中国热点化工产品市场分析423
推进技术改造 延伸产业链 提升环氧丙烷产业竞争力
□ 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 张军 刘俊凯
国外生产高度集中
2012世界环氧丙烷生产能力为934.3万吨，产量758.6万吨，开工率为81%。西欧、北美和亚洲是世界环氧丙烷主要生产地区。国外环氧丙烷产业集中度很高，美国陶氏化学和莱昂德巴塞尔是世界上最大的生产商，控制了世界环氧丙烷的大部分市场。陶氏化学分别在美国、德国、巴西等地建有生产装置，均采用氯醇法技术。莱昂德巴塞尔分别在美国、法国、荷兰、中国等地建有生产装置，采用共氧化法技术。目前，世界采用氯醇法路线的环氧丙烷产能占总产能的40%～45%，共氧化法产能占55%～60%。2012年世界环氧丙烷主要生产企业情况见表1。
未来几年世界环氧丙烷扩建和新建装置主要集中在亚洲的中国，中东的沙特和西欧的比利时也将有装置投产。预计2017年世界环氧丙烷生产能力将达到1043.3万吨。
表1 2012年世界环氧丙烷主要生产企业及生产能力 万吨
公司名称 生产能力
陶氏化学 227.5
莱昂德巴塞尔 206.6
壳牌 78.3
巴斯夫 52.4
住友化学 40.5
SK 集团 31.0
亨斯迈 23.8
Repsol YPF 22.0
Ineos 20.0
中国石化 18.5
其他 213.7
总计 934.3
国内市场供销两旺
我国的环氧丙烷生产始于20世纪60年代，近年产能快速增长。产能从2001年的48万吨增长到2004年的56万吨。2004年以后，环氧丙烷扩能进入了高潮，2006年达到95万吨，2009年达到126万吨，2012年产能达到176.5万吨。2012年产量156.7万吨，装置平均开工率88.8%。
目前我国有20多家环氧丙烷生产企业，主要有中石化、中海壳牌、山东滨化、锦化氯碱、天津大沽石化、山东金岭等企业。除合资企业的环氧丙烷装置采用联产苯乙烯的共氧化法外，其他装置均采用氯醇法。2012年我国主要环氧丙烷生产企业见表2。
2013~2015年新增产能有金岭集团、鲁北三木、维尔斯、华泰集团、吉林神华环氧丙烷等项目。根据拟建装置统计，2015年国内环氧丙烷生产能力将达到296.5万吨。2013～2015年我国环氧丙烷新建项目情况见表3。
国内环氧丙烷行业自20世纪90年代初期开始，消费量保持高速增长，1990～2005年，环氧丙烷消费量年均增长率高达22.6%。2005年以来，随着中国聚氨酯工业进入新一轮发展期。上游原料环氧丙烷需求增长进一步加快。2008年国内环氧丙烷的表观消费量达到103.8万吨。2008年下半年以来，由于受金融危机的影响，市场消费量增长趋缓。2009年随着国内经济复苏，下游聚醚需求旺盛，环氧丙烷表观消费量达到128.9万吨，2010年达到165万吨，2011年的消费量与2010年相比基本持平，2012年消费量增幅较大，达到208.2万吨。2005～2010年环氧丙烷需求年均增长率为20.3%。预计2010~2015年环氧丙烷需求增长率为11%，2015年需求量将达到278.0万吨。近年我国环氧丙烷供需状况见表4。
我国环氧丙烷进口量一直不大，其进口量主要体现在下游产品聚醚和聚氨酯上。但从2009年随着需求的增长，环氧丙烷进口量开始猛增，达到25.4万吨，同比增长66.1%，2010年达到36.2万吨，同比增长42.5%。2011年由于国内供应增加，进口量减少到26.5万吨，2012年进口高达51.5万吨。进口环氧丙烷数量较大的另一主要原因是下游用户需求高品质的环氧丙烷产品。
我国环氧丙烷出口量较少，中海壳牌石化、锦化氯碱、天津大沽化工和山东滨化有少量出口。
2012年国内环氧丙烷消费量208.2万吨。聚醚多元醇的消费量约占总消费量的76.3%，占据主导地位，丙二醇占8.6%，其他包括异丙醇胺、丙二醇醚等占15%。
预计到“十二五”末期我国环氧丙烷的生产能力将达到296.5万吨。
由于占国内主流的氯醇法工艺在环保方面的缺陷在一定程度上制约了我国环氧丙烷工业的发展。今后随着我国采用环氧丙烷绿色工艺的新装置建成投产，成本高、环境污染大的氯醇法工艺在竞争中将处于劣势。
表2 2012年我国主要环氧丙烷生产企业 万吨
地区 公司名称 所在地 产能
东北地区 方大锦化化工科技股份有限公司 辽宁葫芦岛 13.0
沈阳金碧兰化工有限公司 辽宁沈阳 4.0
小计 17.0
华北地区 天津大沽精细化工股份有限公司 天津 15.0
河北汇川轻化工有限公司 河北石家庄 2.0
小计 17.0
华东地区 山东滨化集团有限公司 山东滨洲 17.0
山东金岭化工股份有限公司 山东东营 8.0
山东东辰控股集团 山东东营 5.0
山东石大胜华化工股份有限公司 山东东营 4.0
山东东大化学工业有限公司 山东淄博 6.0
淄博永大化工有限公司 山东淄博 5.0
山东鑫岳化工有限公司 山东滨州 18.0
南京金浦锦湖化工有限公司 江苏南京 8.0
江苏钟山化工有限公司 江苏南京 4.0
中国石化上海高桥分公司 上海 8.0
福建湄洲湾氯碱工业有限公司 福建泉洲 4.0.
中国石化镇海炼油化工股份有限公司 宁波镇海 28.5
小计 115.5
华南地区 中国石化巴陵分公司 湖南岳阳 2.0
中海油壳牌石油化工有限公司 广东惠洲 25.0
小计 27.0
合计 176.5
表3 2013～2015年环氧丙烷新建项目情况 万吨
区域 公司名称 新增产能 生产技术
华东地区 山东金岭 8 氯醇法
鲁北三木 8 氯醇法
山东维尔斯 8 氯醇法
山东华泰集团 8 氯醇法
烟台万华 24PO，74MTBE 共氧化法
金陵亨斯迈新材料 24PO、74MTBE 共氧化法
东北地区 吉林神华 30 HPPO法
华南地区 巴陵石化长岭炼厂 10 HPPO法
合计 120
表4 近年我国环氧丙烷供需状况 万吨
年份 产能 产量 进口量 出口量 表观消费量
2003 52.0 41.4 11.5 - 52.9
2004 56.0 43.0 19.0 - 62.0
2005 70.0 51.3 15.1 1.0 65.4
2006 96.0 68.0 12.0 1.5 78.5
2007 110.0 89.5 14.7 0.4 103.7
2008 126.0 88.5 15.3 - 103.8
2009 126.0 103.5 25.4 - 128.9
2010 157.5 128.8 36.2 - 165.0
2011 176.5 140.0 26.5 - 166.5
2012 176.5 156.7 51.5 - 208.2
技术来源各有千秋
由于氯醇法被列入2010年指导目录禁止类项目，氯醇法工艺的环保问题使得未来产能扩张有限。新建项目主要考虑共氧化法及直接氧化法。
1.共氧化法
联产法(或称共氧化法)可分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。除环氧丙烷外，前者还联产苯乙烯，后者则联产叔丁醇。
与氯醇法工艺相比，共氧化法大幅度提高了单套装置的生产规模，减少了污水的排放等。这在一定程度上克服了氯醇法三废污染严重、腐蚀大和需求氯资源的缺点，但也有其不利之处，如工艺流程长、防爆要求严、投资大、对原料规格要求高、操作条件严格、联产品比例大等，每生产1吨环氧丙烷配套3.08吨MTBE或有2.25吨苯乙烯生成，这远超过主产品的产量，而且副产品的市场需求量波动大，所以环氧丙烷生产受市场因素制约严重。
采用乙苯共氧化法，必须考虑苯乙烯的出路，PO/SM装置才能显示出其优越性。这种工艺一般建设规模较大，要求联产品苯乙烯应有充分市场需求或可在大型石化企业内来消化，如有下游产品生产装置，如聚苯乙烯、丁苯橡胶、ABS与工程塑料等，或附近有消耗苯乙烯的用户，且基本上做到可大半消耗掉，否则一旦市场疲软就会影响环氧丙烷生产。
采用异丁烷共氧化法，将PO/TBA生产装置联产的叔丁醇(TBA)进一步加工成MTBE用作汽油添加剂。鉴于MTBE会污染地下水，如今美国等已停止使用。因此国外联产法大都建成PO/SM生产装置。由于我国汽油国四标准的出台，对清洁汽油提出了更高的要求，在我国添加MTBE仍是提高汽油辛烷值的主要手段，今后我国MTBE仍有一定发展空间。国内烟台万华采用PO/TBA法生产环氧丙烷。
目前，壳牌和莱昂德尔是世界上少数几个拥有PO/SM专利转让权的生产商，前者选择性为98.9%，后者为87.4%。固定投资及产品产值两种工艺技术几乎相当，所以国外均优先选择壳牌工艺技术。PO/TBA的技术专利商主要是亨斯迈公司。目前，仅莱昂德尔和亨斯迈有PO/TBA 技术，其技术不同主要在:催化剂的使用、产品的分离和PO提纯单元。
共氧化法宜建在大型石油化工装置附近，装置能力不宜太小，要求的投资数额也较大。
2.过氧化氢直接氧化法(HPPO法)
HPPO法是由过氧化氢(双氧水) 催化环氧化丙烯制环氧丙烷的新工艺，生产过程中只生成环氧丙烷和水。
目前国外HPPO 法工业化技术，一是陶氏化学和巴斯夫公司联合开发技术；二是赢创工业集团与伍德公司联合开发技术。
采用该法，每生产1吨PO要消耗0.7吨(折成100%)H2O2。鉴于高浓度的H2O2无法远距离运输，需现场配套生产，因此采用该法必须解决H2O2的供应来源问题。吉林神华采用德固赛赢创双氧水环氧丙烷生产技术，成为国内首套H2O2法环氧丙烷生产装置。目前中石化巴陵石化采用自有技术，正在建设10万吨HPPO 法环氧丙烷装置，预计2014年上半年投产，
总之，共氧化法虽然在环保方面优于氯醇法,但是并非最佳工艺,其联产品苯乙烯和叔丁醇的市场竞争将是直接影响环氧丙烷生产的重要因素。直接氧化法工艺是环氧丙烷发展的方向，今后研究的重点将放在高效催化剂的研制方面。
对今后进入环氧丙烷行业的投资者，应具备原料和生产技术两大基本条件，才能提高竞争力。因此对环氧丙烷项目建设应采取审慎态度，明确自身在技术、市场、原料、资金、研发等方面否拥有较明显的优势，综合考虑，才可做出决策。
发展建议
1.上下游一体化
世界上大部分环氧丙烷生产厂家均建有下游生产装置，环氧丙烷主要作为中间原料。如陶氏化学同时也是最大聚醚生产商之一，生产的环氧丙烷 96％自行消化，只有 4％作为商品流通。莱昂德巴塞尔建有多套环氧丙烷衍生物装置，市场的环氧丙烷 36％自行消化，另外 39 ％的环氧丙烷定向供给合作伙伴拜耳，25％作为商品流通。
2.调整产业结构，延伸产业链，提高企业竞争力
国内企业可借鉴国外的经验，调整环氧丙烷上下游结构，由石化、氯碱、异氰酸酯等企业联合构成有竞争力的企业集团。国内烟台万华的发展思路是通过丙烯及环氧丙烷装置的建设，形成了完整的集丙烯、异氰酸酯、环氧丙烷、聚酯/聚醚多醇、聚氨酯材料和制成品于一体的聚氨酯产业链，实现产业一体化，价值最大化，值得国内企业借鉴。
氯醇法工艺的种种不足及其对环境的污染严重，因此开发流程简单、副产物少和无污染的绿色工艺越来越受到重视。
目前国内一些企业对HPPO法环氧丙烷很感兴趣，只是由于技术受制于专利商，国内公司技术转让条件苛刻，目前还有一些企业、高校在开发该技术，不久的将来，国产化技术将问世，值得期待。
氯醇法和共氧化法会在相当长的时期内并存，共氧化法生产工艺在短期内无绝对优势淘汰氯醇法工艺。我国目前主要采用的是氯醇法，应通过技术改造，逐渐缩短与国外先进水平的差距。随着我国石化工业的迅速发展，可在有原料及市场优势的大型石化企业建设共氧化法生产装置。