世界乙烯工业发展新动向

第31卷第1期石油化工技术与经济2015年2月Technology & Economics in Petrochemicals.1.产业发展战略及政策研究世界乙烯工业发展新动向瞿国华(上海石油学会,200020)摘要:当前世界传统的以石脑油为裂解原料的乙烯工业正遭遇页岩气化工和近代煤化工的严重冲击,页岩气革命为美国和加拿大等国家带来了大量价格低廉的页岩气乙烷和凝析液作为乙烯裂解原料,从而提高了产业竞争力和得到良好的经济效益。建议中国可以借鉴欧洲一些国家的做法,在价格合理的前提下，考虑引进北美乙烷或凝析液作为乙烯裂解原料,进- - 步提升我国乙烯工业竞争力。关键词:乙烯工业 竞争力页岩气乙烷 乙烯原料 高度轻质化 乙烷/凝析液 海运文章编号: 1674- 1099 (2015)01 -0001 -05中图分类号:TE624文献标识码: A以石脑油为裂解原料的传统乙烯工业正遭遇到乙烷作为乙烯裂解原料。预计2016- -2018 年美页岩气化工和近代煤化工的严重冲击。页岩气革命国有 8套世界级规模的乙烷裂解装置投人运行,已经对全球石油化工经济产生重大影响,尤其是美每套装置每天需用8.5万~9万桶乙烷,所增加国和加拿大等国家,这种影响将在更多国家和地区的乙烷大部分来自于马塞勒斯( Marcellcus)和尤成功开发页岩油气资源后进-步加强。它为北美化蒂卡(俄亥俄州东北部的尤蒂卡/PointPleasant)工业提供了大量廉价的乙烷和凝析液，带来了巨大页岩区。美国开发的页岩气中平均含轻烃量的化工原料成本优势,导致北美化工行业的活力增12% (体积分数) ,最多达到16% (体积分级),将强，竞争优势地位更加稳固中。其分离出来可作为乙烯工业的良好原料,用于乙目前,中国已成为世界上仅次于美国的第二大烯裂解过程制取乙烯等烯烃和轻芳烃[2]。在美乙烯生产国。预计到2015年,中国乙烯总有效生产国有不少地区如伍德福德地区( Woodford)页岩气能力将达到27 Mt/a,2013- 2018 年中国新增乙烯产生产含有大量凝析液的湿天然气(简称湿气) ,湿能10.38 Mt ,其中60%计划用煤化工路线生产,传统气中含有较多的乙烷、丙烷、丁烷和轻烃(中国目石脑油路线仅占到30% ,说明了中国乙烯工业发展:前发现的页岩气,由于页岩地层热成熟度较高,包同样受到严重的冲击。虽然,由于当前原油价格大括重庆涪陵页岩气等均属于干气)。表1是由美幅度下降,现代煤化工的竞争力也同步下降,加上其国石油工程师协会( SPE)提供的典型的干气、湿他一些因素，我国煤化工发展前景如何还是-一个未气和反凝析气组成[3]。知数,但以石脑油为原料的传统乙烯工业今后将面表1典型的干气、 湿气和反凝析气组成临着巨大的挑战是不争的事实。从世界角度看，当% (物质的量分数)前乙烯工业发展的重要途径之- -就是考虑使用页岩成分干气湿气反凝析气气乙烷或凝析液作为乙烯裂解原料来提高乙烯工业96.30.88.7072. 70的竞争力。中国煤化工6.00.10.00YHCNMHG1世界乙烯工业发展趋势收稿日期:2015 -01 -29。1.1 页岩气化工为乙烯工业提供了有竞争力的作者简介:瞿国华,男,1937年出生,1960年毕业于北京石油原料学院石油炼制系，教授级高级工程师,现任上海石油学会顾页岩气革命为美国乙烯工业提供了大量廉价司。石油化工技术与经济第31卷第1期●2.Technology & Economics in Petrochemicals2015年2月续表1烯装置进行改造后能加工更多的乙烷原料,但美.成分干气湿气反凝析气国自产的乙烷还是有大量的剩余,2013年剩余产0.403. 006. 00能达6万桶/d。i-C,0.070. 501.00美国乙烷等轻烃出口的现状已经引起了广泛n-C0.10.0. 801.50注意，成为国际石化业的一个很重要的动向。i-Cs0.020. 300.802014年6月在休斯敦召开的Benposium大会.上n-CzBentek能源公司表示:美国包括乙烷、丙烷和丁烷C0. 202.00在内的天然气液体出口量将从目前的48万桶/d0.00.5.00总计99. 93100. 00增加至2019年的150万桶/d左右。实际上目前美国乙烷已经严重过剩,未来3年内美国乙烷过IHS能源咨询公司《2014年世界乙烯分析》剩量预计将会从目前的15 Mt/a 扩大到65 Mt/a,报告指出,随着美国页岩气开发大潮的到来,乙烷唯一的途径就是出口。作为伴生气产量大增,价格降低,导致北美地区出与此同时,欧洲为了提高石化工业的竞争力,现乙烷资源过剩,方面推动了 乙烯生产商投资- -个方向就是 寻找能提供有竞争力原料。由于美改造和新建国内乙烷裂解装置;另一方面 ,美国分国国内乙烷 等需求疲软,北美以外的生产商已开馏能力和输送至墨西哥湾沿岸的凝析液管线输送始拓展乙烷海外市 场，如美国马塞勒斯的乙烷生能力的大幅提升,将令美国生产和出口更多的乙产商已将乙烷销售到一些欧洲国家如瑞士的英力烷成为可能。士公司( Ineos)、意大利Versalish 公司和奥地利表2是美国历年来采用各种裂解原料的乙烯Borealis公司等,都已经引进或考虑将美国乙烷作产量。由表2可知:由于页岩气提供了大量的乙为乙烯裂解原料。烷原料,从2005年起美国乙烷制乙烯产量增加，实际上，近年来美国丙烷--.直都在出口,出同时石脑油制乙烯产量急剧下降。预计2015年，口丙烷前期投入 相对较小。但如果出口乙烷则美国从乙烷中得到的乙烯体积分数占总量的前期投人很大，需要新建深冷系统及设备等基73%,加上丙烷和丁烷后则高达92.5%。础设施,投资费用需7.1亿美元，是丙烷的两表2美国各种裂解原料的乙烯产量Mt倍,同时需新造专用冷冻运输船(单船造价高达1.2亿美元)。此外由于美国丙烷过去几年出口年份乙烷丙烷丁烷石脑油瓦斯油合计量大幅增长了3倍,其价格已和全球接轨,乙烷废气19900.58.22.41.04.20.717.1与丙烷价格比从2012年初的75%下降至目前19950.710.23.31.14.81.421.3的30%左右。相比之下目前乙烷出口套利空间20000.8 11.52.9 0. 87.5 1.6 25. 1预计是丙烷的5倍以上,有望成为美国未来轻烃20051.0 11. 13.90.8 5.9 3.0 24. 0出口的主力军。美国乙烷出口的第-.步将是欧20061.112.44.41.04.71.425.0洲,和其他路线相比,欧洲乙烯装置用美国乙烷作20071.213.24.41.04.61.125.4原料的生产成本可以下降363美元/t,因此进口20081.212.64.00.9.1 0.7 22. 6乙烷作为乙烯裂解原料的经济效益很好。201320091.0 14.41.60.8 22. 6年英力士公司已经从美国进口了1 Mt乙烷,2014.2010 1.0 15.4 3.9 0.8 2. 10.7 24. 0年欧洲已有4套乙烯装置改造成乙烷进料,预计20150.917. 6.4.00.70.80.224.1总计可以消耗乙烷4 Mt/a。 如果欧洲另外21个1.2 美国的页岩气发展现状YH中国煤化工进料,则乙烷需求可以据美国能源安全分析公司最新研究报告显CNMHG国第--份乙烷出口合同.示，受页岩气产量快速增加的影响,美国新建天然-英力士公司进口美国的页岩气,用于其位于气凝析液分馏产能得到大幅增加,2013年美国凝英国格兰茅斯( Grangemouth)的石化厂和位于挪析液分馏能力增加至260万桶/d,比2012年增加威拉夫内斯( Rafnes)的乙烷原料裂解装置。运输57.5万桶/d。该报告称，尽管对现有美国本土乙方案是从丹麦气体运输商Evergas 租赁了6艘运.第1期(2015)瞿国华.世界乙烯工业发展新动向●3.输能力为2.75x10* m3的液化天然气船,这将有的烯烃产量很少，尤其如丙烯和丁二烯等,后者主利于英力士公司长期以具有竞争力的价格从美国要是橡胶工业的主要原料,目前已出现市场供应.采购乙烷。据此, Evergas公司将原与上海太平洋紧张,价格上涨的局面。海洋工程公司合同订造的3艘新船增至6艘。这表3不同乙烯 原料得到的产品量"ki也说明了我国已经能够制造全球最大型、最先进产品乙烷丙烷2)正丁烷》石脑油*)常压瓦斯油的多用途气体运输船,可同时运输液化天然气、液苛刻度高中到高化石油气、乙烯、乙烷和凝析液等石油化工气体。富氢317 ~211411~1412 ~26这批船只即将在上海太平洋海洋工程公司开始建40 263 ~ 297250199~222 183 ~ 196造,未来将为英力士公司的乙烷运输提供更具灵乙烯54454活性的解决方案。丙烯)I1166~293186181 ~260 243 ~ 283丁二烯I118 ~3256 ~7776 ~822我国乙烷裂解制乙烯工业的可行性分析丁烯/丁烷13 ~227559~12876~88根据目前我国页岩气开发进展情况,中国石裂解汽油1047 ~7180183 ~494 294 ~ 34217~ 26.51~8496~ 109化业近期内使用国产乙烷做裂解原料是有难度甲苯5 ~620~7251 ~54的,考虑到欧洲- - 些乙烯生产商已经进口美国页Cg芳烃26 ~4320 ~43岩气乙烷作为裂解原料的事实,值得中国等目前25~3986 ~ 295127 ~ 136还是以石脑油为主原料的国家,考虑在部分有条燃料油4-1029-51289 ~377件的乙烯厂用进口乙烷来代替部分石脑油作乙烯总计74 1029~1270 1 197 1356~2193 1922~2190裂解原料。我国许多建设在沿海和沿江的大乙烯乙烯收率/80.5 39.0~426 40. 427 ~ 3724 ~28装置,如中国石油化工股份有限公司旗下的上海%质量分数石油化工股份有限公司、扬子石油化工有限公司、注:1)装置自产乙烷和丙烷回炼;镇海炼化分公司和茂名分公司等都已经掌握深冷2)丙烷回炼;3)异丁烷一般不作为乙烯裂解原料,异丁烷浓度高的原乙烯罐储存技术(-104C)和乙烯贸易运输经料主要生产丙烯、丁烯、苯和甲烷氢;验,有关液化天然气储存和海洋运输( -160 C)4)石脑油根据其馏程范围可以有不同种类，情况复杂,重贸易也已经发展到相当水平。如果能借鉴欧洲一石脑油的裂解苛刻度影响到产品平衡,工业上趋向于使些国家的做法,在价格合理的前提下,引进北美乙用轻石脑油,如油田凝析油;烷或凝析液为裂解原料,则能进一步提升中国乙5)聚合级丙烯。烯工业竞争力。由于乙烷裂解装置的副产物很少,因此此类2.1以乙烷为原料的乙烯裂解特点新建装置的构成简单、下游配套装置少、占地面积用乙烷或凝析液作为乙烯裂解原料,实质就小，无论是装置投资还是全厂总投资都比较低。是乙烯工业原料的高度轻质化。在中东和北美等对于老装置改造,一般可用它替代部分石脑油原地区许多乙烯裂解装置很早就使用乙烷等轻烃原料(30% ~50%), 主要是要建设若干台乙烷裂解料,自裂解单元以后下游的总流程和常规的石脑炉代替石脑油裂解炉,后部的深冷分离系统尽可油为原料的装置基本是相似的。能保持,不作大的变动。以乙烷或凝析液为原料的裂解装置具有“三2.2乙烷裂解制乙烯的可行性分析低、-高"的特点，具体指的是在相同处理能力时进口页岩气乙烷或凝析液作为乙烯裂解原.表现为“产品成本低、装置投资低、产品复杂度料.涉及到生产、储运(海运)和外贸等多个部门，低”以及“乙烯收率高”的特点,这一类装置具有中国煤化工杂的系统工程,首先需很高的竞争力4]。HC N M H G希的技术经济可行性。表3是一套生产能力为454 kt/a的乙烯装置据有关单位初步询价结果,如果走非洲好望.不同原料得到的产品量。由表3可知:乙烷裂解角航线,从美国东部墨西哥湾到上海,2014年乙产品中丙烯、丁二烯和芳烃很少，主要产品是乙烷运费为100~135美元/t。如果今后开辟巴拿烯,这对下游乙烯衍生物是有利的;同时一些较重马航线,从美国墨西哥湾到华东地区乙烷的运费石油化工技术与经济第31卷第1期Technology & Economics in Petrochemicals2015年2月为85 ~ 125美元/t。因此加上运费我国沿海石化宽为48.77 m、长为365. 76 m的船只，装载百万厂乙烯生产的现金成本组成中,乙烷原料价格将由桶原油的油轮将可以轻松通过巴拿马运河,使得395. 7美元/t.上升到530.7美元/t,原料成本.上升来自非洲西部的石油和其他矿产资源可以直接运为665. 5美元/t,原料净成本为368. 8美元/t,乙烯往中国。生产现金成本为689. 6美元/t,比石脑油裂解的成3.2乙烷海运运力和运费情景分析本(1 086美元/t)还是低很多。表4是使用不同的今后乙烷海上运输可能更多地使用超大型液裂解原料乙烯生产的现金成本比较。用进口乙烷化石油气运输船(VLGC船),容积为7.8x10* ~的乙烯现金成本为689. 6美元/t,仅相当于石脑油8.5x10+ m3 ,其特点是运费低廉,是小型船只(12裂解成本的63. 5% , 成本可低396.4美元/t,说明~22 kt)的一半左右。如果能使用进口页岩气乙烷有较好的经济效益。丹麦气体运输商Evergas公司是全球目前唯对于在已有老装置上替代30%石脑油的话,- -套-的乙烷运输商,2013年Evergas 公司宣布与英百万吨大乙烯仅仅原料成本每年就可节省1.2亿力士公司( Ineos)签订为期15年的租约,从2015美元。年开始从美国“MarinerEast”项目运输乙烷原料表4不同裂解原料乙烯生产的现金成本比较至欧洲,成为全球第--份美国乙烷出口合同。(2012年上半年)美元/t .以3艘84K立型船(84000CBMVLEs)经巴拿马航线,从北美到华东为例,乙烷运力约裂解原料公用 固定 总现金生产地点价格为800 kt/a。原料净成本工程成本 成本值得指出的是由我国自行研发、设计、建造的乙烷108. 671344:152西部地区两艘8.3x10* VLGC船2014年底在上海签字交美国墨西乙烷" 359.5 3836465付,标志着我国船舶工业全面跻身世界高端液化哥湾岸.气体运输船设计、建造的先进行列,为今后我国开巴西乙烷575. 75593860 757石脑油978.2 602929589发乙烷海运业务创造了很好的条件。印度乙烷392.0 269113717石脑油931.0 90025591 0854结语中国乙烷2) 395.7 20087521以上分析说明无论从全球还是从我国具体情中国进口乙烷) 530.7 368.6 287 34 689. 6况出发,提高石化工业竞争能力的核心问题之一是石脑油959.7 87161541 086注:1)以美国墨西哥湾岸乙烯生产(乙烷作原料)总现金成进-一步降低乙烯原料成本，因而采用目前资源条件较好的页岩气乙烷或凝析液作为裂解原料是一个本的相对比例为100% ;2)如果从美国进口乙烷应另外计入海上运输+贴水费具有重大战略意义的措施。综合各方面因素,我国用已基本具备实施条件,相类似的乙烯和液化天然气3)使用美国进口乙烷,运费135美元/(美国东部墨西哥我国都有进口,但缺乏进口乙烷的经验和相关设湾-中国华东,好望角航线)。施。实施这一工程需要较大的投人,应仔细地进行各方面的前期准备工作,相信我国石化业是可以在3页岩气乙烷或凝析液的海运物流分析一个不长的时间内实现这- -目的。3.1航线分析从美国墨西哥湾到华东地区的海轮航线--般参考文献有两条航线,一条是走非洲好望角航线,风险相对1]张经明梁晓罪.页岩气革命对美国和世界的影响[J].石比较小，但航程增加了70% ,导致运费相对较高;中国煤化工(1):8-14.另一.条走巴拿马运河,是比较有希望的一条航线，MHCNMHG球石化产业中心重新向美国偏移[J.中外能源,2011,16(12):1-9.据悉巴拿马运河拓宽工程将在2015年6月实行[3]伊原贤.页岩气革命带来了什么[J].触媒(日) ,2013 ,55商业开放。根据扩建计划,巴拿马在运河的两端(3):124- 129.各修建- - -个三级提升的船闸和配套设施。新建的[4]瞿国华.乙烯工业原料优化[M].北京:中国石化出版社，第三套船闸长427 m、宽55 m、深18.3 m,可容纳2005.第1期(2015)瞿国华.世界乙烯工业发展新动向●5.New Development Trend for Global Ethylene IndustryQu Guohua( Shanghai Petroleum Society, 200020 )ABSTRACTThe traditional ethylene industry with naphtha as cracking material is currently seriously shocked by shalegas chemical industry and coal chemical industry. Shale gas revolution has brought a great deal of low - costshale gas ethane and condensed liquid as cracking material of ethylene to the US and Canada, which improvedcompetitiveness of the industry, and gained high economic benefits. It is suggested that China should learnfrom some European countries to import ethane/ condensed liquid from North America as cracking material at areasonable price in order to further improve the competitiveness of Chinese ethylene industry. .Keywords :ethylene industry, competitiveness, shale gas ethane，ethylene material, highly lightened,ethane/ condensed liquid, ocean shippingDow化学加强改革扩 大资产剥离美国Dow化学公司正在加强改革,扩大资产衍生品装置,预计2016年投产。Dow自称开展剥离,拟于2016年中期将资产剥离目标提高至Sadara以及美国墨西哥湾项目的时机把握很好，70亿~85亿美元,与此同时,Dow表示还将继续在需求低迷之时动工建设,到项目投产之时,需求在全球投建具备成本优势的大型项目。恰逢增长。时间算得准的话,收人将会非常可观。Dow的剥离计划包括削减其合资资产,打算Dow还声称其欧洲装置不会从美国进口基于减持与科威特石化工业公司( PIC)共同成立的多页岩气的乙烷产品,认为进口乙烷没有意义,而使家合资公司中的股份,包括乙二醇生产商用液化气(LPG)利润会更高。与LPG相比,在欧MEGlobal、聚乙烯和乙二醇生产商Equate、科威特洲使用进口乙烷的套利极其微薄,从美国出口至烯烃公司和科威特苯乙烯公司,但减持后,Dow仍欧洲的LPG,有一大部分流向了Dow在欧洲运营将长期持有这些公司的股份,减持过程预计于的裂解装置。Dow已加大对西班牙Tarragona石2015年中期前完成。Dow还计划剥离其液氯及化总厂的资金投入,以加强LPG裂解能力。此衍生品(氯碱、氯乙烯基、氯化有机物和环氧树外，该公司在荷兰Terneuzen的装置已具备裂解.脂)业务,并出售AngusChemical公司硼氢化钠装LPG的能力。总之,Dow正在扩大欧洲LPG产置和旗下AgroFresh公司的装置。能,到2015年,将会有更多的扩能项目。Dow正在美国德克萨斯州Freeport兴建--套.目前，包括Ineos、Borealis和沙特基础工业1500kt/a裂解装置以及多套下游衍生品装置,(SABIC)等公司正从美国进口乙烷至旗下欧洲裂该新建装置拟于2017年第一季度上线。此外,该解装置,但Dow强调:“根据我们的计算，欧洲裂公司位于该基地的750kt/a丙烷脱氢制丙烯装置解装置应选用LPG而不是乙烷作为原料,也不必也建设了一-大半，将于2015年中期投产。另外，建设大型的乙烷运输设施。Dow和沙特阿美合资的Sadara石化厂正在沙特阿拉伯朱拜勒建一套1 500 kt/a裂解装置及多套(中国石化有机原料科技情报中心站供稿)中国煤化工.MHCNMH G欢迎来稿欢迎订阅