近两年来的低油价促使全球石油基乙烯装置的效益和开工率大幅提升。与此同时,国内又掀起了新一轮的装置新扩建热潮,加上下游消费向非乙烯路线转移,将直接导致乙烯当量供应缺口的减少。
低油价提升装置效益和开工率
低油价带来蒸汽裂解装置效益大幅提高,促使全球乙烯整体开工率稳步提升至89%,较2014年提高2个百分点。当前全球乙烯生产主要集中在东北亚、北美地区,分别占世界乙烯总产能的26%、22%,中东对石化行业的大规模投资也使其超越西欧成为世界第三大乙烯生产地,占比约为19%。2015年世界乙烯主要生产企业情况见表1。
2015年世界乙烯消费量约14181.9万吨,东北亚、北美和中东地区也是乙烯的主要消费地区,消费量分别占世界乙烯总消费量的27.2%、22.5%、18.4%。世界乙烯进出口量为349.1万吨,东北亚地区的贸易量较大,中东是净出口地区,净出口量39.6万吨。
预计2020年世界乙烯需求量将达到16816万吨,届时,世界乙烯产能将达到18931万吨,开工率为88.8%左右。
国内新一轮装置建设热潮兴起
2016年国内乙烯产能2311万吨,产量2126万吨,开工率为91.9%。华东地区产能最大,占国内总产能的30.1%;西北地区次之,占17.9%;东北地区位居第三,占17%;2016年新增乙烯产能157万吨,5套MTO装置,1套DCC装置。2016年国内乙烯主要生产企业产能见表2。
近两年,国际市场的低油价给国内蒸汽裂解乙烯企业带来了丰厚利润,也引发了新一轮的石油基乙烯的装置建设热潮。中国石化在“十三五”期间,拟投资2000亿元优化升级打造茂湛、镇海、上海、南京四大世界级炼化产业基地,炼油、乙烯产能将分别达到1.3亿吨、0.9亿吨。浙江石化、海南炼化、中海油惠州、中化泉州、大连恒力等企业正在投资建设乙烯项目。与此同时,受国家煤化工产业政策的变化 ,除正在建设的煤/甲醇制烯烃项目外,新投资MTO项目将大幅减少,乙烯产能增长将再度回归石脑油裂解路线。预计2020年国内乙烯产能将达到3700万吨左右。2016~2020年国内部分乙烯装置拟建计划见表3。
原料及生产工艺更趋多元化
目前,全球乙烯生产的主要工艺路线是管式炉蒸汽裂解,主要的乙烯专利商有Lummus公司、S&W公司、KBR、Linde公司等,均有世界级规模基地运行,仅在技术细节上存在差别。目前,国产技术主要包括中国石化自主开发的CBL裂解炉系列技术和其与Lummus公司合作开发的SL-I裂解炉系列技术,后者在天津、镇海、武汉等大型乙烯装置中均有采用。蒸汽裂解主要原料有石脑油、轻柴油、加氢尾油、乙烷、丙烷、LPG、凝析油等。亚洲地区包括中国主要以石脑油、轻柴油、加氢尾油为原料,国内因柴油销售不畅,作为裂解原料比例提高,而石脑油份额则有所下降;近年来美国页岩气大量开发和应用,其裂解原料以乙烷为主;中东地区传统的原料主要从石油伴生气提取乙烷,近年来已向丙烷、石脑油及凝析油等混合进料转变。
随着管式炉裂解技术的日益完善,近年来业内开始对重质油裂解技术、烯烃裂解技术和C1制乙烯技术等进行技术开发。其中重质油裂解技术,有催化裂解(DCC)和催化热裂解(CPP)技术,DCC技术已在宁波大榭、CPP技术在沈阳蜡化和延长中煤等装置应用;烃类裂解技术是将较高碳烯烃转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃的烯烃转换技术,目前仅有Exxon Mobil、Lyondell/KBR、Lurgi和Atofina/UOP提供烯烃裂解技术,国内尚未获得技术突破。通常使用的原料为蒸汽裂解装置的C4、C5馏分、FCC装置的C4馏分和汽油中C5和C6馏分。近年来,甲醇制烯烃技术已在国内建成10多套装置,在中国乙烯生产中占有一席之地;天然气经合成气制烯烃,因路线冗长,投资和消耗高,未获得广泛开发和应用;2015年美国Siluria技术公司得克萨斯州试验工厂投产,成为世界上第一家实现将储量丰富、价格低廉的天然气直接大规模转化为乙烯的企业。新路线或将给传统以石油为原料的乙烯工业带来重大变革。
下游向非乙烯路线转移
国内乙烯表观消费量从2010年1498.6万吨增加到2016年2290.9万吨,年均增速为7.3%。从乙烯进口状况看,其进口主要来自亚太周边地区(日本、韩国、中国台湾), 占到总进口量的95%以上。近年来开始有少量中东货源(沙特、伊朗), 但占比相对较小。这主要是由于乙烯储运较为复杂,国际远洋贸易量较少。2010~2016年国内乙烯供需情况见表4。
2016年国内乙烯消费量2290.9万吨,其中,聚乙烯的消费量占总消费量的63%;其次是乙二醇,占11%;精制EO占9%,PVC占8%、苯乙烯占7%,其他占2%。
据权威机构预测,2020年国内乙烯当量需求量为4550万吨,由于新一轮乙烯建设热潮的兴起,直接导致乙烯当量供应缺口的减少,下游消费向非乙烯路线转移也是促成缺口减少的原因之一,如煤制乙二醇的工艺路线,将减少乙二醇对乙烯的需求,电石法无汞催化剂的成功应用也将加快乙烯制PVC工艺路线的退出。
表1 2015年世界乙烯主要生产企业情况 万吨
序号 生产企业 产能 占比/%
1 陶氏 1086 6.8
2 沙特基础工业公司 1074 6.7
3 埃克森美孚 855 5.4
4 中国石化 814 5.1
5 利安德巴塞尔 705 4.4
6 阿布扎比政府 702 4.4
7 壳牌 668 4.2
8 伊朗国家石化公司 550 3.5
9 英力士 487 3.1
10 中国石油 470 2.9
其他 8521.2 53.5
合计 15932.2 100
表2 2016年国内乙烯主要生产企业情况 万吨
地区 生产企业 产能 工艺路线
华北 中沙(天津) 石化 100 合资企业,蒸汽裂解
中石化北京燕山分公司 73 蒸汽裂解
神华包头煤化工 30 煤头路线,DMTO
中煤蒙大化工(鄂尔多斯) 30 煤头路线,DMTO,2016年4月投产
中天合创(鄂尔多斯) 30 煤头路线,SMTO,2016年10月投产
中石化天津分公司 20 蒸汽裂解
中石化燕山石化(东方乙烯) 15 全年停产,蒸汽裂解
小计 298
华东 上海赛科石化 114 合资企业,蒸汽裂解
中石化镇海分公司 110 2014 年完成改造,扩能10 万t/a,蒸汽裂解
中石化齐鲁分公司 80 蒸汽裂解
中石化扬子石化 80 蒸汽裂解
扬子巴斯夫有限责任公司 74 合资企业,蒸汽裂解
中石化上海石化 70 蒸汽裂解,
富德能源(宁波) 30 甲醇路线,DMTO
浙江兴兴 30 甲醇路线,MTO
山东神达化工 17 甲醇路线,DMTO,2014 年投产
江苏斯尔邦 15 采用美国UOP公司MTO技术,甲醇路线,2016年投产
惠生(南京) 清洁能源 12 甲醇路线,MTO
山东阳煤恒通 10 采用美国UOP公司MTO/OCP技术及惠生工程烯烃分
离技术,2015年投产
中海油宁波大榭 42 220万吨DCC装置,2016年6月投产
小计 684
华中 武汉乙烯 80 合资企业,蒸汽裂解
中石化中原石化1号 18 蒸汽裂解
中石化中原石化2号 10 甲醇路线,SMTO
小计 108
华南 中石化福建炼化 110 合资企业, 2014 年完成改造, 扩能30 万吨,蒸汽裂解
中石化茂名分公司 100 蒸汽裂解,“36+64" 两套装置
中海壳牌 95 合资企业,蒸汽裂解
中石化广州分公司 21 蒸汽裂解
小计 326
东北 中石油抚顺石化2号 80 蒸汽裂解
中石油抚顺石化1号 14 蒸汽裂解
中石油吉林石化2号 70 蒸汽裂解
中石油吉林石化1号 15 蒸汽裂解
中石油大庆石化1号 60 蒸汽裂解
中石油大庆石化2号 60 蒸汽裂解
华锦乙烯2号 45 蒸汽裂解
华锦乙烯1号 18 蒸汽裂解,2014 年6 月后停产
中石油辽阳石化 20 蒸汽裂解
沈阳蜡化 15 重油为原料,CPP
小计 397
西北 中石油独山子石化2号 100 蒸汽裂解
中石油独山子石化1号 22 蒸汽裂解
中石油兰州石化2号 46 蒸汽裂解
中石油兰州石化1号 24 蒸汽裂解
陕西蒲城清洁能源化工 33 煤头路线,DMTO ,2014 年投产
延长中煤榆林能化1号 30 煤头路线,DMTO, 2014 年投产
延长中煤榆林能化2号 30 2014 年投产,CPP
中煤陕西榆林能化 30 煤头路线,DMTO ,2014 年投产
宁夏宝丰能源 30 煤头路线,DMTO ,2014 年投产
神华陕西 30 煤头路线,DMTO ,2014 年投产
神华新疆 27 煤头路线,MTO,2016年9月投产
青海盐湖 16 煤头路线, DMTO, 2016 年11月投产
小计 418
西南 中石油四川石化 80 蒸汽裂解,2014 年投产
合计 2311
表3 2016~2020年国内部分乙烯装置拟建计划 万吨
生产企业 新增产能 工艺路线 备注
中石化茂湛石化 80 蒸汽裂解 2016年12月已开工,
总产能180万吨
中石化镇海石化 70~110 蒸汽裂解 总产能180~220万吨
中石化上海基地 75 蒸汽裂解 包括上海石化、上海赛科、
高桥石化,总产能259万吨
中石化南京基地 86 蒸汽裂解 总产能240万吨
中海油惠州二期 100 蒸汽裂解 2017年投产
中化泉州 100 蒸汽裂解 2020年投产
中石化海南石化 100 蒸汽裂解 2020年投产
浙江石化 140 蒸汽裂解 2018年投产
江苏盛虹 110 蒸汽裂解 2019年投产
福建古雷 80 蒸汽裂解 2020年投产
30 MTO
天津渤化 60 MTO 2019年投产
烟台万华 100 蒸汽裂解 2019年投产,原料为
乙烷等轻烃
合计 1131~1171
表4 2010~2016年国内乙烯消费情况 万吨
年份 产量 进口量 出口量 表观消费量
2010 1420.5 81.5 3.4 1498.6
2011 1553.6 106.0 0.97 1658.6
2012 1523.3 142.2 忽略不计 1665.5
2013 1621.8 170.4 忽略不计 1792.2
2014 1830.0 149.7 忽略不计 1979.7
2015 1950.5 151.6 忽略不计 2102.1
2016 2126.0 165.7 0.8 2290.9
