醋酸乙烯(简称VAc)又称醋酸乙烯酯,是一种重要的有机化工原料,主要用于生产聚醋酸乙烯(PVAc)、聚乙烯醇(PVA)、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)或共聚树脂(EVA)、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物(EVC)、聚丙烯腈共聚单体以及缩醛树脂等衍生物,在涂料、浆料、粘合剂、维纶、薄膜、皮革加工、合成纤维、土壤改良等方面具有广泛的应用,开发利用前景广阔。目前,醋酸乙烯的工业生产方法主要有乙炔法和乙烯法两种,其中乙烯法由于工艺性和经济性好而占据主导的地位。
全球:各地区发展此消彼长
产能稳步增长
近年来,全球醋酸乙烯的产能稳步增长,但装置关闭与新建或扩建装置并存,北美地区的产能没有变化,西欧地区由于几家大型化工公司关闭其生产装置,使得产能大幅度下降。在亚洲地区,新增产能主要来自中国,有不少新建或扩建装置建成投产。
截至2016年11月底,全球醋酸乙烯的总产能达到811.8万吨,其中采用乙烯法的产能约占68.5%,采用乙炔法工艺的产能约占31.5%。其中北美全部采用固定气相床乙烯/醋酸工艺,而中国则主要采用乙炔/醋酸法生产工艺。
中国大陆是世界上最大的醋酸乙烯生产地区,产能为318.8吨,约占世界总产能的39.27%;其次是美国,产能为170.5万吨,约占总产能的21%;再次是中国台湾,产能为80万吨,约占总生产能力的9.86%。预计到2020年,世界醋酸乙烯的总产能将达到约900万吨。2016年世界主要国家或地区产能分布情况见图1。
东南亚地区领衔需求增长
近年来,全球醋酸乙烯的消费量稳步增加,消费主要集中在北美、西欧和东北亚地区,2015年这3个地区的消费量合计达到484.5万吨,约占世界总消费量的85.53%。预计今后几年,全球醋酸乙烯的需求量将以年均约2.6%的速度增长,到2020年总需求量将达到约644.4万吨。其中增长最快的是东南亚地区,年均增长率将达到约5.8%;增长最慢的是西欧地区,年均增长率仅有约0.3%。
全球醋酸乙烯主要用于生产聚醋酸乙烯、聚乙烯醇以及EVA树脂等。2015年的消费结构为:聚醋酸乙烯(包括聚合物和均聚物)对醋酸乙烯的需求量为203.2万吨,约占总消费量的35.87%;聚乙烯醇的需求量为216.7万吨,约占38.25%;EVA树脂的需求量为43.9 万吨,约占7.75%;乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)树脂的需求量为16.0万吨,约占2.82%;VAE的需求量为69.2万吨,约占12.22%;其它方面为17.5万吨,约占3.09%。
预计2015~2020年消费增长最快的是VAE领域,消费量的年均增长率将达到约4.1%;增长最慢的是聚醋酸乙烯酯领域,年均增长率仅有约1.9%。
中国:成为世界最大生产国
聚乙烯醇仍占据最大消费领域
我国醋酸乙烯的生产一直稳步发展。尤其是近几年,先后有多套装置建成投产。截至2016年11月底,我国醋酸乙烯的总生产能力达到318.8万吨,约占世界总生产能力的39.27%,是世界上最大的醋酸乙烯生产地区。2016年我国醋酸乙烯主要生产厂家情况见表1所示。
据统计,2015年我国醋酸乙烯的消费结构中,聚乙烯醇是消费最大的领域,约占总消费量的65%,聚醋酸乙烯的消费量约占15.5%,VAE和EVA的消费量约占12%,其他方面约占7.5%。预计到2020年,我国对醋酸乙烯的总需求量将达到约220万~205万吨,其中聚乙烯醇的需求量虽然仍占据主导地位,但所占比例将会有所减少,而聚醋酸乙烯、VAE共聚乳液和EVA将成为未来推动醋酸乙烯需求增长的主要动力,在消费结构中的比例将会越来越大。
行业格局发生变化
经过多年的发展,目前我国醋酸乙烯行业呈现以下特点:
(1)供应格局和产能分布发生变化。以前,我国醋酸乙烯生产厂家主要集中在塞拉尼斯(南京)化工有限公司以及中石化所属企业。近年来,随着内蒙古蒙维科技有限公司、内蒙古双欣环保材料有限公司等装置的建成投产,打破了中石化一统天下的供应格局,华北和西北地区的生产能力所占比例逐渐增加。
(2)多套装置配套上下游生产装置。如山西三维集团股份有限公司、中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司、安徽皖维高新材料有限公司以及湖南省湘维有限公司等建有聚乙烯醇生产装置;中石化北京东方石化有机化工厂配套建有EVA树脂生产装置;四川维尼纶厂除了下游醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、维纶装置之外,还配套有上游醋酸装置;塞拉尼斯 (南京)化工有限公司除配套醋酸乙烯乳液之外,也建有上游醋酸生产装置。
(3)多种生产工艺路线并存,电石乙炔法仍占主导地位。随着国内石油、天然气供应的日益紧张,化工行业向煤化工倾斜的趋势增强,国内以煤炭为主的能源消费格局短期难以改变,因此电石乙炔法生产醋酸乙烯仍占据主导地位。目前国内电石乙炔法生产醋酸乙烯总产能为199万吨,约占总产能的62.42%。此外,广西广维化工10万吨生物乙烯法醋酸乙烯生产装置的建成投产,使我国一举跨入了生物乙烯及醋酸乙烯生产技术国际领先行列。
未来:喜忧参半
生物质原料工艺将被重视 由于中国乙炔法醋酸乙烯占据主导地位,而中国又是世界最大的醋酸乙烯生产国家,因此,未来世界醋酸乙烯的生产工艺仍将是乙烯法和乙炔法生产工艺长期并存。不过随着环境以及能源危机的愈演愈烈,乙烯气相法的重要性更加突出,将是未来醋酸乙烯生产的主要发展方向。特别是以生物质生产的乙烯为原料的绿色工艺路线必将会得到重视。
生产全球化加速 目前西欧国家的醋酸乙烯市场已基本饱和,需求量增速放缓,未来世界醋酸乙烯的需求增长主要靠以中国为首的亚洲、以及中南美、中东欧等地区拉动。亚洲地区仍将是全球醋酸乙烯需求量最大的地区,但由于亚洲地区产能已经过剩,市场竞争将十分激烈。
全球行业垄断加剧 由于醋酸乙烯行业在资金投入和工艺技术方面都有着较高的行业准入壁垒,所以该行业一直存在着被少数几个大生产商垄断技术和市场的现象。随着全球经济一体化进程的加快,在一段时间内,醋酸乙烯的需求量将有所减缓,整个行业必然会面临新一轮洗牌,一些规模小、工艺落后、设备陈旧的企业将会被淘汰出局。
消费结构稳定 全球醋酸乙烯消费仍将以聚醋酸乙烯酯和聚乙烯醇为主,但增长幅度将减少,VAE将成为今后增长速度最快的发展领域,而聚醋酸乙烯酯的增长速度最慢。未来,北美和东北亚地区仍将以聚乙烯醇消费为主,而西欧地区和东南亚地区则仍将以聚醋酸乙烯消费为主。
乙炔法主导中国工艺 由于我国以煤炭为主的能源消费格局在短期难以改变,加上乙烯法自有生产技术还不完善,因此,未来我国醋酸乙烯仍将以乙炔法为主,乙烯法为辅。而北美、西欧、东南亚以及东北亚其他国家或地区仍将采用乙烯法生产工艺为主。
中国产能继续扩张 今后几年,我国仍有多家企业计划新建或者扩建醋酸乙烯生产装置,新建扩建装置主要集中在具有丰富原料电石的西部地区,生产工艺仍将采用电石乙炔法,且装置大多配套聚乙烯醇等下游产品。届时我国醋酸乙烯产能过剩局面将更加严重,竞争将更加激烈。
高端产品仍靠进口 目前我国醋酸乙烯新增装置产品以中低端料为主,因此,未来我国醋酸乙烯的进口量虽然将大幅度减少,但一些高品质产品仍有一定量的进口,中国台湾、沙特等极具质量和成本优势的石油乙烯法醋酸乙烯在一定时期内仍将是我国进口醋酸乙烯的重要资源渠道。
出口比例进一步提升 相比发达国家,中国的劳动力及原材料等生产成本相对更低。此外,伴随“一带一路”战略的逐步实施,我国与周边国家的贸易合作将会更加密切,因此未来我国醋酸乙烯的出口比例有望得到进一步提升。
行业竞争加剧 未来一段时期内,随着我国醋酸乙烯产量的大幅增加,以及下游需求不旺,加上原料价格仍处于较低价位,供需矛盾将更加明显,行业竞争加剧,生产企业利润空间将明显受到挤压。
建议:审慎发展,提质增效
慎重新建生产装置 随着多套新建或扩建装置的建成投产,我国醋酸乙烯已经形成了产能过剩的态势,未来过剩状况将更加明显,因此新建或者扩建装置应该慎重。
发展新工艺技术 电石乙炔今后的重点是要加快采用等离子体、干法乙炔等新技术来生产电石乙炔原料,以减少常规湿法工艺所存在的“三废”污染问题;乙烯法生产技术今后的重点是开发高效、稳定、高选择性的催化剂,开发先进的流化床反应器以及改进固定床反应器生产工艺技术。同时,加快新技术,如基于醋酸或者醋酸甲酯合成醋酸乙烯等新技术的研究开发,并尽快实现产业化,以拓展原料路线,实现原料和工艺的多元化。
大力发展产业链 在规模化基础上,应充分考虑利用上下游一体化的优势,大力发展产业链,以规避经营风险,实现效益最大化,增强抵御市场风险的能力。
提质量降成本 提高产品质量,降低生产成本,积极扩大出口,以缓解国内过剩产能的矛盾,保持相关行业健康稳步发展。
表1 2016年我国醋酸乙烯主要生产厂家情况(万吨/年)
生产厂家 生产能力 生产工艺
塞拉尼斯(南京)化工有限公司 30 石油乙烯法
中国石化四川维尼纶厂 50 天然气乙炔法
中国石化上海石油化工公司 11.8 石油乙烯法
中国石化北京东方石油化工股份有限公司 18 石油乙烯法
山西三维集团股份有限公司 13.5 电石乙炔法
安徽皖维高新材料有限公司 15.5 电石乙炔法
湖南省湘维有限公司 10 电石乙炔法
广西维尼纶集团有限责任公司 10 生物乙烯法
江西江维高科股份有限公司 10 电石乙炔法
福建纺织纤维集团有限公司 9 电石乙炔法
贵州水晶有机化工集团有限公司 5.5 电石乙炔法
石家庄化工化纤有限公司 5 电石乙炔法
云南云维股份有限公司 8.5 电石乙炔法
牡丹江东北化工有限公司 3 电石乙炔法
四川宜宾天原集团公司 12 电石乙炔法
山东滕州中盛化工有限公司 10 电石乙炔法
内蒙古蒙维科技有限公司 20 电石乙炔法
内蒙古双欣环保材料有限公司 22 电石乙炔法
宁夏大地化工有限公司 10 电石乙炔法
中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司 45 电石乙炔法
合计 318.8