苯乙烯不同工藝路線主要技術(shù)經(jīng)濟指標對比,工業(yè)經(jīng)濟論文

苯乙烯不同工藝路線主要技術(shù)經(jīng)濟指標對比,工業(yè)經(jīng)濟論文摘要：通過對國內(nèi)外苯乙烯市場供需趨勢的梳理，針對4種苯乙烯主要生產(chǎn)工藝，重點從原料可獲性、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗物耗以及成本競爭力等方面對不同工藝主要技術(shù)經(jīng)濟指標進行了比照分析，并提出了行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有關(guān)建議。本文關(guān)鍵詞語：苯乙烯;市場;供需;技術(shù)經(jīng)濟指標;建議;Abstract：Basedonanalysisofstyrenesupply-demandsituationandtrendathomeandabroad,thispaperistocompareanddiscussdifferenttechnical-economicperformanceindexesoffourstyreneprocessesintermsoffeedstockavailability,productquality,materialandenergyconsumption,andcostcompetitiveness.Somesuggestionsareputforwardtopromotethesustainabledevelopmentofstyreneindustry.Keyword：styrene;market;supplyanddemand;technical-economicindex;suggestions;苯乙烯〔SM〕是重要的化工原料之一，主要用來生產(chǎn)苯乙烯丙烯腈共聚物〔SAN〕樹脂、聚苯乙烯〔PS〕樹脂、可發(fā)性聚苯乙烯〔EPS〕、丙烯腈丁二烯苯乙烯樹脂〔ABS〕、不飽和聚酯樹脂〔UPR〕、丁苯橡膠〔SBR〕等苯乙烯系列樹脂及合成橡膠，廣泛用于電子工業(yè)、汽車工業(yè)和輕工產(chǎn)品等領(lǐng)域。近年來，苯乙烯產(chǎn)業(yè)格局、市場供需不斷發(fā)生變化，工藝技術(shù)水平也在不斷提高。因而，系統(tǒng)分析苯乙烯行業(yè)變化及不同工藝道路競爭力，對做好形勢研判、促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有非常現(xiàn)實的意義。1、市場供需分析1.1、全球苯乙烯將面臨供給過剩2021年全球苯乙烯產(chǎn)能為3500萬噸/年左右，主要集中在東北亞、北美及西歐3個地區(qū)，其供給能力總計約占世界總量的80%。根據(jù)有關(guān)預(yù)測，20212022年，全球苯乙烯年均產(chǎn)能增速為4%左右，估計2022年全球產(chǎn)能將到達4200萬噸/年左右。華而不實新增產(chǎn)能主要來自中國，國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能占比估計將從2021年的26%大幅提升到35%左右。全球苯乙烯消費也主要集中在上述3個地區(qū)，其消費合計約占世界總量的84%左右。20212022年，全球苯乙烯下游需求增速將明顯緩于增速，年均需求增速僅在1.9%左右，估計將從2021年的2900萬噸/年左右增至2022年的3160萬噸/年左右。華而不實，EPS和ABS需求占比將有所提升，分別從24%和18%升至25%和19%;SBR占比基本不變，仍為4%左右；PS需求占比由36%降至34%；其他領(lǐng)域比例變化不大。若按近些年全球苯乙烯裝置開工率85%左右計，將來全球苯乙烯供給將過剩400萬噸左右。1.2、國內(nèi)苯乙烯供給仍有缺口，但缺口不斷縮窄2021年國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能為954萬噸/年，產(chǎn)量746萬噸，表觀消費量1055萬噸，進口量309萬噸。隨著新裝置的穩(wěn)定開工以及老裝置的持續(xù)淘汰，國內(nèi)苯乙烯行業(yè)開工率穩(wěn)步升至80%左右，20202021年行業(yè)利潤較高，乙烯產(chǎn)能增加及下游發(fā)展等因素也助力了開工率的提高；從產(chǎn)能分布看，國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能分布主要集中在華東及華北，能力占比約70%。近年來國內(nèi)苯乙烯供需變化見圖1。圖1近年來國內(nèi)苯乙烯供需變化情況最近，國內(nèi)苯乙烯新建和擴能計劃較多，隨著浙江石化以及阿貝爾江蘇的二期項目投產(chǎn)，估計2022年底國內(nèi)產(chǎn)能將到達1100萬噸/年，產(chǎn)量約800萬噸，同比分別增長15.2%和7.4%，自給率約73%。同時我們國家下游EPS/PS,ABS,UPR等均有新建裝置投產(chǎn)，拉動苯乙烯需求穩(wěn)步增長，估計2022年需求量將到達1090萬噸，同比增長3.4%，供給增量大于需求增量。估計2025年國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能將到達1865萬噸/年，產(chǎn)量1400萬噸，表觀消費量1250萬噸，進口量將持續(xù)下降，即便完全替代進口，2025年前國內(nèi)苯乙烯市場也將面臨產(chǎn)能過剩局面。2、主要工藝技術(shù)道路及進展當(dāng)前，國內(nèi)已建苯乙烯裝置為45套左右，產(chǎn)能合計約950萬噸/年，所采用的技術(shù)道路主要包括4種：純乙烯法、稀乙烯氣相法〔干氣法〕、環(huán)氧丙烷〔PO〕/SM聯(lián)產(chǎn)工藝和C8抽提工藝[1,2]，各工藝流程見圖2。圖2國內(nèi)主要苯乙烯生產(chǎn)技術(shù)道路初步統(tǒng)計，純乙烯法產(chǎn)能占比、裝置套數(shù)最為顯著，其次是干氣法，采用C8抽提工藝的裝置能力占比最小，見圖3。另外，根據(jù)對20222022年國內(nèi)在建、擬建裝置的初步統(tǒng)計，估計將增加600多萬噸產(chǎn)能，而且新增裝置中采用PO/SM共氧化法的占比明顯提升。與乙苯脫氫法相比，隨著技術(shù)的進步，共氧化法的投資費用及操作費用均有所降低，同時能產(chǎn)出高價值的環(huán)氧丙烷。2021年初，國內(nèi)萬華研發(fā)的乙苯共氧化法高效綠色制備環(huán)氧丙烷成套技術(shù)通過鑒定，并計劃用于將來新建30/65萬噸/年P(guān)O/SM裝置，打破了國外公司的技術(shù)壟斷[3]；干氣法工藝和催化劑研發(fā)也在持續(xù)進步，主要技術(shù)經(jīng)濟指標穩(wěn)步提升。在傳統(tǒng)乙苯脫氫工藝中，原料來源也在發(fā)生變化，更多企業(yè)使用富含乙烯的干氣或來自于富乙烷氣裂解裝置的稀乙烯作原料，以實現(xiàn)煉廠干氣或輕烴高效利用。圖3國內(nèi)不同苯乙烯工藝裝置能力分布3、不同工藝道路主要技術(shù)經(jīng)濟指標比照根據(jù)不同工藝道路特點，重點從原料可獲性、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗物耗以及成本競爭力大概情況等方面，對標國內(nèi)采用同類工藝的裝置先進水平，對不同工藝的主要技術(shù)經(jīng)濟指標進行比照分析。3.1、原料可獲性分析采用不同工藝的苯乙烯裝置主要原料包括乙烯、干氣、苯。一般來講，依托煉化一體化企業(yè)建設(shè)的苯乙烯裝置，乙烯、干氣、苯等原料供給比擬有保障，但不同工藝道路的原料保障程度也存在一定差異。華而不實，純乙烯法工藝道路的苯乙烯裝置多與乙烯裝置聯(lián)合布置，乙烯供給比擬有保障，缺乏一體化優(yōu)勢的裝置則采用外購乙烯、苯和或乙苯為原料生產(chǎn)苯乙烯，其競爭力相對較弱。稀乙烯氣相法的原料干氣主要來自煉廠催化裂化裝置，煉油加工負荷、原油品種變化均對干氣的穩(wěn)定供給有一定影響；C8抽提工藝的原料數(shù)量、質(zhì)量受乙烯裂解裝置原料構(gòu)造影響較大，當(dāng)下乙烯原料日趨多元化，若裂解原料偏輕，C8餾分供給將遭到較大影響，當(dāng)前采用C8抽提工藝的裝置負荷一般僅為65%左右。對于消耗量較大的苯資源來講，2021年國內(nèi)純苯產(chǎn)能1618萬噸/年，產(chǎn)量為1199萬噸，表觀消費量為1452萬噸，凈進口量為257萬噸。估計2025年國內(nèi)純苯產(chǎn)能為2370萬噸/年，產(chǎn)量為1750萬噸，表觀消費量為1960萬噸，進口量約210萬噸左右。純苯缺口主要集中在華東地區(qū)，將來格局不變。固然國內(nèi)純苯總體產(chǎn)缺乏需，但隨著對二甲苯〔PX〕產(chǎn)能的增加、乙醇汽油的逐步推廣，純苯供給會有所增加，純苯資源可知足苯乙烯發(fā)展需求，原料來源有保障。3.2、產(chǎn)品質(zhì)量比照根據(jù)有關(guān)分析，不同工藝道路生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量有一定差異。純乙烯法和PO/SM聯(lián)產(chǎn)工藝產(chǎn)品質(zhì)量較好，而稀乙烯法工藝和C8抽提工藝產(chǎn)品質(zhì)量略差，稀乙烯法產(chǎn)品中二甲苯含量較高，C8抽提工藝產(chǎn)品則存在色度較高的缺乏。稀乙烯法與純乙烯法產(chǎn)品質(zhì)量差異主要由烷基化反響溫度不同導(dǎo)致。稀乙烯法烷基化典型反響溫度330～400℃，而純乙烯液相法烷基化典型反響溫度245～270℃。由于稀乙烯氣相法烷基化反響溫度較高，導(dǎo)致烷基化副反響較多，中間產(chǎn)品乙苯中二甲苯含量偏高，最終導(dǎo)致產(chǎn)品苯乙烯中二甲苯含量達500～800ug/g，而純乙烯液相法產(chǎn)品中二甲苯含量小于50ug/g；稀乙烯氣相法產(chǎn)品質(zhì)量略差，在食品級等個別下游領(lǐng)域應(yīng)用存在一定限制。在當(dāng)前國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能缺乏的情況下，采用2種不同工藝的產(chǎn)品市場價格尚無明顯差異。將來，隨著市場競爭日趨劇烈，因氣相法工藝產(chǎn)品質(zhì)量略差，價格可能會略低于純乙烯液相法產(chǎn)品。C8抽提工藝當(dāng)前多采用無機酸或有機酸脫色，脫色效果不穩(wěn)定，導(dǎo)致產(chǎn)品色度波動，色度到達10～20號的現(xiàn)象時有發(fā)生，產(chǎn)品質(zhì)量不能到達優(yōu)級品標準，影響了下游應(yīng)用和產(chǎn)品售價。3.3、物耗能耗比照由于采用PO/SM聯(lián)產(chǎn)工藝和C8抽提工藝的裝置套數(shù)少，產(chǎn)能占比僅為14%左右，而且采用C8抽提工藝的苯乙烯裝置運行情況存在較大差異不同，因原料構(gòu)造不同，裝置物耗能耗差異不同較大，故重點對純乙烯法和干氣法2種工藝道路主要技術(shù)經(jīng)濟指標進行比照分析。1〕純乙烯法工藝道路據(jù)統(tǒng)計，對標先進裝置水平，苯單耗、乙烯單耗的全國平均值均比領(lǐng)先裝置高出2%～5%。綜合能耗方面，全國平均值為339kg標油/tSM，行業(yè)標桿水平為240.4kg標油/tSM，比平均值低約30%，部分裝置差距較為顯著，仍有一定提升空間，見表1。表1純乙烯法苯乙烯主要技術(shù)經(jīng)濟指標對標2〕干氣法工藝道路近年來，采用干氣法生產(chǎn)苯乙烯的裝置數(shù)量不斷增加，但規(guī)模大都在8～14萬噸/年，而且受原料供給影響，裝置負荷低于純乙烯法，主要技術(shù)經(jīng)濟指標水平也低于純乙烯法。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)采用該工藝的裝置，苯單耗全國平均值809.7kg/tSM，行業(yè)標桿水平為780.8kg/tSM。綜合能耗全國平均值538.5kg標油/tSM，行業(yè)標桿水平為443.1kg標油/tSM相比，部分裝置技術(shù)經(jīng)濟指標提升空間較大。3.4、成本競爭力比照分析3.4.1、國內(nèi)不同苯乙烯工藝成本大概情況從當(dāng)前國內(nèi)主要苯乙烯裝置運行成本情況來看，主要裝置苯乙烯生產(chǎn)成本在5000～6500元/噸不等，差異相對較大。除個別裝置外，主要生產(chǎn)成本集中在6000元/噸左右。整體而言，純乙烯法裝置規(guī)模較大，在單位人工和折舊方面有較為顯著的優(yōu)勢，相對成本較低；催化干氣法和裂解汽油抽提制苯乙烯在原料成本上具有一定優(yōu)勢，但由于燃料動力消耗較高，裝置規(guī)模較小，單位固定成本相對較高，導(dǎo)致總成本優(yōu)勢降低。另外，在不新增外購燃料時，干氣法制苯乙烯成本優(yōu)勢較顯著，且受油價變化影響很??；若消耗的干氣需要根據(jù)熱值100%外購燃料氣進行補充的話，實際成本受油價影響比純乙烯法更顯著。3.4.2、國外苯乙烯工藝成本比照分析對于采用不同工藝的苯乙烯裝置成本競爭力，因各裝置原料和燃動價格不同、裝置折舊情況差異較大等因素，不能系統(tǒng)開展比照分析。根據(jù)對世界苯乙烯經(jīng)濟性的分析資料，根據(jù)區(qū)域市場2021年均價以及典型、先進的純乙烯法生產(chǎn)工藝參數(shù)對東北亞和北美苯乙烯生產(chǎn)成本進行了初步測算和比照分析，結(jié)果可知，東北亞生產(chǎn)單位苯乙烯成本比北美高約1100元/噸，其成本差異主要來自直接材料成本和燃動成本，見表2。單從物耗能耗水平差異來看，兩大區(qū)域苯乙烯工藝由物耗能耗水平差異引起的成本變化不超過1%；主要成本差異來自北美地區(qū)和東北亞的價格差異，尤其是乙烯價格差異和燃料氣價格差異。受北美成本較低的頁巖氣影響，北美市場乙烯和燃料氣價格均明顯低于東北亞市場。4、結(jié)論和建議將來幾年國內(nèi)苯乙烯產(chǎn)能將集中釋放，國內(nèi)供給缺口不斷縮窄，估計2025年之前國內(nèi)苯乙烯市場將出現(xiàn)產(chǎn)能過剩，市場競爭將日趨劇烈。表2北美與東北亞苯乙烯生產(chǎn)成本比照元/噸從產(chǎn)業(yè)布局和技術(shù)進展來看，依托煉化一體化優(yōu)勢、靠近華東市場消費腹地的規(guī)模大型化項目具有較強的競爭優(yōu)勢；將來純乙烯法工藝仍占主導(dǎo)，PO/SM聯(lián)產(chǎn)工藝將進一步得到應(yīng)用。采用干氣法工藝的項目應(yīng)結(jié)合企業(yè)實際情況予以布局，十分是要保障原料穩(wěn)定供給、做好燃料平衡，同時依靠催化劑和技術(shù)進步以及提升裝置規(guī)模等措施，進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力。建議行業(yè)加強落后裝置和產(chǎn)能的淘汰，現(xiàn)有裝置對標先進，找出主要