中国热点化工产品市场分析482

环氧乙烷：拓展下游化解过剩

□ 上海应用技术学院材料科学与工程学院 黄茂松 贾润萍

　　环氧乙烷曾经是化工市场的紧俏产品，价格从2002年开始突破1万元(吨价,下同)，持续了近10年的高利润。然而，近几来，国内环氧乙烷产能呈快速增长势头，目前已突500万吨，供大于求促使产能严重过剩，行业开工率不足六成。同时环氧乙烷价格连续下跌，不到一年时间已由10000元跌至目前的7000元左右，企业陷入亏本经营的困境。要化解过剩危机，除了放缓产能扩张的步伐外，加速下游的精细化国际化更为关键。

全球产能集中度提高

　　目前全球环氧乙烷核心技术和知识产权仍然控制在Shell、陶氏化学等少数公司手中，产能集中度越来越高，世界前10家生产商产能合计达到1543万吨，约占全球总产能的56.3%。生产装置主要以与乙二醇装置配套为主，装置大型化，单套产能达20万吨乃至更大已成为发展趋势，集中在亚太、中东和北美地区。其中，亚太区的产能约占世界总产能的42.3%，中东地区约占24.5%，北美地区约占17.8%，西欧地区约占10.9%，中南美地区约占2.0%，中东欧地区约占2.7%。

　　2014年世界环氧乙烷的总消费量已经达到2500万吨。消费主要集中在北美、西欧、中东以及亚太地区。其中，北美地区消费量约占总消费量的18.9%，西欧地区约占11.2%，中东地区约占28.6%，亚太地区约占37.5%，中南美地区约占1.7%，中东欧地区约占2.3%。

　　全球范围来看，环氧乙烷主要用于生产乙二醇、乙氧基化合物以及乙醇胺等，其中乙二醇（包括二乙二醇、三乙二醇和聚乙二醇）对环氧乙烷的需求量约占总消费量的74.6%，乙氧基化合物的需求量约占10.8%，乙醇胺的需求量约占6.0%，乙二醇醚的需求量约占2.9%，聚醚多元醇的需求量约占2.5%，聚乙二醇的需求量约占1.6%。目前有更多环氧乙烷被用于精细化工新材料。预计今后几年，全球环氧乙烷的需求量将以年均4.3%的速度增长，到2017年总消费量将达到约2900万吨。

　　当前全球环氧乙烷产业布局越来越多地向原材料丰富、价格低廉、物流便利和市场集中的区域转移，例如中东地区和需求强劲的亚太地区特别是我国的华东地区。在这些装置中，商品环氧乙烷的产量和占比正在不断提高。随着中国MTO产能的扩张和美国页岩气的大规模开采与应用，全球乙烯原料轻质化趋势明显，低成本乙烯将对环氧乙烷成本与价格构成直接影响。

国内产能与需求快增

　　据了解，环氧乙烷是乙烯的下游产品，与乙烯有紧密的共生性。乙烯资源的稀缺，一直是制约环氧乙烷产业发展的瓶颈。国内乙烯工业进入门槛较高，拿不到乙烯资源，也就谈不上开发环氧乙烷项目。2006年前，环氧乙烷生产基本掌握在中石油、中石化手中，产不足需、价格高企。随着乙烯来源的多样化和市场需求的不断增长，近年来，国内不少企业都在新建或扩建环氧乙烷产能。环氧乙烷装置开工率不断下降，2012年，开工率为82%。2013年，为77.8%，2014年开工率进一步降低，出现了明显过剩。

　　1．原料路线多元化  产能大半在华东

　　除了传统的“石油-乙烯-环氧乙烷”原料路线之外，国内环氧乙烷的生产还有煤制甲醇制烯烃路线和生物法乙醇制环氧乙烷路线。目前我国环氧乙烷的生产技术仍采用引进技术为主，其中采用SD工艺的产能为297万吨，占总产能的59.0%；采用Shell工艺的产能为123万吨，占总产能的24.4%；采用陶氏化学工艺的为83.6万吨，占总产能的16.6%。

　　近年来，由于外资以及民营资本的介入，国内环氧乙烷行业形成了以中石化、中石油为主体，民营等合资企业为辅的竞争格局，生产主体正朝着多元化方向发展。其中，民营企业在环氧乙烷行业的市场份额不断在增加。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，一些企业还扩增商品环氧乙烷装置产能，使得商品环氧乙烷的产能得到较大幅度的增加。

　　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。其中华东地区的产能占总全国总产能的58.7%，东北地区占14.3%，华北地区占10.6%，华南地区占7.7%，华中地区占7.9%，西北地区占0.8%。2014～2015年新增产能过半分布在华东地区。见图1。

　　2．乙二醇是消费大户 

　　近年来，我国环氧乙烷的表观消费量不断增长，年均增长率约为14.0%。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%，乙醇胺约占7.7%，乙氧基化物约占9.9%，乙二醇醚约占3.4%，聚醚多元醇约占5.2%，聚乙二醇约占3.8%，其他领域的消费量约占5.0%。见图2。

　　乙二醇是我国环氧乙烷最大的消费领域。近年来，我国乙二醇产能增长较快，2013年总产能已达到506万吨，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824万吨。

      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，而煤制乙二醇具有较好的成本优势，发展势头强劲，正在建设的煤制乙二醇（草酸酯加氢生产乙二醇，该路线不需要消耗环氧乙烷）产能已经超过600万吨。采用乙烯石油路线的只有中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代替石油乙烯法乙二醇，石油乙烯法乙二醇的产能利用率将降低，精制环氧乙烷产能将不断增加。

　　乙氧基化物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，另一类是烷基酚的聚氧乙烯醚。脂肪醇聚氧乙烯醚（A环氧乙烷）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。我国乙氧基化物部分高端产品对国际市场依附度较高。今后几年，随着国内水利工程、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，市场对聚羧酸系高性能减水剂的需求量将大幅增长，进而推动乙氧基化合物需求的增长。

　　3．聚氨酯领域用途广

　　随着工艺技术的不断成熟，环氧乙烷在聚醚多元醇领域中的应用也在不断地拓展。无论是在聚醚多元醇、生物降解聚氨酯、水性聚氨酯还是扩链剂领域，环氧乙烷都有广阔的应用前景。

　　聚醚多元醇是制造聚氨酯消费量最多、最重要的原料之一。2014年国内聚醚多元醇产能400多万吨，产量280万吨。虽然目前上游原料主要以环氧丙烷为主，但是一些高端产品需要高纯环氧乙烷，包括高活性聚醚多元醇，以及一些特殊品种。上海应用技术学院与国内有关单位正在开发含高环氧乙烷高活性聚醚多元醇，该产品在PU弹性体、胶黏剂、鞋底原液等中应用广泛。

　　此外，环氧乙烷还可用于生物降解聚氨酯、水性聚氨酯领域。德国拜耳等公司已成功开发CO2-环氧丙烷-环氧乙烷工艺以及CO2-环氧乙烷共聚物多元醇工艺。环氧乙烷均聚物聚乙二醇具有亲水性强、生物降解性能优良等突出优点，在生物降解聚氨酯、水性聚氨酯以及医用聚氨酯领域应用前景广阔。

　　在扩链剂方面，由环氧乙烷和间苯二酚合成的间苯二酚二羟基乙基醚（HER），是一种性能优良的聚氨酯弹性体扩链剂，也是一种高附加值扩链剂，目前市场价5万~6万元。MOCA也是聚氨酯弹性体常用的扩链剂，国内市场年需求量4万吨左右，售价3万元左右。由于常温下MOCA是固体，施工不便。采用环氧乙烷改性的MOCA是一种液体，性能与MOCA相近，施工方便，成本低，有较好的市场前景，目前国内外无此产品，值得开发。

　　此外，由环氧乙烷为主要原料合成的匀泡剂，在聚氨酯软泡、硬泡、微孔弹性体等产品中已得到广泛应用。　

　　综上所述，我国商品环氧乙烷主要用于生产聚羧酸减水剂、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙二醇醚、聚醚多元醇、氯化胆碱和以及聚乙二醇等特别是混凝土减水剂成了消耗商品环氧乙烷的第一市场领域。预计到2017年，国内市场对环氧乙烷的总需求量将达到约760万吨。

　　由于环氧乙烷长途运输困难的原因，我国的环氧乙烷对外贸易量很小，主要以其下游产品的形式进口。

化解过剩应紧盯精细化国际化

　　因高速增长的下游需求及商品环氧乙烷的高利润率，近年来环氧乙烷行业吸引了大量投资。2010年以来国内环氧乙烷出现爆发式增长，仅2014年产能就新增150万吨。目前产能已出现严重过剩，单位产品平均亏损已达800元左右。因此，下游产品的精细化、系列化是未来发展的必由之路。

　　发达国家环氧乙烷下游有5000多个品种，我国目前大致有300多种，差距明显。环氧乙烷下游衍生物包括：乙二醇、非离子表面活性剂、减水剂、乙醇胺、乙二醇醚等精细化产品，由此可延伸生产合成洗涤剂、乳化剂、抗冻剂、增塑剂、润滑剂、杀虫剂、熏蒸剂等几千种精细化产品。见图3。对此，应加强以下两种产品的开发力度：

　　一是加大混凝土减水剂开发力度。

    近年来随着我国高铁、地铁、高速公路、核电建设以及城镇化建设步伐加快，环氧乙烷衍生物聚羧酸减水剂聚醚呈快速增长势头，消耗量今年将超过百万吨，年消耗环氧乙烷超过40万吨，是目前带动我国环氧乙烷消费的重要下游市场。

　　二是加大非离子表面活性剂开发力度。

    非离子表面活性剂因其自身化学结构特点，具有优异的润湿和洗涤功能，是环氧乙烷下游精细化方向之一，因而受到业界的高度重视。

　　非离子表面活性剂用于日化洗涤用品时，洗涤效果和去污性能好，泡沫适中，特别适于现代家庭洗衣机中使用；由于具有良好的润湿、乳化分散、抗静电和匀染作用，被广泛用于纺织、印染工业之中。它的优良乳化和增溶作用，在造纸、食品、制药、化妆品中也有广泛应用。

　　在农药浓缩乳液和喷雾粉剂制造中，非离子表面活性剂作为润湿剂、乳化剂、分散剂得到了广泛的应用；高分子乳液聚合中非离子表面活性剂有具独到之处，如在丁苯乳胶，聚氯乙烯糊状树脂中已大量使用。

　　非离子表面活性剂在塑料工业中作为防雾剂，已大量用于聚氯乙烯农用薄膜中；作为发泡剂或泡沫稳定剂，用于聚氨酯泡沫塑料中。其在皮革、毛皮加工、石油开采、金属清洗、切削加工、染料、颜料、油漆、涂料工业也有广阔的市场。另外，在煤矿浮选、药剂、颜料表面处理、电极生产、废水处理中领域，非离子表面活性剂也都有较大的应用拓展空间。

    目前我国纺织油剂如化纤油剂、合成纤维纺丝油剂等等使用的非离子表面活性剂，主要依赖进口，且进口量很大。

　　除此之外，相关企业还应放眼海外市场，加速环氧乙烷的国际化进程。由于环氧乙烷易燃易爆，其贮运都受到较大限制，使之商品环氧乙烷的生产与供应具有显著的地域性和自行配套性。越来越多的国内生产商以环氧乙烷衍生物产品形式投放国外市场。在当前国内环氧乙烷产能严重过剩情况下，更应充分利用国家一带一路，对外承担高铁、地铁和高速公路等工程建设良好机遇，大力扩展聚羧酸减水剂、非离子表面活性剂、聚乙二醇、乙醇胺等海外市场。这是缓解国内环氧乙烷产能过剩的有效措施之一。

煤基环氧乙烷大有用武之地

　　目前国内每吨乙烯所需石脑油成本接近8000元，而环氧乙烷市场价已低于油基乙烯成本价，若以石脑油为原料，环氧乙烷只能亏本经营。而我国现代化煤化工产业无论是规模还是技术均处于国际领先地位，其中煤基乙烯产业已达到年产2000万吨级规模，为我国环氧乙烷持续健康发展创造了十分有利条件。

　　此外，一些新涌现出的煤基乙烯生产工艺也表现出成本竞争力。例如，北京神雾环境能源科技集团公司开发的神雾电石生产新工艺，具有单位产品水耗低，二氧化碳、氮氧化物、硫化物污染物排放低，综合能耗低以及综合经济效益明显等优势。该工艺成本不仅比传统电石法生产电石低500元左右，而且还低于MTO制烯烃路线。

　　由于煤基环氧乙烷具有原料来源广、价格低等优点，故由此原料开发的聚氨酯系列产品，具有广泛的应用前景，必将有力推动我国环氧乙烷的健康发展，并提高下游产品的国际市场竞争力。