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破瓶颈迎挑战 聚烯烃行业如何迈入高端化?
2016年23期 发行日期:2016-11-30
作者:zhoukan2012

  11月17-18日,由中国化工信息中心主办,《中国化工信息》编辑部、中国轻烃利用行业协作组承办,有机无机复合材料国家重点实验室、中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室、聚烯烃催化技术与高性能材料国家重点实验室、上海市聚烯烃催化技术重点实验室协办,宁波石化经济技术开发区和上海化工研究院支持的“2016聚烯烃新技术与应用发展论坛”在宁波隆重召开。本届大会以“创新、机遇、挑战”为主题,吸引了来自国内外聚烯烃行业和科研院所的知名专家、相关企业的领导和代表等百余人莅临大会。与会专家解读了当前国内外能源格局变化,分析了我国聚烯烃市场发展情况以及面临的机遇和挑战,同时展示了聚烯烃最前沿的技术研发与应用成果。
 

全球能源需求保持增长  烯烃扩能仍将继续

  聚烯烃是市场需求量最大的高分子材料。中国化工信息中心报刊事业部总经理任国琦在致辞中指出,聚烯烃的生产、加工以及催化、填充等改性技术的不断进步,助力聚烯烃高性能材料在汽车轻量化、绿色建材、电子电气小型化等方面的应用日益广泛。
  中国石化经济技术研究院高级专家高春雨分析了全球能源格局对聚烯烃行业的影响。他指出,2015年全球能源消耗为131亿吨油当量,同比增长1%,远低于近10年的平均增幅,其中北美约占21.3%,亚太地区约占41.8%,西欧约占21.6%。预计2030年全球能源需求为173亿吨标油,年均增长1.6%。化石能源中,天然气年均增长1.8%,石油年均增长1.0%,煤炭年均增长0.7%。核电和非水电可再生能源增长较快,年均增速分别达到2.5%和2.0%。
  美国页岩气的产量快速增加是拉动天然气产量增长的决定因素,美国天然气产量近年来持续增长主要得益于页岩气产量的增加,2015年全球页岩气产量超过4300亿立方米,约占美国天然气产量的55%,首次超过天然气的产量。
      未来五年,全球乙烯扩能的重心将向北美转移,2015~2020年间,北美每年将新增乙烯产能1250万吨,亚太地区每年新增1460万吨。到2020年,北美乙烯产能所占全球份额将提高到25%。由于产能增长和需求相当,未来五年乙烯装置开工率将相对稳定维持在86%~89%之间。
      高春雨还指出,未来五年全球丙烯扩能的重心仍在亚太地区,2015~2020年间,亚太地区每年将新增丙烯产能2200万吨,北美每年新增350万吨,中东每年新增210万吨。到2020年,亚太地区丙烯产能占全球份额将提高到54%。
  同时,近年来国内外聚烯烃市场运行也较稳定,产能和消费量同样处于增长趋势。中国化工信息中心高级咨询师高利平指出,未来五年全球聚乙烯产能仍将保持稳定增长,新增产能主要集中在中东、美国和亚洲地区,而亚洲地区则是以中国为主;全球聚丙烯产能将以年均4.2%的速度增长,新增产能主要来自亚洲(以中国为主)、中东和北美地区。
  国内聚烯烃行业发展呈现出三大特点:一是生产规模快速扩张,单线规模大多在20万吨以上;二是投资主体多元化,以前聚烯烃生产主要集中在中国石化和中国石油两大集团,现在外资、台资、民营以及大型煤炭和电力企业纷纷涉足聚丙烯行业;三是原料路线正向多元化方向发展。
  总的来说,未来全球能源消耗的增速呈下降趋势。非化石能源的消耗增速相对较高,而在化石能源中,天然气的消费增速相对较快。烯烃需求仍将保持较快的增长,原料轻质化的趋势仍将继续。将形成以亚太、北美和中东为代表的三大烯烃生产地区,乙烯和丙烯联合生产的比例有所下降。中国烯烃生产的原料多元化将促使中国烯烃生产更加均衡,未来下游生产的分工合作将逐步形成。

烯烃原料多元化  轻质原料比例较低
 

  据统计,2015年中国聚乙烯表观消费量接近2500万吨,聚乙烯装置56套,总生产能力达1526万吨;中国聚丙烯表观消费量接近2000万吨,全国63套聚丙烯装置总生产能力达1876万吨。预计“十三五”期间,乙烯年均增速只有3.6%,2020年国内乙烯当量消费量将达4480万吨。
      中国石油规划总院副总工程师、教授级高工张福琴对“十三五”期间国内聚烯烃行业发展进行了分析,她指出当今全球烯烃原料多元化为行业带来了新挑战,中东和北美由于具有天然气及天然气液(NGL)的资源和价格优势,已经越来越多地采用乙烷及轻烃作为裂解原料,轻质原料比例上升,呈现轻质化。北美乙烷的比例从2007年的65%增加到2012年的84%;中东地区则从75%增加到2012年的77%。而中国现有乙烯原料总体偏差,以石脑油、加氢尾油为主,比例达到70%以上。近年来柴油用量大幅减少,轻质原料比例偏低,仅占15%左右,尤其是没有乙烷原料。
  截至2015年年底,我国烯烃生产原料多样化、生产工艺三足鼎立的局面愈加明显。煤/甲醇制烯烃(CTO/MTO)装置共19套,产能总计770万吨。而丙烷脱氢制丙烯(PDH)装置共8套,产能总计395万吨。CTO/MTO及PDH工艺在全国烯烃产能占比中分别为17.2%和8.8%。
  高春雨也指出,原料的低成本和多元化仍将是未来石化产品竞争的主要途径,尽管在2014年后国际原油价格出现大幅回落,以石脑油为原料的裂解装置成本出现明显的回落,但全球的低成本地区仍在北美和中东地区,原料价格低位使得美国乙烯成本竞争力明显增强。
  中国烯烃行业的原料多元化体现在传统乙烯裂解装置中,轻柴油的使用量明显下降,甲醇在乙烯原料中的比例快速增加。在丙烯的生产中,近年来多元化体现更为明显,除了裂解副产、炼油副产外,还增加了烯烃转化、甲醇制丙烯和PDH等。中国烯烃生产的原料多元化将促使烯烃生产更加均衡,未来下游生产的分工合作将逐步形成。
  从今年前三季度的生产情况看,目前石脑油为原料的乙烯成本相对最低,而以甲醇为原料的乙烯成本则明显偏高;炼油副产的丙烯成本最低,石脑油为原料的丙烯成本次之,而以甲醇为原料的丙烯成本则明显偏高。
  石化园区一向是企业重要的集聚地,其完善的产业链发展更是为园内企业和地区石化行业做出贡献。宁波石化园区一向坚持供给侧改革为导向,合理、有效利用区域现有资源及港口优势,大力发展高性能聚烯烃产业,鼓励现有企业通过多种形式合作,提升高性能、专用型聚烯烃产品的比重。
  在讲到宁波石化区烯烃产业未来的发展定位时,宁波石化经济技术开发区管理委员会副主任戴涛介绍说,“十三五”期间,宁波石化区将继续依托特有烯烃原料多元化优势,不断推动聚烯烃产业发展,提高高端化产品的比重,延伸和完善烯烃产品链,更加注重节能和环保。
  戴涛指出,宁波石化园区今后在高端聚烯烃产业的重点发展将集中在高性能专用化聚烯烃、功能化聚烯烃、改性塑料及塑料合金、聚烯烃弹性体等领域。应关注的问题包括原料供应的稳定性、先进工艺技术的突破、基础设施的配套协调和产品应用市场的培育。

高端产品严重缺乏  技术瓶颈有待突破

    目前我国低端聚烯烃产品产能过剩,但高端产品极其缺乏基础,严重依赖进口。张福琴认为中国聚烯烃行业面临的主要挑战有以下几点:
    1. 国产高端聚烯烃牌号供应不足,低端产品产能过剩,聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇等产品线已开始呈现亏损。高端产品缺乏基础,严重依赖进口,进口聚丙烯管材专用料、电容膜专用料和聚乙烯汽车油箱专用料、燃气管专用料引进量大且进口均价高,这些品种或国内产量较少,或质量未能完全符合用户的要求。
    2. 高端产品开发跟随为主,原创不多。高性能材料品种包括茂金属系列聚烯烃弹性体、高刚性高抗冲共聚丙烯、多样化的各种改性树脂材料等。高端产品进口量大,高附加值占1/3;高端产品国产化未突破:比如POE弹性体、超低灰分电工膜、超高压电缆料等。
    3. 塑料后加工产业运营管控机制不健全,塑料后加工产业用料不规范:聚乙烯燃气及饮用水管材料白+黑现象严重;聚丙烯排水管道用料未能实现专用化。用料管控制度不完善,制约材料创新不断升级开发与快速拓展应用。
    4. 市场竞争日趋激烈,以生产通用聚烯烃产品为主的企业对外面临进口冲击,对内面临国内同行激烈竞争,将有一个优胜劣汰过程。
    5. 商业模式变革带来新挑战。目前各大电商纷纷进入聚烯烃产业的销售领域,削弱了石化生产企业已有的传统市场优势,有的电商甚至深入到石化基层企业直接进行对口合作。
    2014~2015年国内高端/高性能聚烯烃自给率仅为38%。北京化工大学材料科学与工程学院教授黄启谷提出,高性能聚烯烃弹性体/塑料及其催化剂的制备技术比较欠缺,主要研究方向应着重在烯烃可控聚合方法学;催化剂及高性能/功能聚烯烃的分子设计与合成方法和高性能/功能聚烯烃基复合材料等几个方面。
    同时,华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室教授刘柏平也在大会上讲到,只有在催化剂上实现创新,才能实现聚烯烃全行业的创新,行业要针对聚烯烃材料制备过程的关键基本科学问题开展研究,大力发展核心催化剂技术以及高性能、高附加值聚烯烃产品制备技术,提升聚烯烃制造业的整体水平。他介绍了当下几项重要的高端催化剂技术,包括铬系聚乙烯催化剂技术、单釜单峰PE100高等级管材料技术、单釜双峰催化剂技术、新型高效硅胶负载型钛镁Ziegler-Natta催化剂技术等。
    不仅国内的科研院所和企业开展了高端聚烯烃产品的研发工作,跨国公司如今也在为中国聚烯烃行业的高端发展添砖加瓦。来自科莱恩化工(中国)有限公司的黄新汉指出,催化剂是生产高端聚丙烯的核心,目前国内高端专用料仍然以进口为主,大约80%都是依赖进口。这是因为生产专用料受很多因素制约,比如:专用料的技术要求高,大多数生产商都是最近几年才开工,经验相对欠缺;专用料的消费者主要位于沿海一带,而很多新的产能却集中在内陆地区(新疆和内蒙古),因此造成运输成本高。黄新汉还指出,专用料年均需求增长率预期在8%左右。

应用领域广泛  未来前景明朗

  聚烯烃产品的主要特点在于牌号众多、加工方法多样、产品应用广泛。多领域的应用也催生了聚烯烃改性材料的发展。中国科学院宁波材料所主任郑文革在讲到聚烯烃改性材料进展时,从聚烯烃材料、应用及改性、聚烯烃发泡及应用等方面做了介绍。他说道,国内的中低端材料发展较好,但高端材料就有难度,主要依靠进口。聚烯烃加工改性应用主要包括填充改性、增韧改性、共混改性和功能改性等方向。
  郑文革指出,近年来聚丙烯的消费结构在不断变化,通用编织制品消费比例逐年降低,注塑、薄膜、管材料消费逐年增加。未来,CPP热封膜、汽车、家电及医用透明专用聚丙烯的消费领域将有广阔前景。
  近年来,轨道交通线路减振降噪聚烯烃材料的研究与工程化应用也有很大发展。株洲时代新材料科技股份有限公司副总工程师姜其斌指出,减振降噪聚烯烃材料具有安全性高、寿命长、可设计性强、轻量化和低成本等显著优势。其发展趋势有四个方面:一是新材料与其他新技术深度融合,形成跨学科、跨领域、跨地域的发展态势;二是新材料上下游产业结合更紧密,产业呈横向扩散和互相包容趋势;三是建立“产学研”合作机制,开发具有自主知识产权的核心技术,并加速研究成果产业化;四是新材料产品开发和应用联系将更加注重可持续发展,更注重与资源、能源、环境的协调发展。
  此外,聚烯烃在汽车行业的应用越来越多,尤其是在当下汽车轻量化趋势下,车用聚丙烯改性材料更是发挥了巨大作用。金发科技股份有限公司高级工程师陈延安指出,车用聚丙烯改性材料的技术发展方向包括几个方面:聚丙烯轻量化技术;聚丙烯低散发技术;聚丙烯美观技术和降本方案以及车用材料烯烃化。同时,他指出聚丙烯材料轻量化实现方式有薄壁化、低密度和微发泡等。
  松原中国区青岛灏龙松原化工有限公司销售经理张志龙介绍说道,全球聚烯烃持续增长高于平均GDP的增长,中国、印度等新兴市场引领着全球聚烯烃市场的增长。而聚合物的生产驱动抗氧剂需求的增长,未来五年,中东、中国和印度是抗氧剂需求增长的重要区域。同样,下游应用驱动了光稳定剂需求的增长,在未来十年将呈现均衡性的增长。
  上海化工研究院聚烯烃催化技术与高性能材料国家重点实验室、上海市聚烯烃催化技术重点实验室副主任、教授级高工曹育才在报告中指出,2015年全球聚烯烃消费达到1.51亿吨,更优成本和高性能是聚烯烃工业追求的目标。作为聚烯烃催化剂类别之一的单活性中心催化剂可制造具有特定结构的高性能聚合物,能够发展新的聚合物应用领域。曹育才指出,构建单活性中心催化剂的化学基础之一是配体合成化学,现在关键配体的合成化学包括:取代环戊二烯及其桥连配体;取代茚及其桥连配体等,构建单活性中心催化剂的化学基础之二是催化化学。
      此次会议持续一天半,精彩议程使与会嘉宾都收获颇丰。行业专家一致认为“十三五”期间应努力实现行业的主要目标包括:传统化工产品产能过剩矛盾有效缓解,烯烃等基础原料和化工新材料保障能力显著提高,形成一批具有国际竞争力的大型企业集团、世界级化工园区和以石化化工为主导产业的新型工业化产业示范基地,行业发展质量和竞争能力明显增强等。
  同时要加快推进重大石化项目建设,开展乙烯原料轻质化改造,提升装置竞争力。开展煤制烯烃升级示范,统筹利用国际、国内两种资源,适度发展甲醇制烯烃、丙烷脱氢制丙烯,提升非石油基产品在乙烯和丙烯产量中的比例。
 

 

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