乙醇法和乙烯法环氧乙烷投资机会分析

第28卷第6期石油化工技术与经济2012年12月Technology Economics in Petrochemicals17乙醇法和乙烯法环氧乙烷投资机会分析于春梅(中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院,132002)摘要:对乙烯法和乙醇法环氧乙烷的工艺技术、生产布局、生产成本及历史投资机会等进行了对比,对今后我国环氧乙烷的投资机会进行了分析,并提出了环氧乙烷项目投资应当注意的问题。关键词:环氧乙烷乙醇乙烯生产成本文章编号:1674-1099(2012)06-0017-05中图分类号:TQ223.26文献标识码:A环氧乙烷(EO)也称氧化乙烯,是乙烯衍生物的EO生产能力占全球EO生产能力的90%以中仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有机化工产上。这3家专利商的技术主要工艺路线基本相品。EO极易与许多含有活泼氢的化合物进行开同,仅部分工序和部分设备有所不同。环加成反应,由此得到的乙氧基化物几乎都是工美国SD公司在乙醇法EO工艺上具有优势。业上重要的化工中间体和精细化工产品,并且成国内运行的EO装置所采用的技术以美国SD公为重要的精细化工材料司的技术为主,占68.2%,Shel技术占15.0%,受乙烯原料的限制,以往国内EO生产主要Dw技术占9.7%。其中,单纯生产EO的装置全集中在中国石油天然气集团公司(以下简称中国部采用SD公司技术,而She、Dow技术主要应用石油)和中国石油化工集团公司(以下简称中国在大型EO/EG装置上。石化)这两大集团。2005年三江化工有限公司建由于SD公司的乙醇法具有工艺流程短、设成了60kUa不联产乙二醇(EC)的EO装置,这备少、建设投资低等优点,对于单独生产EO的装是国内首套以进口乙烯为原料的乙烯法EO装置,规模不大时采用该公司的技术比较合适,可以置。装置的成功建设产生了示范效应,一些企业节省投资;对于规模较大的EO/EG装置,可以考也考虑建设以进口乙烯为原料的EO装置。与此虑采用She技术,以提高生产的灵活性。同时,吉林、湖北、山东、河南等地一些企业也利用当地的乙醇资源,积极筹建以乙醇为原料生产EO2生产成本的乙醇法装置。以某项目60kt/aEO装置为例,采用2007中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设2011年5年市场平均价格(不含税)为基础,对乙计院完成了9套EO装置的设计,对乙烯法和乙醇法和乙烯法EO装置生产成本进行测算,结果醇法EO项目的可行性进行了深人研究。以下就见表1和表2。这两种工艺项目的竞争力及投资机会进行分析。从表1和表2中可以看出:采用2007-2011年5年市场平均价格体系计算EO生产成本,乙1工艺技术醇法生产成本比乙烯法高378元/t,其中主要原乙醇法以乙醇(纯度为9%)为原料,乙醇脱料生产成本高421.5元/,燃料和动力成本高水生成乙烯粗乙烯经低温精馏除去轻、重杂质组704.5元/t。此外,乙醇法建设投资比乙烯法高4分,得到中间产品乙烯,乙烯在银催化剂的作用下000多万元,与其相关的制造成本比乙烯法高71生成FO。乙醇法与乙烯法相比只是多了乙醇脱元/t。因此,乙烯法比乙醇法更具成本优势。水生产乙烯的单元,其他反应单元相同。世界EO的生产技术主要由英荷壳牌收稿日期:2012·11-15。(Shel)、美国科学设计(SD)和陶氏化学(Dow作者简介:于春梅,女,1968年出生,高级工程师,注册咨询工Chemical)等3家公司垄断,采用这3家公司技术程师,长期从事项日前期工作。石油化工技术与经济第28卷第6期18Technology Economics in Petrochemical2012年12月表1乙醇法生产成本估算术,是国内目前唯一的1套绝热床乙醇脱水装置。项目单价/消耗/单位成本2010年,山东滕州辰龙化工有限公司60k/a(元·t-1)(t·t-)(元·t)乙醇法EO装置投产。2011年国内乙醇法EO生原材料及辅助材料707990纯度为95%的乙醇42741.506422.79产能力为80kt/a,目前在建及拟建装置生产能力氧气482.04为420k/a,合计为500kt/a。国内乙醇法EO生辅助材料及化学品产企业见表3,这些企业均采用SD技术。燃料和动力2009.09表3国内乙醇法EO主要生产企业kva制造费用1013.25副产品回收(乙二醇)6838企业名称产能力投产年份483.76丰原宿州生化有限公司9618.4河南商丘三和化工有限公司2012表2乙烯法生产成本估算山东玉皇化工有限公司山东滕州辰龙化工有限公司2010项目单价/消耗′单位成本(元·t1)(t·t1)(元·t-1)吉林博海生化有限公司2012原材料及辅助材料7476.29吉林众鑫化工集团乙烯82910.836864.62合计辅助材料及化学品3.2乙烯法生产企业燃料和动力中国石化、中国石油等大型石化公司的乙烯制造费用装置下游都配套有EO/EG联产装置,仅吉林石化副产品回收(乙二醇)483.76公司配套只生产EO的装置。9240.172006年,浙江嘉兴三江化工有限公司60kt/a注:乙烯价格根据韩国进口乙烯的离岸价(FOB)折算。EO装置投产,这是国内首套以进口乙烯为原料的EO生产装置,目前产能180k/a。装置的投产使3国内生产企业该公司成为国内最大的EO生产商。3.1乙醇法生产企业2011年,国内乙烯法EO生产能力已达到2004年11月,丰原宿州生物化工有限公司1357k/a,预计2015年在建及拟建装置生产能建成了国内首套以玉米为原料的20 kta eo的力为3363kt/a,其中非公经济体的生产能力为生产线,乙醇脱水装置采用的是巴西 Petrobras技1673k/a。国内乙烯法EO生产企业见表4表4国内乙烯法EO主要生产企业kva企业名称生产能力原料来源技术投产年份三江化工有限公司60(1期)进口乙烯60(2期)进口乙烯200860(3期)进口乙烯进口乙烯2012100(5期)200(6期)进口乙烯德纳(南京)化工有限公司扬巴乙烯扬巴乙烯2013阿克苏诺贝尔公司镇海乙烯2011泰兴市丹天化工有限公司进口乙烯辽宁奥克化学股份有限公司(扬州)进口乙烯Shell山东联想控股有限公司甲醇制烯烃乙烯014惠生(南京)化工有限公司甲醇制烯烃乙烯2014中国石油/中国石化/中国兵器工业集团160合计3363第6期(2012)于春梅.乙醇法和乙烯法环氧乙烷投资机会分析受持续走高的原油价格的影响,乙烯的生产2000-2003年国际原油价格和乙醇价格均成本大幅增加,而2010年之前乙醇的价格比较平处在低位,乙烯与乙醇价格比在1.5左右,乙烯法稳,乙醇制乙烯生产路线得以复活。EO的生产成本比乙醇法EO更具优势。2000从EO的生产布局看,沿海地区民营企业因2003年EO的市场平均价格在7000~9600元/t缺乏乙烯原料,通常采用进口乙烯生产EO;依托两种方法的EO装置均处于盈利期。化工园区建设的EO装置一般通过园区内的乙烯2004--2008年,原油价格涨幅较大,乙烯价装置管道输人原料;而吉林、湖北、山东、河南等玉格也随之大幅攀升,而同期乙醇价格相对平稳,乙米产地的民营企业则考虑以乙醇为原料生产EO。烯价格是乙醇价格的2倍以上,乙醇法的竞争优势显现,此时乙醇法EO装置处于最佳盈利时期。投资机会这5年是EO价格的高峰期,也是EO装置高盈利4.1历史投资机会期经测算,当乙烯价格与乙醇价格比为2时,两受2008年爆发的全球金融危机影响,自种方法成本相当。2000-2011年EO、乙烯及乙2009年开始,乙烯价格大幅下挫,而同期玉米价醇价格(年平均价)比较见表5格和乙烯价格的跌幅相对较小,乙烯与乙醇价格表52001年EO、乙烯及乙醉价格比较比降至1.56;2010-2011年,由于玉米价格上涨,拉动乙醇价格上扬,乙醇价格涨幅超过了乙烯,乙年份EO/乙烯价格/乙醇价格/乙烯与乙(元·t1)(元·t1)(元·t1)醇价格比烯与乙醇价格比为1.5左右。总体来说,200920008000377357321.522011年乙醇法EO和乙烯法EO相比已不具备优势2011年乙醇市场平均价格为6807元/t,达到历史高位,同时由于欧洲债务危机的影响,EO38129493的价格也呈现下行态势,乙醇法EO生产成本接15068392520061376811516近EO的市场价格,因此乙醇法EO装置出现亏144955142损,而外购乙烯的EO装置利润已接近边际利润。2008159345134102832012年初乙醇价格虽然有所回落,但仍处在10186400元/t左右的高位。201012113图1为2005-2012年国内乙醇和乙烯价格1252168079621走势。160001400080004000八2000200620072008020l1年份图12005-2012年国内乙醇、乙烯价格走势石油化工技术与经济第28卷第6期Technology Economics in Petrochemicals2012年12月42未来投资机会本占29%。4.2.1乙醇法EO我国靠近港口的地区进口乙烯的采购成本可2010年国内乙醇产能达到11.45Mt/a,市场大幅降低,尤其东南沿海地区,拥有较为完善的下需求量保持在5Mt的水平,国内乙醇供大于求。游产品的加工厂和较好的终端市场,可以考虑采近6年来,国内乙醇行业产能的迅速膨胀致使产用进口乙烯生产EO。能严重过剩整体开工率在50%以下,部分装置被然而采用进口乙烯的装置面临物流和仓储问淘汰,预计今后乙醇生产能力将维持在llMa。题的挑战,因为必须考虑配套建设乙烯低温储罐,我国乙醇生产的原料有玉米、木薯和糖蜜。投资额较高,原料成本增加。目前,国内乙醇生产依旧以玉米乙醇为主,占全国与乙醇法相比,目前乙烯法投资机会更多,乙总产量的70%以上。东北、华北、华中等地区均醇传统原料路线的突破也值得关注。以玉米乙醇为主;华东地区以木薯乙醇为主,少量玉米乙醇;华南地区则生产糖蜜乙醇和木薯乙醇。5结论与建议我国木薯乙醇供应不足,主要通过从泰国、越南等(1)EO原料路线多元化。乙烯来源多元化国进口来满足需求。由于木薯干涨价,木薯乙醇将为国内EO装置提供充足的原料。过去几年与玉米乙醇相比不具备优势。中,在“石油一乙烯一EO”的原料路线基础上,采按地区分析,东北、华北、华中等地区为玉米用“乙醇一乙烯一EO”原料路线的装置也相继建产地,具备乙醇法EO生产条件。设和投产。与此同时,以甲醇制乙烯为代表的煤乙醇的价格走势与玉米的价格走势一致。近制烯烃、进口甲醇制烯烃项目的建设和投产,预示年来,国内玉米价格一直保持在较高水平。由于着“甲醇一乙烯一EO”新的原料路线的诞生;美国玉米种植成本逐年提高,劳动力价格和租地费用页岩气制烯烃的项目的建设和投产,将对EO的快速增长,在种植成本中所占比重越来越大,已经原料路线产生重大的影响,石油烯烃对EO的垄成为推升玉米成本的主要因素。成本及未来供需断格局已经发生改变。态势的变化将左右乙醇价格,预计今后几年乙醇十二五”期间拟建的煤制EG装置总产能超价格仍将保持稳中趋升的态势,维持在6000~过5000kυa。由于煤制EG技术路线比EO制6500元/t,因而EO的生产成本仍将居高不下,EG路线具有明显的成本优势,该工艺路线替代石乙醇法很难与乙烯法竞争。油路线只是时间问题。中国石油路线的EG已没纤维素乙醇是国内产业政策扶持的重点,但有竞争优势,加上来自中东低价进口产品的冲击,在原料、技术等方面还有诸多瓶颈有待突破,所以将使更多的EOEG生产企业转产EO,减少EG短期内难以有大的发展。的生产,这无疑将对我国的EO供应格局产生巨值得一提的是乙醇生产技术的变化。2011大影响。年1月,塞拉尼斯公司申请了利用铂/锡催化剂从2)EO高利润时代结束。EO价格从2002乙酸直接而有选择性地生产乙醇的技术专利,还年开始突破1万元/,持续了近十年的高额利润计划采用合成气制乙醇工艺建设200kta生产装期,被称作化工市场的常青树。未来两三年内,国置。乙醇新技术的开发将带来一场乙醇生产革内EO产业链将处于调整期,生产能力的扩张、下命,使之在经济规模和成本上更具竞争力。因此,游产品对进口的替代及环保、物流方面的制约,都乙醇项目有可能成为下一个投资热点,而生物法增加了经营的不确定性。今后两三年内FO高额乙醇技术是一项极具竞争力的技术,将为行业发利润必将受到严峻挑战,全行业的平均利润率将展注入新鲜血液。如果乙醇新工艺能够在较大程回落到合理水平上。度上降低成本,原料优势将给乙醇法EO带来新(3)下游产品亟待开发。EO是极具发展潜的投资机会。力的产品,日本EO下游产品已有5000多种,而4.2.2乙烯法EO我国仅有300多种。国内EO在香料、染料、涂料2010年我国乙烯进口量为850kt,2011l年进和特种化纤油剂等方面的开发与应用潜力较大,口量达到1060kt,其中从韩国进口量占5%,日下游产品的不断开发将给EO行业带来更多的发第6期(2012)于春梅.乙醇法和乙烯法环氧乙烷投资机会分析21展机会。够与研究院所、高校、设计院共同完成EO产业链对于准备涉足EO的企业,不应仅考虑市场供的下游开发,形成独具特色的从EO到下游精细化需情况,还应充分考虑自身的竞争力。如果企业能工产品产业链,那么其竞争力就将大大提高。Analysis on Investment Opportunities of Ethanol Method andEthylene Method for Ethylene Oxide Production(Jilin Designing Institute, Petro China Northeast Refining Chemicals Engineering Company limited, 132002)ABSTRACTComparison was made onprocess, production layout, productionand historical investmentopportunities between ethylene method and alcohol method for ethylene(EO)production; theinvestment opportunities on EO in China were analyzed; and factors deserving attention in investment of EOproject were raised.Keywords: EO, ethanol, ethylene, production costTDI生产技术发展动向甲苯二异氰酸酯(TDI)光气法生产可分为液择性,产生较少的副产品;通过减少工艺中的光气相和气相两种工艺,早期建设的装置以液相工艺和溶剂存量,明显提高了工艺安全性等。与传统为主,即间位甲苯二胺与光气在液相中以高度稀生产工艺相比,同等规模的生产装置中CO2排放释的溶液形式进行反应,反应后需通过蒸馏脱除量每年可降低约60kt,目前正得到普及。溶剂以提纯TD产品,因此消耗大量能量。液相由于光气法生产工艺使用Cl2和有毒的光工艺按照其生产路线可分为两种:一种是 Dupont气,对环境有消极影响,而且在最终异氰酸酯产物公司开发的传统工艺,以邻二氯苯为光气化反应中含有大量难以分离的可水解氯化物,因而世界溶剂,工艺流程相对简单,溶剂消耗低,不发生副各国异氰酸酯厂商都在积极开发非光气法TDI反应,但反应收率低,原材料消耗较大,造成TD生产工艺,但非光气生产TD工艺尚未实现工业生产成本较高;另一种是BASF开发的改进型工化。目前,非光气合成TDI的研究重要集中在硝艺,以间苯二甲酸二乙酯(DEIP)为光气化反应溶基化合物还原羰化、胺化合物氧化羰化和碳酸二剂,该工艺反应均匀,催化剂分离简捷副产物少,甲酯热解等3个方向。日本三井化学将甲苯二产品纯度高,但高沸点DEP溶剂在反应过程中胺、乙醇以及尿素或N-未取代氨基甲酸酯在易与光气发生副反应,消耗较大,而且生产的副 Lewis酸催化剂作用下进行反应,可制得TD中间产物随溶剂返回反应系统,容易造成反应系统体甲苯二氨基甲酸甲酯(TDC),进一步热解可得堵塞。到TD产品;BASF采用多相 Lewis酸性催化剂针对液相工艺存在的问题, Bayer公司开发了可提高氨基甲酸酯的分解速度和TDl选择性气相光气法制TDI工艺,并于2011年实现了气相 Bayer以甲醛和苯胺为原料,在酸性催化剂下可获光气TDI装置在上海漕泾正式投产,该工艺可减得二元胺和二苯基甲烷类多胺,用光气处理这些少80%的溶剂消耗,从而使后续蒸馏能耗节省胺类即可获得二异氰酸酯和多异氰酸酯的粗产40%~60%。该工艺的优点还在于增加了空时产品,可分离得到2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯率降低反应物料停留时间,减小主要装置部件的(MDD质量分数较高(5%~95%)的产品尺寸,从而节约20%的投资成本;提高了反应选(董丽供稿)