当前国际局势不稳定带来了市场的波动,国内经济正迎来疫情之后的企稳回升。能源需求转向让传统炼厂“减油增化”的呼声愈发强烈;大炼化项目产能逐渐释放,C3、C4下游多元化发展需求迫切;“双碳”目标任务紧迫,绿色低碳发展成为大势所趋。在新的产业格局下,怎样快速抢抓机遇,获取新竞争优势,实现战略转型?7月25—27日,在常州召开的“2022中国国际石化及下游产业技术大会”大会上,与会专家就石化及下游的产业及技术趋势发表了洞见。
绿色发展趋势下,行业转型迫在眉睫
中国化工信息中心党委副书记刘长城在致辞中表示,虽然经过多年发展,我国已成为炼化大国,多种炼化产品产能居于世界前列,国际竞争力有所提升。但我们也应清醒地认识到,目前,轻烃、芳烃等炼化及下游产业的发展还存在诸多问题。例如,高端产品和关键技术仍受制于人;大型炼化产能集中释放引发行业过剩危机;老炼厂规模小、生产效率低、能耗高,竞争力偏弱;轻烃资源实现高值化利用技术挑战重重。
不过,在“双碳”相关及其他政策的趋动下,一些炼化下游产品正面临千载难逢的发展机遇。例如,近两年大火的PBAT原料BDO就是C4下游产品;新能源车的需求增长带动DMC行业的发展;光伏行业的发展引领EVA价格不断创出新高。可以说,炼化行业机遇与挑战同在。
对轻烃产业链的转型,中国石油和化学工业联合会副会长傅向升谈了以下三点思考:
一是以轻烃为原料制烯烃是当今烯烃原料轻质化的一大趋势。以轻烃为原料制取烯烃,工艺流程短、投资省、产品纯度高,生产成本最低。因此,近几年乙烷裂解制乙烯和丙烷脱氢制丙烯加速了产业化、大型化发展。目前国内已建成投产20余套丙烷脱氢制丙烯装置,已投产4套乙烷裂解制乙烯装置。另外,原油直接制化学品新工艺也受到关注。
二是国内尚需加大技术创新和工程化力度。烯烃在进一步做聚烯烃或其他化学品时,很多套后续的聚烯烃技术和工艺都是采用跨国公司的技术或工艺包,尤其是生产高端聚烯烃更依赖于跨国公司的技术或工艺包。这一问题亟需重视。
三是原料供应的安全性保障应当引起重视。烯烃原料轻质化所需原料乙烷,只有美国有余量出口可供应。丙烷脱氢制丙烯所需的丙烷,美国、海湾地区也可供应,存在国际市场或供应方价格高低的制约。丙烷脱氢制丙烯生产装置我国已投产20余套装置,形成产能约占我国丙烯总产能的20%。预计到明年,我国丙烷脱氢制丙烯的总产能将超过2000万吨/年,丙烷的供应紧张局面将会进一步加剧。
2021年我国乙烯产能超过4000万吨/年,占全球比例提高至20%,首次超过美国,成为世界最大乙烯生产国。中国石油石油化工研究院战略与信息研究室主任王红秋表示,随着浙江石化、恒力石化、卫星石化等大型民营炼化项目,以及中科炼化、宝来利安德等合资项目的投产,我国乙烯工业参与主体市场份额发生了明显变化。国内乙烯工业规模化、基地化、园区化发展加快,产业集中度不断提高。绿色低碳发展是必然选择,既要发展又要减碳加速了乙烯工业低碳转型步伐。
“双碳”之下,三大投资方向值得关注
当前,低碳发展已成业界共同的话题。石化行业作为重点耗能的行业之一,传统产业链转型迫在眉睫。与此同时,“双碳”目标之下,太阳能、动力电池、生物基材料等迎来了快速发展的机遇。在大会期间举办的“CNCIC报告专场:‘双碳’目标下,石油化工企业的转型战略”上,来自中国化工信息中心的资深分析师分享了行业转型的机会。
1.EVA&醋酸产业链
中国化工信息中心咨询项目总监、教授级高级工程师杨卫兰指出,在光伏发电成本持续下降和全球推进碳达峰碳中和的背景下,全球新增光伏装机容量将快速增长,光伏胶膜及EVA光伏料需求将高速增长。
2021年我国EVA产能急剧增加,产量快速增长;自给率虽提高,但仍在49%的较低水平。由于国内光伏产业的快速发展,EVA规划建设项目激增,国内也规划了规模不等的醋酸乙烯项目。目前已公布的项目有6个,涉及产能165万吨/年。
总体来看,2021年国内光伏胶膜产能充足,但光伏级EVA供应存在缺口,乙烯法醋酸乙烯原有的供需平衡也被打破,出现供应紧张局面。
过去6年,中国VAE乳液产能增幅较小,但需求以6.8%的速度快速增长。尽管产量增加,但本土供应仍然不足,净进口量维持在9万吨左右。受较好发展前景驱动,目前有5个VAE乳液拟在建项目。除东方雨虹以外,其余均为行业内现有企业。
乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是一种结晶性高分子材料,在我国主要用于食品包装和汽车油箱等;在食品包装行业快速发展驱动下,需求增长较快。
醋酸乙烯价值链中汇聚了众多的高性能材料,除PVA光学膜预计需求增速较低外,其余的年均增速均在5%以上。但分析供需后,鼓励投资的为EVOH树脂和汽车夹层玻璃中间膜用PVA树脂,其余的则要区别对待,谨慎投资。
2.电池相关化学品
受政策驱动和产业成熟度提升的推动,未来十年全球新能源汽车销量将保持增长5倍以上,渗透率将超过50%。此外,据预测,到2030年,我国累计储能装机容量将增长4倍以上,其中电化学储能增长最快,锂电累计装机规模将占电化学储能的96%以上。也正因如此,锂电等动力电池相关化学品迎来了发展机遇。
中国化工信息中心咨询项目总监、中国石油化工循环经济研究院院长张松臣指出,锂离子电池在储能、动力电池和3C电池不同应用场景下,其下游使用的化学品原料并无特殊性,其中正极、负极、电解液、隔膜是四大类主要的化学品种类。对四大类材料的细分种类做拆分,正极材料将以磷酸铁锂和三元为主;负极材料将以人造石墨为主,但硅基负极已崭露头角。隔膜中湿法隔膜出货量比例越来越高,但是储能应用中干法比例较高;电解液中虽然溶质和溶剂成本占比较高,但资源依赖性较强,电解液添加剂体系更复杂,技术不确定性更高。进入锂离子电池材料领域的化工企业会同时拓展一个产品的系列,不会局限于单一化学品。
针对钠离子电池,张松臣指出,其处于技术研发与工业化前期阶段,材料体系尚未定型,行业龙头与初创企业均开始布局。未来5~10年将进入增长期,市场规模扩大有利于原材料成本优化。张松臣还对锂离子电池四大类材料的市场吸引力、技术门槛、企业数量、投资强度、核心竞争要素以及竞争格局进行了深入分析。
张松臣建议化工企业可以从市场扩张、产品开发、资源获取、合作并购等角度借鉴参考其他成功案例经验。
3.生物基化工品
据中国化工信息中心咨询项目副总监、中国石油化工循环经济研究院院长助理孙楠介绍,截至2020年,部分生物基化工品已经形成了一定的市场规模,乙醇、乳酸、1,3-丙二醇等生物基化学品都已成功实现了商业化,并在对应市场中发挥重要作用。烯酸、对二甲苯等产品则仍处于早期研究阶段,还无法与传统的石化基产品竞争。呋喃二甲酸、木糖醇等产品没有对应的石化基产品,已形成了独特的产业体系。《“十四五”生物经济发展规划》的出台,将促进生物基化工品行业的发展提速。
孙楠分析了生物基化学品发展的机遇与风险。机遇方面:一是“双碳”政策推动;二是生物经济政策推动;三是未来市场空间大,预计在未来10年将有20%以上的传统化石基化工产品被生物基化工品取代,截至2020年该替代率只有不到5%;四是中国市场潜力巨大,未来10年预计中国将有千亿美元市场规模的生物基化工品对传统化石基路线的产品进行替代。
风险方面:一是技术成熟度仍较低;二是原料获取受到多方面的限制;三是安全环保问题需要提前考虑。
中国化工信息中心咨询CEO黄音国分析了国产替代浪潮下,中国化工新材料产业的发展机遇。黄音国指出,2025—2030年周期将呈现新一轮大宗材料去产能;新的新材料及精细化工龙头企业涌现;中国企业全球化竞争(出口加剧);科技及绿色发展成为全行业发展主旋律。当前,产业链加速纵向一体化发展,民营大炼化崛起,在规模效应和化工品收率方面高举高打,投产之后的优势已验证。然而,以PX 为代表的大宗化学品将出现产能过剩。企业研发投入将持续增加,高性能材料、改性复合材料、新能源及碳产业在未来10~20年将成为核心竞争力。2022—2030 年中国化工行业发展挑战和机遇并存,而创新将是全球包括中国化工企业在这轮周期必须面对的最为重要的转变。黄音国分享了建筑、汽车、电子与通讯、新能源、健康及航空航天这六大化工主要终端应用领域中化工新材料的机遇。
“技术为王”时代已来临
与会专家认为,“技术为王”的时代已来临,对支撑行业升级的绿色低碳技术需求从未如此迫切。与会代表就炼化下游新材料、轻烃及芳烃行业的新技术进行了深入交流。
欧洲科学院院士、中国科学院化学研究所二级研究员、中国科学院大学教授孙文华表示,聚烯烃树脂生产技术核心是催化剂与工艺水平。能否打破国外垄断,实现自主催化剂研发和产业化成为我国科学家和企业家新历史时期的责任。Ziegler-Natta催化剂是我国普遍研究和使用的催化剂体系,中国科学院化学研究所、石油科学研究院和北京化工研究院是国内最早开展研究的单位,在联合研究基础上各自辽宁营口向阳化工厂、燕化高新和奥达科技公司生产催化剂。都是在三井催化剂基础上,首先完成聚丙烯催化剂,又延伸到聚乙烯。
孙文华指出,现有聚乙烯与期待中的聚乙烯性能存在差距。聚乙烯性能的提升切入点是分子层次设计合成催化剂,并实现聚合过程的分子剪裁。孙文华团队多年来对后过渡金属催化进行研究,真正实现了乙烯催化过程中微结构控制与所得聚乙烯的分子剪裁。其中,铁钴催化乙烯聚合获得高度线性聚乙烯,镍催化乙烯聚合获得高度枝化聚乙烯(聚乙烯弹性体)。
有机物的气相氧化是一类重要的反应,用于生产顺酐、苯酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、环氧乙烷和醋酸乙烯等重要石化产品。反应器大型化对于提高生产的规模、降低能耗物耗、顺应绿色低碳生产具有重要意义。常州瑞华化工工程技术股份有限公司董事长徐志刚介绍了大型列管式氧化反应器的设计、制造,提出了大型列管式固定床反应器的放大设计要点和方法,并介绍了其工业应用的效果。
王红秋介绍了乙烯工业绿色低碳发展主要技术路径。一是蒸汽裂解装置节能降耗,包括提高裂解炉热效率(裂解炉管强化传热技术、裂解炉管抗结焦技术),高效分离技术(传统分离技术的优化、新型分离技术),智能控制技术与过程模拟技术,蒸汽裂解炉电气化。二是乙烯生产新技术,包括原油直接裂解制烯烃、生物质生产乙烯、废塑料生产乙烯、乙烷氧化脱氢制乙烯、CO2生产乙烯。
环氧丙烷(PO)下游主要包括聚醚多元醇 、丙二醇醚及其酯类、碳酸二甲酯、丙二醇、异丙醇胺、二氧化碳基可降解材料(PPC)、聚醚胺。中国石油吉林化工工程有限公司副总工程师、教授级高工于春梅对这些下游领域的竞争格局进行了深入分析,并对比了PO的四种工艺技术。于春梅认为,绿色清洁生产工艺对氯醇法的替代加快,推动产业整合。
PO和聚醚行业整合提速,上下游一体化是大势所趋。PO/SM、PO/TBA、HPPO、CHPPO几种原料路线技术国产化,应从资源的可得性、技术的先进性、成熟性、区域市场、产业链配套等方面全方位比选。下游配套差异化、功能化、区域化是项目成功的关键。
芳烃产业是炼油产业链的重要环节,承载着油品结构调整、质量升级的关键作用,关系石油化工产业链的整体安全和平衡。在“芳烃产业发展论坛”上,与会专家分享了如何借助产业转型升级优化布局,拓展原料来源,实现节能降耗,提升国产芳烃技术的竞争力。
中国石化高级专家、中国石化上海石油化工研究院教授级高工高焕新介绍了低苯烯比节能异丙苯技术的开发及应用情况。异丙苯是通过苯和丙烯液相烷基化合成,特点是产物分子比原料分子更大。沸石分子筛受限孔道,易发生堵孔失活,且苯和丙烯比越低,催化剂越容易失活。为改善晶内扩散性,提高催化剂稳定性,并降低苯烯比,中国石化上海石油化工研究院开发了系列专利催化剂并得到了工业化应用。
中国石油天然气集团公司高级技术专家、教授级高工徐亚荣介绍了苯与甲醇烷基化技术进展。苯与甲醇烷基化技术是获取轻质化芳烃、多烷基苯等高品质化学品的重要技术,是石油化工、煤化工相结合,充分利用煤化工的重要产物之一——甲醇作为烷基化反应试剂,生产PX原料或三甲苯和四甲苯等多烷基化苯等高品质化学品,实现了低附加值产品的高值利用。该技术可作为芳烃联合装置的技术纽带,实现芳烃联合装置芳烃产品的差异化,提高装置核心竞争力及抗风险能力。
中国石化上海石油化工研究院研究二部副主任李经球认为,“双碳”目标及炼油转型升级背景下,油品—芳烃—烯烃的一体化是未来发展趋势,将富含单环芳烃的汽油组分生产轻质芳烃和烯烃原料是推动炼油结构转型的重要手段。基于精准转化理念,通过甲基转移、侧链选择性脱除、非芳选择性裂解等过程实现芳烃和非芳烃的选择性转化,可最大化生产BTX及优质烯烃裂解原料。李经球重点介绍了基于油品增产芳烃的技术进展,包括重整重芳烃烷基转移技术、重整重芳烃轻质化技术、催化汽油重组分制轻质芳烃以及芳烃脱烷基制苯技术,这些技术构建了灵活增产芳烃的技术体系,对于推动产业转型升级具有重要的意义。
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