目前,丙烯腈(AN)的工业生产方法主要有丙烯氨氧化法和丙烷氨氧化法两种方法,其中丙烯氨氧化法是目前的主要生产方法,丙烷氨氧化法由于原料成本低,是今后发展的方向。
全球生产相对集中,
消费量增长缓慢
近年来,世界丙烯腈的产能稳步增长。纵观近年来世界丙烯腈的生产发展进程,其发展呈现以下几个特点:(1)北美和欧洲地区由于受到严格环保法规的制约和需求疲软,近几年生产能力基本上没有变化,世界新增产能主要来自亚太地区的中国大陆。(2)亚洲地区装置关闭与新建并举。(3)产能分布不均匀,生产装置主要分布在亚洲、北美和西欧地区,其中亚洲地区占据绝对优势(4)生产厂家相对集中,主要集中在英力士(Ineos)集团公司、旭化成化学公司、中国石油化工集团公司(简称中石化)、中国石油天然气集团公司(简称中石油)以及美国Ascend性能材料公司等厂家,2017年来自这5家公司的产能合计达到445.9万吨,约占世界总产能的64.09%。2017年世界丙烯腈主要生产厂家以及主要国家或地区产能分布情况分别见表1和图1。
世界丙烯腈主要用于生产腈纶、ABS/SAN树脂、丙烯酰胺/聚丙烯酰胺、己二腈以及丁腈橡胶等。近年来,由于下游需求不旺,世界丙烯腈的消费量增长较为缓慢。世界各主要国家和地区丙烯腈的消费结构有所不同。消费主要集中在东北亚、北美和西欧地区,其消费量分别为338.3万吨、82.0万吨和66.2万吨,分别约占世界总消费量的57.57%、13.95%和11.27%。可见,世界丙烯腈的消费主要依靠亚洲地区需求拉动。
北美地区是全球丙烯腈最大的出口地区,韩国、中国台湾、俄罗斯也是主要的输出地区,日本基本供需平衡,而中国大陆则是世界最大的丙烯腈净进口国家。
产能超越美国,
出口局面缓慢打开
我国丙烯腈的工业生产始于20世纪60年代末期,进入21世纪之后,随着丙烯腈生产技术的不断完善和需求的不断增长,我国丙烯腈工业发展较为迅速。截至2017年12月底,我国丙烯腈的总产能达到194.7万吨,超过美国成为世界上最大的丙烯腈生产国家。经过多年的发展,目前,我国丙烯腈行业具有如下特点;
(1)供应格局发生变化,投资主体多元化。以前,我国丙烯腈生产装置主要集中在中石化和中石油两大集团公司手中。自民营企业万达控股集团参与的山东科鲁尔化学有限公司装置建成投产,打破了原来我国丙烯腈完全由中石化和中石油一统天下的局面。目前,形成了中石化、中石油和民营企业共存的生产格局。其中中石化(含合资企业)的产能合计为为87.5万吨,约占国内总产能的44.94%;中石油的产能为73.9万吨,约占总产能的37.96%;其他企业的产能为33.3万吨,约占总产能的17.10%。上海赛科石油化工股份有限责任公司是目前我国最大的丙烯腈生产厂家,产能为52.0万吨,约占总产能的26.71%;其次是中国石油吉林石油化工公司,产能为45.2万吨,约占总产能的23.22%。
(2)生产装置全部采用丙烯氨氧化法生产工艺。初期均采用引进国外BP公司的技术,后来大都采用中石化上海石油化工研究院的技术进行改扩建。2016年新建投产的江苏斯尔邦石化有限公司采用杜邦公司技术。催化剂除上海赛科I期26.0万吨装置使用进口催化剂之外,其余装置均使用国产催化剂。
(3)除了上海赛科石油化工股份有限责任公司外,其余装置均配套建有下游生产装置(腈纶、ABS树脂或者丁腈橡胶等)。这也决定了我国丙烯腈产品的供销特点:大多自用,外销量较少,产销基本上由中石化和中石油所掌控。
(4)我国丙烯腈生产装置区域比较集中。主要分布在丙烯资源较为丰富的东北、华东和西北地区,生产装置高度集中,主要集中在华东和东北地区,其中华东地区的产能120.8万吨,占总生产能力的62.04%;东北地区的产能70.4万吨,占总产能的36.16%。上海是目前我国最大的丙烯腈生产省市,产能为52.0万吨。2017年我国丙烯腈的主要生产厂家情况见表2。
近几年来,随着国内丙烯腈产能的逐步扩张,进口货源市场占有率被逐步压缩,随后随着国内产量的增加,进口量又出现下降, 2017年(1~11月份,下同)的进口量为24.56万吨,与上年同期相比下跌约11.33%。在进口的同时,我国丙烯腈也有少量出口。近两年,我国丙烯腈的出口市场的局面缓慢打开,出现出口量增多的趋势,2017年大幅度增加到7850.67吨,同比增长约302.60%。
表观消费不断增长,
市场价格变化较大
我国丙烯腈产品主要用于生产腈纶、ABS/SAN以及丙烯酰胺和丁腈橡胶等产品,近几年,随着腈纶以及ABS树脂等行业的不断发展,我国丙烯腈的表观消费量不断增加。2017年(1~11月份)的表观消费量为193.77万吨,同比增长7.07%。
今后几年,我国腈纶没有新建或者扩建计划,腈纶下游消费结构不会发生太大波动,因而需求亦保持相对平稳状态,预计2021年占丙烯腈总消费量的比例将下降到约30%。
我国ABS/SAN树脂对丙烯腈的需求量在2015年之后超过腈纶,成为我国丙烯腈最大的消费领域。今后几年,我国仍将有中海油乐金化工有限公司二期15.0万吨、上海华谊聚合物有限公司16.0万吨、广西科元塑胶有限公司40.0万吨、山东海力集团50.0万吨等多套装置新建或者将建成投产。预计到2021年,我国ABS/SAN树脂对丙烯腈需求量所占比例将增加到约40%,稳居消费第一的宝座。
随着聚丙烯酰胺应用范围的日益扩大,聚丙烯酰胺在石油开采、采矿、造纸及水处理四大应用领域需求量的进一步增加,预计到2021年,占总消费量的比例将提高到24.0%。
今后几年,我国仍将有南京金浦英萨合成橡胶有限公司、俄罗斯西布尔(Sibur)与中国石化合资、中国蓝星石化天津公司、安徽安庆华兰科技有限公司等多套新建或扩建丁腈橡胶生产装置将建成投产。如果这些装置均能按照计划建设投产,预计到2021年,我国丁腈橡胶对丙烯腈的需求量所占比例将增加到2.8%。
加上丙烯腈在己二腈/己二胺、抗水剂和胶粘剂、其他有机合成和医药以及非质子型极性溶剂等方面的需求量,预计2021年,我国对丙烯腈的需求量将达到220万~225万吨。
近几年,我国丙烯腈市场价格变化较大。2017年国内丙烯腈市场继续走势强劲,市场全年均价为12019.17元/吨,较2016年均价增长幅度高达33.4%。推动丙烯腈价格大涨的主要因素来自于供应方面,而且多为突发情况,其中2017年实施的严格环保政策波及到部分丙烯腈装置。其中7月15日,齐鲁石化的8万吨丙烯腈装置因环保问题突发停车,就此拉开丙烯腈价格上涨序幕。此后,上海赛科持续限产,吉化装置也在8月份进一步减至五成负荷运行,国内市场供应量大幅缩减。另外,8月底美国飓风影响导致当地两家大厂停车,引发全球供应缩紧,从而进一步刺激市场价格拉高。
发展趋势
(1)未来几年,丙烯腈生产技术的研究及发展将呈现以下特点:一是丙烯氨氧化仍将是生产丙烯腈的主要工艺,催化剂的研究开发仍是丙烯氨氧化工艺技术的核心;二是主要丙烯腈技术开发商都以自己的催化剂技术为核心,开发成套丙烯腈生产工艺;三是随着各国环保意识的加强,丙烯腈生产对环境的污染问题越来越得到重视,开发低污染或者无污染的丙烯腈生产工艺成为必然趋势;四是以丙烷为原料的丙烯腈生产路线在逐步推广,在丙烷氨氧化技术开发上将进一步提高催化剂的选择性和收率,以争取达到最大幅度降低生产成本的目的。
(2)今后几年,世界丙烯腈生产巨头仍计划新建或者扩建丙烯腈生产装置,新增产能将集中在亚洲和中东地区。主要有日本旭化成、三菱化学和沙特基础工业公司合资在沙特新建20万吨装置,英力士公司计划与天津渤海化工集团公司合资(各占50%的股份)在中国天津新建一套26万吨装置。此外,在中国大陆还有山东科鲁尔化学有限公司二期13万吨装置,广西科元新材料有限公司20万吨装置,山东海力集团13万吨装置等,预计到2021年,世界丙烯腈的总产能将达到788万吨,我国丙烯腈的总产能将达到267万吨。届时,世界丙烯腈的产能将出现过剩,未来竞争将十分激烈,尤其是在亚太地区。
(3)今后几年,世界丙烯腈的消费量仍将稳步增加,其中亚洲将成为增长的主要动力源,特别是中国将继续成为本地区的增长引擎。这主要受ABS和丙烯酰胺方面需求增长的推动。而受到债务危机和经济衰退困扰,欧美地区丙烯腈需求可能会出现小幅度下降。在消费领域,增长主要来源于ABS树脂方面(主要是亚洲地区汽车工业的蓬勃发展),另外,水处理化学品需求强劲增长也将带动丙烯酰胺需求增加,进而扩大对丙烯腈的需求,而腈纶方面增长幅度很小,甚至还有可能出现负增长。预计到2021年世界丙烯腈的总需求量将达到约690万吨。
(4)世界丙烯腈的消费仍将以腈纶和ABS树脂等为主,但腈纶领域的消费量将有所下降,而ABS树脂以及丙烯酰胺等领域的消费量将不断增加。
(5)未来世界丙烯腈市场虽然前景很好,但仍将面临着严峻的挑战。其中最大的挑战来自市场方面。全球经济的不景气,新增产能带来了很大的供应过剩担忧;低成本、大的联合装置生产商正驱动市场的定价,迫使老的、低效率的工厂关闭或处于危险中。另外的挑战则是可预见的现金成本挑战,这里面包含的因素有能源价格的走向、能源效率、运输成本、可靠性等。在此背景下,一体化的联合装置,如丙烯腈/ABS树脂,丙烯腈-聚丙烯酰胺等将成为今后丙烯腈行业发展的优选方案。
(6)随着民营企业(盛虹集团、山东万达)和外企(BP、英力士)的进入,将打破我国丙烯腈生产能力由中石化和中石油两大集团公司垄断的局面,投资主体和市场将逐渐多元化,国企、民企、外企和进口资源将四分国内丙烯腈市场。
(7)腈纶、ABS树脂等仍然是我国丙烯腈主要的消费领域,但腈纶对丙烯腈的需求增长幅度将放缓,而ABS树脂将成为未来我国丙烯腈最主要的消费领域,丙烯酰胺和丁腈橡胶等对丙烯腈的需求量也将有一定幅度的增加。
(8)进口货优势不足,丙烯腈进口量存降低预期。虽然我国仍是丙烯腈的净进口国家,但受进口货价格及时滞等因素影响,国内进口厂商采购外盘意向降低,且随着国内新建装置的投产,国产供应水平提升,将进一步打压国内厂商采购进口货的积极性。未来几年,我国丙烯腈进口量或呈现逐年递减趋势。但是,国内进口货源消费大户多为中外合资或国外独资企业,其中部分企业需消费本国丙烯腈产品、另有企业原料采购需要做全球规划,故短期丙烯腈进口量难以被国产货源全部取代。此外,为保持外贸稳定增长、优化进出口商品结构,国家商务部、海关总署对加工贸易禁止类商品目录进行调整。调整后,自2015年1月1日起丙烯腈加工贸易遭禁,下游工厂或转向国内贸易,丙烯腈进口货源竞争力被削弱,进口货存减少预期。
(9)出口量将逐渐增加。2016年之前,国内丙烯腈市场供应对进口货的依赖度较高,而出口一直处于零的局面。近年随着国内自给率的提升,且得到国家政策的支持,出口局面也在逐步打开。2016年中国丙烯腈出口1950吨,2017年出口已达到7850.67吨。另外,据商务部发布公告显示,2018年起丙烯腈不再列入《中国严格限制的有毒化学品名录》,意味着丙烯腈进出口操作将不再需要向环境保护部申请办理有毒化学品进(出)口环境管理放行通知单。未来丙烯腈产品进出口操作将更加灵活,尤其利好丙烯腈出口市场。
(10)从国家对环境保护的重视程度来看,其中2018年环保税将开征,国家对环保要求的力度不言而喻。未来经营将面临巨大的监管压力和经营风险,同时企业运营成本也相应增加。另外,环保压力加大,也将带来一连串的价格浮动、产能释放等问题。因此,未来丙烯腈的市场价格仍将有可能出现短期的较大幅度的波动。
发展建议
(1)加快技术进步,完善现有生产工艺,在消化吸收原引进生产技术的同时,积极自主开发或引进新一代成本更低,收率更高和更环保的新技术,尤其是要进一步推进催化剂的国产化进程,并形成具有自主知识产权的自有技术。积极开发废水、尾气处理新技术,开发不产生硫酸铵的丙烯腈,以减少对环境的污染,提高原料的利用率;努力降低主要原料丙烯的成本,加强对副产乙腈和氢氰酸(HCN)的利用,以降低生产成本,提高企业的市场竞争力,力争在竞争激烈的市场环境中立于不败之地。
(2)发挥一体化装置优势,上下游联动柔性化生产。由于丙烯腈装置在设计时一般和腈纶、ABS、丙烯酰胺或者丁腈橡胶装置配套,可以充分发挥这个优势来规避市场风险,建议上下游装置(如丙烯腈-ABS树脂配套装置)统一进行成本核算,根据工厂效益、市场需求和价格柔性调整装置开工率。特别是在产能过剩导致市场需求疲软时,可以采用“限产稳价”的策略达到阶段性供需平衡和价格稳定的双重目的,避免出现“负荷高,价格跌”的被动局面。尽可能采用经济规模,实现丙烯腈规模化生产经营,与下游产品实施装置一体化建设或者建立供需合作伙伴,有效抵御市场风险。
(3)注意安全环保,丙烯腈生产所用原料和产品及副产物均为可燃或易燃气体,产生的废气、废液和废渣处理不当可能构成爆炸以及污染,因此安全与环保问题需要重点关注。
(4)积极探索丙烷法制丙烯腈新技术的开发和应用,以降低产业成本,提高市场竞争力。
(5)加大下游产品的开发与应用,如丙烯酰胺系列、丁腈橡胶、己二腈等,实现产业链配套。拓宽潜在市场,以促进我国丙烯腈及其相关行业健康稳步发展。
