环氧乙烷产能过剩为下游开发提供资源保证

□ 晓 铭

　　环氧乙烷（EO）是乙烯在银催化剂作用下直接氧化制得的一种重要有机化工产品，主要用于生产聚酯纤维、聚酯树脂和汽车用防冻剂的原料单乙二醇（MEG）以及二乙二醇(DEG)、三乙二醇(TEG)和聚乙二醇(PEG)等多元醇类。此外，环氧乙烷还可用于生产乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚以及聚醚多元醇等，在洗染、电子、医药、纺织、农药、造纸、汽车、石油开采与炼制等方面具有广泛的用途，开发利用前景广阔。

 

原料路线多元化

     我国环氧乙烷的工业生产始于20世纪60年代，采用以乙醇为原料的氯醇法工艺生产环氧乙烷。70年代后期，随着北京燕山石油化工公司和辽阳石油化纤公司分别引进美国SD公司和美国UCC公司的两套环氧乙烷/乙二醇联产生产装置的建成投产，我国环氧乙烷的生产改为以乙烯为原料进行生产。2004年，安徽丰原宿州生物化工有限公司建成了国内首套以玉米为原料2万吨环氧乙烷的生产线。2006年，浙江嘉兴三江化工有限公司建成6.0万吨单纯生产环氧乙烷生产装置（非联产乙二醇），这是国内首套以进口乙烯为原料生产环氧乙烷的装置。由于国内对环氧乙烷需求连年上升，为满足市场需求，近几年，国内不少企业都在新建或扩建环氧乙烷产能，使得国内环氧乙烷生产能力得到大幅增加。截至2013年12月底，我国环氧乙烷的当量生产能力（商品产能与联产乙二醇环氧乙烷产能之和）达到503.7万吨，其中商品环氧乙烷的生产能力达到253.7万吨。2013年我国环氧乙烷主要生产厂家情况见表1。

      目前，我国环氧乙烷行业的生产具有如下特点：

　　（1）原料路线呈现多元化。除了传统的“石油-乙烯-环氧乙烷”原料路线之外，还有煤制甲醇制烯烃路线和生物法乙醇制环氧乙烷路线，即还有“乙醇-乙烯-环氧乙烷”路线以及“甲醇-乙烯-环氧乙烷”新的原料路线。这些新原料路线的出现，一方面将为国内环氧乙烷装置提供充足的原料，但同时也会对石油路线生产环氧乙烷构成威胁，尤其是在高油价时代，乙醇和煤工艺路线在一定时期将具有成本优势。

　　（2）生产技术仍采用进口技术为主。目前我国环氧乙烷的生产技术仍采用进口技术为主，其中采用SD工艺技术的生产能力为297.0万吨，占总生产能力的58.96%；采用Shell工艺技术的生产能力为123.1万吨，占总生产能力的24.44%；采用Dow工艺技术的生产能力为83.6万吨，占总生产能力的16.60%。

     （3）投资主体多元化。近几年，由于外资以及民营资本的介入形成了以中国石化、中国石油为主体，民营等合资企业为辅的竞争格局，生产主体正在朝着多元化方向发展，其中民营企业等在环氧乙烷行业的市场份额不断增加。2013年，中国石化的生产能力为266.0万吨（含合资企业产能），占总生产能力的52.81%；中石油的生产能力为48.3万吨，占总生产能力的9.59%；中海油的生产能力为25.6万吨，约占总生产能力的5.08%；民营等其它性质企业的生产能力为163.8万吨，约占总生产能力的32.52%。

    （4）商品环氧乙烷生产能力不断增加。由于受到原料乙烯资源供应的影响，以前我国环氧乙烷生产厂家主要是环氧乙烷联产乙二醇装置，且主要集中在中石化和中石油两大集团手中。近年来，除了多套环氧乙烷/乙二醇新建或者装置建成投产之外，一些企业还纷纷扩增商品环氧乙烷生产能力，使得商品环氧乙烷的生产能力得到较大幅度的增加。其中浙江嘉兴三江化工有限公司是目前国内最大环氧乙烷生产商，生产能力为43.0万吨，占商品环氧乙烷总生产能力的16.95%；其次是中石化上海石油化工公司，生产能力为28.6万吨，占商品环氧乙烷总生产能力的11.27%。

     （5）产能分布区域性较为显著。我国环氧乙烷生产装置分布主要集中在华东、华北和东北地区。其中华东地区的生产能力占58.65%，东北地区的生产能力占14.29%，华北地区的生产能力占10.64%，华南地区的生产能力占7.72%，华中地区的生产能力占7.94%，西北地区的生产能力占0.75%。 

　　（6）环氧乙烷高利润时代结束。环氧乙烷价格从2002年开始突破１万元/吨，持续了近十年的高利润时期。被称作化工市场的常青树。最近几年，国内环氧乙烷产业链将处于一个调整期，生产能力的扩张，下游对进口的替代，环保物流的制约，都增添了经营的不确定性。使得全行业高价位格局被逐步打破，价格将理性回归。

     （7）产业链设计日趋合理，下游利用开发日益加强。除了乙二醇之外，许多企业纷纷开发其它下游产品。如扬-巴建成投产的乙二醇醚、非离子表面活性剂和乙醇胺装置，阿克苏诺贝尔在宁波建成的7.0万吨环氧乙烷及衍生精细化学品装置，德纳化工建成投产年产10.0万吨乙二醇丁醚项目及配套年产6.0万吨环氧乙烷项目，河南商丘年产12.0万吨脂肪醇聚氧乙烯醚项目等。

            表1 2013年我国环氧乙烷主要生产厂家情况             万吨

生产厂家名称                生产能力    商品产能          生产工艺

中石化北京燕山石油化工公司  6.4        1.7       SD氧化法

中石油辽阳石油化纤公司      20.0       10.0       Shell氧化法

中石油抚顺石油化工公司       6.5        5.0       Shell氧化法

中石油吉林石油化工公司      18.0       11.0       SD氧化法

北京东方石油化工有限公司     6.5        3.4       SD氧化法（已经停产）

中石化扬子石油化工公司      42.0       18.6       SD氧化法

中石化上海石油化工公司      52.5       28.6       SD氧化法

中石化茂名石油化工公司      13.3       12.8.0      Shell氧化法

中石化天津石油化工公司       7.7       3.8.0      Shell氧化法

中石油独山子石油化工公司     3.8        0.0       SD氧化法

南京扬子-巴斯夫有限公司        24       15.0       SD氧化法

中海-壳牌石油化工有限公司   25.6        6.0       Shell氧化法

中石化镇海炼化分公司        50.6       10.0       DOW氧化法

浙江嘉兴三江化工有限公司    43.0       43.0       SD氧化法(含湖石产能)

安徽丰原宿州生物化工有限公司 2.0        2.0       SD氧化法，乙醇原料

山东滕州辰龙能源化工有限公司 6.0        6.0       SD氧化法, 乙醇改乙烯原料

阿克苏诺贝尔有限公司         7.3        7.3       SD氧化法

德纳（南京）化工有限公司     6.0        6.0       SD氧化法

辽宁北方化学化工公司        27.5       17.5       SD氧化法

中沙（天津）石化有限公司    33.0        4.0       DOW氧化法

中国石化武汉石油化工公司    30.0       15.0       SD氧化法

河南郑煤商丘中亚化工有限公司 6.0        6.0       SD氧化法，乙醇原料

湖北潜江永安药业股份有限公司 4.0        4.0       乙醇法与乙烯法各2.0万吨

江苏泰兴丹天化化工有限公司 12.0       12.0       SD氧化法

浙江宁波禾元化学有限公司    50.0        5.0       Shell氧化法，MTO乙烯为原料

合计                        503.7       253.7  

 

扩能如火如荼

　　今后几年，我国仍将有德纳(南京)化工有限公司、吉林众鑫化工集团、浙江嘉兴三江化工、远东联石化(扬州)有限公司等多套新建或者扩建环氧乙烷生产装置将建成投产。预计到2017年，我国环氧乙烷的总生产能力将达到约760.0万吨，其中商品环氧乙烷的生产能力将达到约460.0万吨。2014~2017我国环氧乙烷新建扩建情况见表2。

         表2   2014~2017我国环氧乙烷新建扩建情况           万吨

生产厂家名称                       生产能力     原料及计划投产时间

德纳(南京)化工有限公司              10.0          乙烯，2014年

吉林博海生化公司                     6.0          乙醇，2014年

吉林众鑫化工集团                    12.0          乙醇，2014年

浙江嘉兴三江化工                    20.0          乙烯，2014年

远东联石化(扬州)有限公司            40.0（一期）   乙烯，2015年

                                     20.0（二期）   乙烯，2016年

奥克化学（扬州）股份有限公司        20.0          乙烯，2014年

中国石油四川石化有限责任公司        33.0          乙烯，2014年

中科合资（广东湛江）炼油化工一体化项目20.0         乙烯，2015年

福建联合石化                        40.0          乙烯，2015年

惠生（南京）化工有限公司            20.0          乙烯，2014年

山东玉皇化工有限公司                 6.0          乙醇，2014年

山东昊达化学有限公司                12.0          乙烯，2014年

 

需求持续增长

    近年来，我国环氧乙烷的表观消费量不断增长。2005年，我国环氧乙烷的表观消费量为123.0万吨，2010年增加到296.2万吨，2013年达到420.0万吨，同比增长约6.06%，2008~2013年表观消费量的年均增长率约为13.97%。近年来我国环氧乙烷的供需情况见表3。

　　 目前，我国环氧乙烷主要用于生产乙二醇(一般为环氧乙烷和乙二醇联产)、乙氧基化合物、聚醚多元醇、乙醇胺以及乙二醇醚等，其消费结构为：乙二醇约占总消费量的65.0%，乙醇胺的消费量约占7.7%，乙氧基化合的消费量约占9.9%；乙二醇醚的消费量约占3.4%，聚醚多元醇的消费量约占5.2%，聚乙二醇的消费量约占3.8%，其它方面的消费量约占5.0%。

    （1）乙二醇。

    乙二醇是我国环氧乙烷最大的消费领域。近年来，我国乙二醇生产能力发展较快，2013年总生产能力已经达到505.8万吨，但仍不能满足国内实际生产的需求，国内产品自给率只有约28.0%，每年都要大量进口，2013年进口量达到824.11万吨。我国是世界最大的聚酯生产国，目前聚酯聚合能力已经超过3600万吨，占世界聚酯产能的50%以上。未来我国的这种聚酯生产大国的地位不会改变，也就意味着对乙二醇的需求长期存在。但我国石油乙烯的生产成本较高，导致国产乙二醇较国外尤其是中东地区乙二醇没有成本优势，而煤制乙二醇目前在国内发展势头强劲，正在建设的煤制乙二醇（即草酸酯加氢生成乙二醇，该路线不需要消耗环氧乙烷）生产能力已经超过600.0万吨，而采用乙烯石油路线的只有中国石油四川石化有限责任公司以及中科合资（广东湛江）炼化两个项目。随着煤制乙二醇生产技术的成熟和推广，未来我国煤制乙二醇将部分替代石油乙烯法乙二醇，石油乙烯法乙二醇的产能利用率将降低，精制环氧乙烷生产能力将不断增加。

    （2）乙氧基化物。

    它是非离子表面活性剂中的第一大类产品，约占非离子表面活性剂总产量的80%。乙氧基化物品种繁多，主要有两大类：一类是伯醇或仲醇的脂肪醇聚氧乙烯醚，另一类是烷基酚类的聚氧乙烯醚。脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）是脂肪醇与环氧乙烷的加成物，是非离子型聚氧乙烯表面活性剂最重要的品种。2013年，我国乙氧基化物生产能力超过170万吨，产量约95万吨，进口产品超过16万吨，部分高端产品对国际市场依附度较高。今后几年，随着我国水利工程、公路、桥梁、轨道交通、机场等涉及大量混凝土工程项目的稳步推进，尤其是城镇化步伐的加快，将大大增加对聚羧酸系高性能减水剂的需求量，进而增加对乙氧基化合物的需求。

    （3）乙醇胺。

    包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺。2013年我国乙醇胺生产能力为67万吨，消费量约为47万吨，产品自给率约为78%。今后今年，随着我国环保法规的日益严格，作为除草剂主要原料草甘膦行业的生产工艺将发展较大变革，采用亚氨基二乙酸（IDA）工艺产能将得到较大发展，对二乙醇胺的消费量将稳步增加；另外，随着国内城镇化进程的推进，将增加水泥消费量，进而加大对水泥助磨剂三乙醇胺的消费量[7]。

    （4）乙二醇醚。

    乙二醇醚主要品种有乙二醇甲（乙、丁）醚、二乙二醇甲（乙、丁）醚和三乙二醇甲（乙、丁）醚，其主要应用领域是涂料溶剂。2013年我国乙二醇醚的生产能力为33万吨，消费量约为42万吨。今后，由于乙二醇甲醚/乙醚因为安全性问题其应用将受到限制，消费量将逐年减少，将为安全性更高的丙二醇醚所取代，但乙二醇丁醚相对安全，未来消费量将继续增加。总的来说，未来乙二醇醚总体对环氧乙烷的需求量将有所减少。

    （5）其它方面。

　　除上述主要应用领域之外，环氧乙烷还可以与含活性氢基团的化合物、环氧丙烷等在催化剂作用下聚合反应制得聚醚多元醇；可以用来合成聚羧酸系减水剂用聚醚单体；环氧乙烷还可以用于医院和精密仪器的消毒、食品保藏的熏蒸剂等等。预计到2017年，我国对环氧乙烷的总需求量将达到约600.0万吨。

       表3 近年来我国环氧乙烷供需统计      万吨

年份    产量     进口量/千克    出口量/千克 表观消费量

2005    123.0       35936              0       123.0

2006    151.4        445           7200       151.4

2007    195.0       6605            600       195.0

2008    218.4       11070            500       218.4

2009    232.6       18592           3250       232.6

2010    296.2       14779               0       296.2

2011    347.0       48064           58494      347.0

2012    396.0       38465           237529      396.0

2013    420.0           0           246131      420.0  

 

科学布局 合理规划下游装置

 　（1）加快国产高性能、低成本银催化剂研究和应用步伐。

    催化剂的开发是环氧乙烷生产技术进步的关键，今后应该进一步加快国产高性能、低成本银催化剂研究和应用步伐，以减少乙烯单耗，提高产品的收率，降低生产成本。同时，加大生产过程中各种新工艺和设备的开发，为我国环氧乙烷及其相关行业的发展提供技术上的支撑。

    （2）加快现有技术的吸收消化，实现关键技术的国产化。

    目前，我国环氧乙烷的工业生产基本上都是引进国外技术，受国外技术的制约性很大，不仅影响我国环氧乙烷整体技术水平的提升，而且还影响生产所用催化剂的发展（国内银催化剂常受到国外产品制约，原因就是我们只能提供催化剂，但没有环氧乙烷生产工艺技术）。因此，今后应该加大对国外技术的消化吸收，逐渐实现相关技术的国产化，真正实现并完善技术-生产-应用的有效产业链，促进我国环氧乙烷及其下游产业的可持续发展。

 　　（3）科学布局，合理规划下游装置。

    环氧乙烷项目面临着乙烯资源来源保障、工艺路线改造和盈利水平低下的巨大压力等新挑战。许多环氧乙烷装置大幅调整环氧乙烷/乙二醇产品结构，使得商品环氧乙烷产能和产量直线上升，而下游企业又远离市场，缺乏竞争优势；一些新建的环氧乙烷项目期待大幅生产商品环氧乙烷，而周边的环氧乙烷精深加工的下游企业和企业的能力与规模又难以配套成行；一些选择了乙醇路线的环氧乙烷项目，尽管技术成熟，但是前景暗淡；此外，乙烯来源的多元化也将对传统环氧乙烷项目构成新的重大影响。如“甲醇-乙烯-环氧乙烷”生产路线的新型环氧乙烷生产项目的开发与建设，天然气以及页岩气制烯烃的技术进展与项目建设等。国家在加强规模化环氧乙烷装置建设布点的同时，应该考虑生产商分布与我国环氧乙烷目标市场分布的合理性，环氧乙烷下游产业也应主动向环氧乙烷产地集中以节省物流成本。另外应该合理安排表面活性剂、乙醇胺等下游精细化工项目，以提高我国环氧乙烷深加工企业的国际竞争力。

    （4）加大下游精细化工产品的开发与应用。

    我国商品环氧乙烷产能过剩将为环氧乙烷精深加工的下游产业发展提供有利的资源保障，创造更好的发展机遇。但是，商品环氧乙烷资源的富足也将促使更多的环氧乙烷精深加工下游企业扩大规模，促使更多的投资进入环氧乙烷精深加工领域建立更多的环氧乙烷精深加工项目，甚至引发业外的投资和项目的盲目扩张。这些环氧乙烷产能的过剩将引发环氧乙烷精深加工产业的产能过剩、产品雷同、过度竞争和效益低下，甚至在未来几年中，引发相关企业停产和倒闭。因此，加大下游精细化工产品的开发与应用不仅可以满足国内相关行业的发展需要，还可以加快环氧乙烷消费结构的调整，形成环氧乙烷下游精细化工产业链，获取较高经济效益，保证我国环氧乙烷工业健康稳定发展。