环氧丙烷作为丙烯下游重要的衍生物,近年来颇受投资者的关注。2014年,在整个化工市场低迷的大环境下,环氧丙烷在相当长的时期内处于14000元/吨的高价区。企业整体盈利,净利润达到2000元/吨,是2014年化工市场上为数不多的明星产品。2015年,随着产量的提升及终端市场需求下降,价格迅速回落,最低价格约5000元/吨。进入2016年以来,随着落后产能关闭和下游行业复苏,环氧丙烷进入新的价格高峰期,截至2016年7月29日环氧丙烷企业报价均价在9957元/吨,上涨势头迅猛。
三大主流技术应用工业生产
目前工业上生产环氧丙烷主要工艺有氯醇法、共氧化法和双氧水直接氧化(HPPO)法。
(1)氯醇法
传统氯醇法用石灰乳皂化,副产氯化钙、丙二醇和丙醛等。其优点是工艺流程比较短、技术成熟、对原料丙烯纯度要求不高、投资少。由于氯醇法存在较为严重的环保问题,国家已停止新建氯醇法环氧丙烷项目的审批。
(2)共氧化法
共氧化法又称联产法或间接氧化法,分为乙苯法(联产苯乙烯)、异丙苯过氧化氢法和异丁烷法(联产叔丁醇)。
(3) HPPO法
过氧化氢真接氧化法工艺分别由赢创工业集团(原德固萨,Degussa)与伍德(Uhde)公司、陶氏化学和巴斯夫(BASF)公司联合开发和工业化推广。其优点是过程只产出环氧丙烷和水,工艺流程简单,占地面积小;产品收率高,没有其他联产品;“三废”少,基本无污染,属环境友好型清洁生产工艺。HPPO法生产工艺的选择性很高,相对于传统工艺,原材料消耗和能耗更低。HPPO法的缺点是工业化时间较短,工艺待完善;原料双氧水溶液储运困难,需要跟双氧水装置联合布置或外购。
聚氨酯行业发展带动需求增长
截至2015年底,我国共有19家环氧丙烷生产商,总产能307万吨(约占全球总产能的30%),去除长期停车的装置,实际有效产能为265万吨左右。2015年我国环氧丙烷产量约225万吨。
2005年以来,随着我国聚氨酯工业进入新一轮发展期。对上游原料环氧丙烷需求增长加快,2008~2012年行业年均消费增长率为20.2%,其增长幅度在化工产品中居前。2012~2014年受国内经济下行,投资整体低迷的影响,年均消费增长率下降至4.2%,从高速增长期进入稳定增长期。近年环氧丙烷进口量维持在20万吨以上。
聚氨酯的应用主要集中在四大领域,即家具、汽车、建筑和工业绝热材料,占聚氨酯消费总量的2/3以上。未来随着国家建筑行业节能政策的出台,硬质聚氨酯泡沫材料作为建筑物屋顶、天花板、墙板和地板等部位的保温隔热节能的理想材料,具有较广阔的应用前景。
经过多年的发展,我国已成为全球最大的聚氨酯消费市场。目前全球高铁正进入高速发展期,“一路一带”将带动的基础设施建设,为聚氨酯材料迎来新商机,聚氨酯行业的发展势必将进一步带动环氧丙烷需求增长。
环氧丙烷在其他领域的应用相值得关注的是具有良好发展前景的二氧化碳基生物塑料产业。随着我国承诺的碳排放指标的落实和低碳社会的到来,二氧化碳综合利用,尤其是二氧化碳基生物塑料产业化具有很好的现实意义。二氧化碳和环氧丙烷的共聚物PPC因具备良好的生物降解性、成本相对较低、大量利用二氧化碳及聚合物中二氧化碳的质量分数超过40%等特点而受到高度重视。若大规模产业化的生产技术取得突破,环氧丙烷的需求量将会有较大增长。
近年来,国内环氧丙烷下游产品丙二醇醚及酯类取得了长足的发展,由于异丙醇胺性能优于乙醇胺,对环境和人体危害小,在发达国家已逐步替代了乙醇胺。丙二醇醚替代乙二醇醚的应用是大势所趋。
短期内异丙醇胺和PPC受制于技术和成本等原因发展缓慢,但丙二醇醚及酯类需求将是环氧丙烷发展的一个突破口。
HPPO成装置发展必然趋势
HPPO法与传统的氯醇法和共氧化法工艺相比,在技术经济指标、环境保护以及未来发展等方面具有独特的竞争优势。未来HPP0法必将成为环氧丙烷装置发展热点。
(1)国产技术突破
随着吉林神华集团有限公司和中国石油化工股份有限公司长岭分公司HPPO法项目的建成,我国完成了对HPP0法的技术突破。目前已投产的两个项目中,吉林神华采用的是赢创的技术,中石化采用自主研发技术,目前都在积极地进行技术完善、项目规划和技术转让。特别是中石化拥有众多子公司和丙烯资源,只要目前项目能够正常稳定运行,达标、达产,在集团内快速复制HPPO法并非难事;赢创也在积极接洽相关企业。除这两家外,国内其他企业开发的HPPO法工业化进程也许会超过人们的预期,未来HPPO法产能可能会出现井喷式增长。
(2)政策利好出口贸易
2015年11月10日,商务部、海关总署发布的《关于调整加工贸易禁止类商品目录的公告》(2015第59号公告)中,将甲基环氧乙烷(氧化丙烯)从出口禁止目录中剔除,允许直接氧化法(HPPO工艺)生产出口甲基环氧乙烷(氧化丙烯)办理加工贸易出口手续。
此次商务部公告允许直接氧化法工艺以加工贸易出口,打破了环氧丙烷单一的出口贸易方式,使环丙供应商在满足内需基础上,增加了出口市场。
(3)传统工艺环保成本增加
由于氯醇法含氯废水浓度高、废水量大且难于处理等缺点,导致环保成本较高。另外,随着国家对环保监管日益强化,未来氯碱企业的环保成本投入也将不断增加,也必将带动氯气价格上涨,必然会增加氯醇法生产环氧丙烷的原料成本。
(4)市场预期成为众矢之的
氯醇法环氧丙烷被国家发展改革委9号令《产业结构调整指导目录(2011年本)》列入限制类项目,氯醇法环氧丙烷装置将逐渐被迫关闭,届时国内环氧丙烷供不应求的矛盾将更加突出。近几年随着天津渤化、万华化学等大体量丙烯装置上马,国内丙烯产能将会有较大幅度增加,丙烯下游行业的原料成本有望进一步降低,环氧丙烷行业的利润保障性将增强。
随着行业的优胜劣汰、节能减排和产业结构优化调整,采用HPPO法建设环氧丙烷装置必将成为行业的发展方向。
早在2011年,国家发改委发布的《产业结构调整目录》就将氯醇法环氧丙烷装置列入限制类,将15万吨以上直接氧化法环氧丙烷列入鼓励类。但是,新兴的间接共氧化法工艺及直接氧化法工艺由于资金及技术的要求较高而导致建设周期比较长,新工艺产能的释放速度目前还不能满足国内市场对于环氧丙烷需求的增长。
HPP0技术的推广,必将对传统工艺路线产生冲击,从而使一些传统工艺项目陷入被淘汰的境地。这应该引起传统氯醇法企业的高度重视,应对氯醇法生产工艺优化、皂化废水生化处理和浓缩提取氯化钙等方面进行开创性的尝试,争取获得突破。