增长率为3.3%。
⑶车用燃料 LPG作为汽车代用燃料,具有辛烷值高、抗爆性能好、热值高、储运压力低等优点。其燃烧速度比汽油更快,燃烧更充分。LPG汽车排气中的CO、烃类和NOx等有害成分大为减少,没有黑烟和积炭,有利于环境保护。由于LPG/CNG汽车在快速增长,作为替代燃料LPG/CNG的用量增多。LPG汽车主导着欧盟、俄罗斯和土耳其的市场,印度和巴基斯坦等国也在大力发展LPG/CNG汽车。车用燃料领域是LPG近几年增速较快的一个领域,其消费量从2005年的1615万吨增长至2010年的2247万吨,年均增长率为6.8%,增速远高于其他领域。
⑷炼厂燃料 炼油厂在原油深加工过程中会产生大量LPG,是LPG生产的主要来源之一,同时在整个炼制过程中所需能耗主要由其自身产的LPG提供,这是LPG消费另一个领域。2005年的消费量为2077万吨,2010年减少至1498万吨(占总量的6%),年均增长率为-6.3%。
⑸其他 LPG还用于切割金属、农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。2010年在这些应用领域LPG消费2247万吨。
预计,石化工业、民用/商业用LPG的需求将拉动LPG消费量增加。从环保、推广先例、技术成熟度等多方面看,LPG汽车的发展前景良好,将成为LPG新的需求拉动点。未来5年,世界LPG需求量将以2.5%的速率增长,到2015年消费量将达到2.8亿吨。
亚洲消费量居世界首位
2010年亚洲已超过北美成为世界第一大LPG消费地区,消费量占比达31.2%。中国是亚洲最大的消费国,2010年消费量超过2000多万吨;其次是日本,超过1700万吨。
北美是世界上三个LPG需求增速低于世界平均水平的地区之一,但仍是世界最大的LPG市场,年需求量超过7000万吨,其中石化领域的需求量占比高达40%~45%,但受乙烷或石脑油作为裂解原料的相对经济性的影响而波动。北美市场的大部分应用领域都已相对成熟,未来的需求增长主要取决于石化原料的市场前景,存在一定风险。
西欧是第三大消费市场,也比较成熟,自1995年以来的LPG年均需求增长率仅0.3%。西欧地区前五大消费国依次为意大利、法国、土耳其、西班牙和英国。该地区40%的LPG为民用/商用,工业、车用燃料和石化原料市场在总消费量中也占相当大的比例。石化用LPG呈现负增长,年均增长率为-0.3%。2010年该地区消费为2914万吨。
中东地区主要用于生产MTBE和乙烯。该地区的LPG需求量已从1995年的310万吨猛增到2010年的约1912万吨。随着新增的以LPG为原料装置的投产,LPG需求继续加速。
拉美地区 1995年以来LPG需求年均增长率达到2.6%。由于近年许多国家经济不景气,加上墨西哥和巴西两国对天然气的利用有所增加,该地区的LPG需求量已从2000年的2800万吨减少到2010年的1949万吨。其中,墨西哥和巴西占该地区总需求的62%。未来该地区经济状况将有所改善并推动LPG需求反弹。
中东欧地区LPG基本能自给自足。俄罗斯是中欧地区的主要消费国。
非洲LPG市场一直保持快速增长,2010年的LPG需求量约为1108万吨。除了自给之外,40%左右的LPG出口。埃及占该地区消费总量的约1/3;其次是阿尔及利亚,约占1/4。
大洋洲的LPG需求量为世界各地区最低,2010约为218吨,其绝大部分消费都在澳大利亚。与世界其他地方不同,车用燃料主导该地区消费,几乎占消费总量65%。
未来中东将主导LPG市场
从地区看,世界主要缺口地区是亚洲和西欧;剩余量较多、可供出口的地区是中东,其次是非洲和大洋洲。
预计2015年中东仍是世界主要产地及输出地,未来中东的LPG有效供给将是影响价格变化的重要因素。随着中东区域内消费量的持续增长,将导致出口减少。中东消费量的增长主要来自石化市场,以LPG为原料的大型石化项目的启动促进了LPG消费。由于原油推动石脑油价格相对较高,以及中东地区所产天然气凝析液中富含石蜡,因此该地区化工用LPG的需求增长也相当强劲。北美是世界LPG消费的主要地区,随着页岩气的发展,美国将减少进口LPG。
国内篇
产量随炼油能力上升
我国LPG约95%以上来自炼油,少量产自油气田。主要厂家为中石油、中石化、中海油及一些地方炼油企业。
我国大部分LPG是炼油副产物,因此近几年的产量走势与原油保持一致。2008年前产量逐年增长,从2005年的1611万吨增长至2007年的1934万吨;2008年下降至1860万吨;2009年恢复至1929万吨;2010年产量升至历史高位2052万吨。2005~2010年我国LPG产量年均增长率为3.9%。2011年LPG产量2181万吨,同比上升6.3%。
预计未来5年,我国将新增1亿吨的炼油能力。如果按LPG 3%~4%的产出率计算,新增LPG产能约为300万~400万吨。按照开工率80%预计,2015年我国LPG产量将达到2430万吨,2011~2015年的年均增长率为2.7%。
进出口分析
进口LPG主要成分为丙烷和丁烷。如税号27111200的液化丙烷,2011年进口203.2万吨,同比增长13.5%;出口46万吨,同比增长42%。税号27111390液化丁烷,2011年进口137.4万吨,同比下降2%;出口70.9万吨,同比增长19.8%。税号27111990的其他液化石油气及烃类气,2011年进口1591吨,同比下降41%;出口1550吨,同比增长88.3%。
我国LPG进口主要来自中东和亚太地区。从中东进口的绝对量虽不断下降,但所占份额仍然逐年上升;从亚太及其他地区进口份额整体呈下降趋势。2011年我国LPG进口量最多的国家依次为卡塔尔、伊朗、阿联酋、科威特、沙特阿拉伯及澳大利亚。我国从这6个国家进口量占比为95.0%,其中从卡塔尔的进口量占27.2%,居第一。2011年我国LPG的出口目的地主要是周边国家和地区,出口量最多的国家和地区依次为越南、中国香港、菲律宾、马来西亚、韩国和中国澳门。我国向这6个国家及地区出口量占比为98.0%,其中向越南出口量占29.1%,居第一位。
石化利用拉动市场需求
我国LPG主要用于民用和商业用燃料、石化原料、工业燃料和车用燃料等方面。2005年我国LPG消费量为2222万吨,2011年为2405万吨,2005~2011年的年均消费增长率为1.3%。今后拉动我国LPG消费增长的主要动力是石化原料领域,预计2011~2015年我国LPG消费年均增长率为4%,到2015年将达2815万吨,届时仍需进口300万~400万吨。
⑴民用和商业用燃料 我国民用和商业用燃料主要用人工煤气、LPG和天然气,其中LPG占60%以上。由于近年我国天然气消费发展迅速、价格相对较低,另外民用燃气中掺加二甲醚,再有偏远地区民用燃气多采用沼气,因此LPG消费受到抑制,供过于求的状况初露端倪。2005年消费量为1640万吨(占总量的73.8%);2011年为1500万吨(占总量的62.4%),2005~2011年的年均增长率为-1.5%。 今后,虽然天然气将进一步取代LPG作燃气,但LPG与天然气仍将长期共存。
⑵石化原料 随着国际油价高位波动,将LPG用作石化原料用途的趋势逐渐抬头,我国企业也在探讨如何加强LPG的化工利用。但我国在LPG深加工领域刚刚起步,工业利用率较低,只是近年发展迅速。2005年我国在该领域的消费量仅4.1万吨(占总量的0.2%);随着山东地区小型炼油厂LPG芳构化装置的陆续建设,估计2011年消费量增至322万吨以上(占总量的13.4%),2005~2011年的年均增长率高达106.9%。
2011年,我国建成芳构化项目产能730万吨(44家企业),开工率50%左右,其中山东占54%,东三省占16%,河南占10%,河北占5%,还有部分拟建项目;丙烷脱氢新建拟建项目560万吨(10家,UOP技术8家,鲁姆斯技术2家),还有8家前期调研;现有120多套MTBE装置,总产能约360万吨;烷基化汽油装置15套,总产能134万吨,拟建1套30万吨(1家);小炼厂以C3/C4为原料脱氢生产部分丙烯和部分异丁烯有12家;异丁烷脱氢制异丁烯-MTBE有中原、盘锦、大庆、茂名等规划建设,拟建1家(28万吨);烟台万华新建异丁烷和丙烯共氧化法生产环氧丙烷/MTBE装置,年产24万吨环氧丙烷/75万吨MTBE;正丁烷制顺酐项目产能9万吨(5家企业),新建2家(13万吨);用MTBE/1-丁烯联产的装置有19套,总产能约46.4万吨,拟建装置2套共10万吨;采用乙烯二聚法生产1-丁烯的装置有2套,总产能约0.7万吨;正丁烯与乙烯歧化为丙烯(上海赛科1家);C4裂解制丙烯2家,45万吨;拟建3家,150万吨;山东新建1套10万吨1-丁烯氧化脱氢制丁二烯装置,拟建3套,产能共45万吨;2-丁烯制丙烯有燕山石化的20万吨装置,2012年建成;2-丁烯制仲丁醇-甲乙酮的有齐鲁石化、抚顺石化、新疆天利、淄博齐翔腾达化工等8套,共计44万吨;聚异丁烯生产厂家8家,总产能达到11.78万吨;异丁烯水合制叔丁醇装置10多套,总产能8万吨;异丁烯制MMA装置有2家,总产能19万吨;LPG+醋酸制醋酸仲丁酯有38万吨(6家),拟建7家产能共计65万吨/年。
正探索的技术有:C4催化裂解与干气制乙苯:丁烯氧化脱氢制丁二烯;丁烯与乙烯歧化反应制丙烯;丙烯-丁烯共聚物。
⑶工业燃料 我国LPG用于工业燃料领域的消费量从2005年的440.3万吨(占总量的19.8%)增加至2011年的450万吨(占总量的18.7%),2005~2011年的年均增长率为0.4%。该领域的需求量受宏观经济影响较大。未来5年,我国基本经济面向好,预计GDP增长在7%左右。因此,预计我国LPG在该领域的消费量仍将保持低速增长。
⑷车用燃料 我国发展LPG车辆大约只有10余年。1999年国家科技部启动以LPG为主的“清洁汽车行动”,并在全国12个重点城市进行试点。车用LPG消费量在2002年曾达到45万吨。自此,车用LPG价格的上涨,加上汽油和柴油跟随国际市场的涨幅非常有限,LPG逐渐失去价格优势。与最初的发展势头比,现在车用LPG市场处境尴尬。
我国LPG在该领域的消费量从2005年的44.4万吨(占总量的2.0%)增长至2011年的80万吨(占总量的3.3%),2005~2011年的年均增长率为10.3%。
⑸其他 我国LPG还在食品制造业发芽、酿造中起碳化作用;用于干燥粮食、处理烟草;在养殖业中给牲畜取暖,以及用作空间喷气燃料等。2011年我国在其他领域的消费量约为47万多吨,占总量的2.0%。
结 论
2005年以来世界LPG产量增速放缓,未来5年世界石化工业、民用/商业用LPG的需求将拉动LPG消费量增加,其中中东和亚洲地区的供应量增长较快。
我国LPG自给率逐年提高,2011年达到93.0%。从总体供需平衡看,2015年国内资源尚未能满足市场需求,市场仍有缺口,需要进口满足。目前我国LPG消费结构中民用/商用燃料占62.4%,但石化原料领域将增长迅速。未来大型石油石化企业将越来越重视LPG的综合利用,商品量将减少,因此拟建LPG化工利用项目的企业应首先落实好原料来源。