芳烃产业现状和未来展望

作者:张福琴 文章来源:本文作者系中国石油天然气股份有限公司规划总院副总工程师。 发布时间:2015-11-24
我国芳烃产业发展现状及市场贸易新趋势——在系统分析我国芳烃产业现状的基础上,总结了芳烃技术新进展及动向,剖析了我国芳烃市场及贸易新趋势,提出了原料保障、技术创新等产业可持续发展展望的主要建议。
我国芳烃产业现状分析 我国芳烃产业现状分析

 

我国芳烃产业现状分析

国家出台的有关政策

国务院《政府核准的投资项目目录(2013年本)》(国发〔2013〕47号) 调整了对新建PX项目的核准政策,将核准项目的权限下放到省级政府。

国家工业与信息化部下发了《对二甲苯项目建设准入条件》(征求意见稿)。

中国石油和化学工业联合会发布的《石油和化学工业“十二五”发展指南》在石油和化工重点行业发展方向中指出,对二甲苯(PX)力争自给率达到85%等。

PX能耗标准也在紧锣密鼓制定之中,由中国化工信息中心牵头起草的《对二甲苯单位产品能源消耗限额》已进入征求意见阶段。该标准由国家发改革委、工业和信息化部节能与综合利用司提出,并将成为发改委新建和改扩建节能评估、发改委万家企业节能低碳行动节能量、工信部淘汰落后产能以及未来碳交易、碳审计的依据。

我国芳烃产业产能和产量

芳烃PX-PTA产业链 我国PX-PTA-PET构成的中国芳烃产业链继续保持世界一流水平,在产能、产量又取得了新进展。

我国PX产能达到1 237万t/a,在全球4 193万t/a的PX产能中占到29.6%的份额,超过美国、韩国、日本等PX主要生产国,产能位于世界第一。

我国PTA产能已经突破4 000万t/a,成为世界PTA生产第一大国,民营PTA成为产业主力已成定局 。

芳烃产品 截至目前,我国PX企业有15家,2014年国内PX产能在1 237万t/a左右,需求1 800万t,进口量563万t,满足国内需求。

值得一提的是,上海石化2套产能83万t/a的PX装置,增加外购原料混二甲苯策略,全年生产PX达93万t/a,创产量新高。2013年12月,海南炼化公司60 万t/aPX工程产出99.8%高纯度PX,一次试车成功。标志着中石化芳烃成套技术大型工业化装置应用成功,打破了国外长期垄断局面,成为继美国环球油品公司(UOP)、法国石油研究院(IFP)之后,全球第3个具有完全自主知识产权的大型化芳烃技术专利商。

芳烃技术新进展及动向

目前,生产苯(B)、甲苯(T)及二甲苯(X) 即BTX芳烃的原料主要包括来自于5个方面:一是来自催化重整的芳烃;二是来自石脑油蒸汽裂解副产品的芳烃组分;三是来自煤焦油加氢与催化裂化轻循环油(LCO)中的芳烃等;四是来自甲醇制芳烃(MTA);五是来自纤维素等生物质,生产芳烃等拓宽原料来源的新工艺与新技术也在积极的研发过程中。主要生产芳烃新技术列举如下。

吸附分离技术

目前,大多数PX的生产采用吸附分离工艺。UOP公司的Parex工艺和IFP公司的Eluxyl工艺可生产出纯度大于99.9%的PX产品。混合型Eluxyl工艺将吸附技术和结晶技术结合,吸附工艺可降低一半的投资,总投资与单独采用吸附分离工艺相当,但可达到更高的对二甲苯回收率。

中国石化石科院开发的RAX- 2000A型PX吸附剂在中国石化齐鲁分公司首次进行了成功应用,此后还开发了新一代RAX- 3000型吸附剂,性能达到世界先进水平。中石化自主开发的3万t/a PX吸附分离示范装置建成投产,成为全球第三家拥有成套芳烃技术的公司。建设了60 万t/aPX联合装置。

海南炼化公司60万t/a对二甲苯工程产出99.80%的高纯度对二甲苯,能耗比国内同类装置低100 kg标油/t,负荷、收率、能耗、产品质量等各项指标达到或优于设计指标,一次投料试车成功。这标志着中国石化芳烃成套技术大型工业化装置应用成功,打破了国外公司在全球的长期垄断局面。中国石油化工集团公司成为全球第三个具有完全自主知识产权的大型化芳烃生产技术专利商。

甲苯与甲醇甲基化高效生产对二甲苯技术

将甲醇与甲苯进行甲基化反应生产对二甲苯具有较强的竞争力,其优势在于甲苯原料的高效利用,能获得高于85% 的对二甲苯选择性且不产生苯。中国石化第一套20万t/a工业试验装置已经建成,目前正在试车。甲苯与甲醇甲基化技术,不仅可以大幅增产二甲苯,而且可以降低芳烃联合装置中苯产品的产量。该项技术的发展将煤化工和石油化工有机结合起来,拓展了PX生产的原料范围。

二甲苯异构化技术

该技术为芳烃联合装置的二甲苯异构化单元,采用临氢异构的方法,以吸附单元中分离出PX后的抽余油为原料,将抽余油中低PX浓度的混合二甲苯异构为接近热力学平衡的高PX浓度的混合二甲苯,以达到增产PX的目的,可在二甲苯异构的同时,将原料中的乙苯转化为二甲苯,提高了PX的收率。

该技术可用于芳烃联合装置二甲苯异构化单元,对于乙苯转化型异构化装置,可完全满足联合装置异构化单元的要求;对于脱烷基型异构化装置,经适改造,满足芳烃联合装置异构化单元的要求。已在辽阳石化25万t/a芳烃联合装置的二甲苯异构化单元进行了工业试验,运行超过16个月。

甲醇制芳烃技术

我国是较早研究甲醇制芳烃的国家之一,相关技术处于世界领先水平。目前国内具有自主知识产权的相关技术主要有:中科院山西煤炭化学研究所与赛鼎工程有限公司合作的固定床甲醇制芳烃技术(MTA)、清华大学的循环流化床甲醇制芳烃技术(FMTA)和中石化技术,其中前2项技术已经应用于生产运行装置。此外,河南煤化集团研究院与北京化工大学合作开展甲醇制芳烃技术研发。

山西煤化所的固定床甲醇制芳烃技术(MTA)工业化进展 根据公开资料显示,2012年2月由赛鼎公司设计的内蒙庆华集团10万t/a甲醇制芳烃装置一次试产成功,这是赛鼎运用与中科院山西煤化所合作开发的“一种甲醇一步法制取烃类产品的工艺”专利技术设计的我国第一套甲醇制芳烃装置。产品以油品为主,催化剂稳定性和单程寿命等指标均较好。

清华大学流化床甲醇制芳烃工艺——流化床甲醇制芳烃的连续反应再生技术 清华大学率先在国际上开发成功甲醇制芳烃的催化剂和便于大型化工业生产的流化床甲醇制芳烃的连续反应再生技术。全球首套万吨级甲醇制芳烃工业试验装置在华电煤业陕西榆林煤化工基地建成,2013年1月投料试车成功,并于2013年3月18日通过国家能源局委托中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定,技术总体处于国际领先水平。2013年8月,煤制芳烃技术获得国家知识产权局授予的4项国家专利。

中国石化上海石油化工研究院MTA技术 中国石化上海石油化工研究院对MTA催化剂结构、制备技术、工艺条件等进行了研究。采用负载脱氢氧化物的分子筛(ZSM-5)催化剂,目前已完成催化剂的实验室小试研究,在反应温度400~450℃,单程转化的芳烃收率大于50%,BTX选择性可达80%以上。目前正与相关单位开展MTA技术的中试研究。

将纤维素转化成BTX芳烃技术

美国Massachusetts大学研究人员开发了一种将纤维素生物质转化为芳烃化合物的一步法生产工艺,为制取BTX提供了一条简单、经济及环境友好的技术路线。该技术基于催化快速热裂解工艺,在流化床反应器中迅速将木头辅料和其他生物质加热至600℃ ,生成氧化物,再采用专用沸石催化剂将这些化合物转化成化学级BTX。该技术具有产品不需要进一步加工、无需对主要废物流进行处理、生物油改制方法中不需要氢气以及木质纤维原料不需预处理等特点,相比以石油为原料生产BTX的传统工艺,成本更低。Anellotech创业公司将该技术实施了工业化,并称石油价格超过5O~60美元/bbl(1 bb1≈159 L)时,该技术在成本上具有竞争优势。

我国芳烃市场及贸易新趋势

我国PX产销现状情况

中国是亚洲最大的PX生产国和消费国,2014年国内PX产能在1 237万t/a,位居第一。国内石化企业因下游表现疲弱,PX开工率亦处于稳中下降状态,我国PX年消费量超过1 600万t,进口量突破900万t。

2014年9月,我国PX主要进口国(或地区)依次为:韩国、日本和中国台湾,分别占总进口量的42.5%、15.4%和11.7%。主要进口海关为大连海关、宁波海关和南京海关,分别占总进口量的32.5%、27.1%和19.5%。

我国PX未来供需预测

2014~2015年,国内仅有中金石化的一套200万t的PX装置计划上马,届时国内PX产能仅约1 421万t,产能仍不能满足国内生产需求,PX仍需大量进口。

特别说明的是,由于种种原因,我国部分PX项目建设受阻,例如,茂名芳烃项目包括新建60万t/a芳烃装置的暂时搁置,据统计在8年中有7个PX项目搁浅。使得我国PX产能增长缓慢。

预计2015年我国对二甲苯表观消费量将达到2 200万t,产量达到1 327万t,市场缺口873万t;

到2020年我国PX表观消费量将达到2 970万t,产量达到2 270万t,市场缺口约为700万t。

亚洲2015年新增产能巨大, PX市场前景堪忧 预计2015年,在大量新增产能投产和原油价格持续低迷双重夹击中,亚洲对二甲苯(PX)市场堪忧,中国(包括台湾地区)、韩国、印度等地将有约1 300万t的PTA新增产能。

东北亚贸易商更是反映:“2015年混合二甲苯为原料的PX生产商仍将继续面临挑战。亚洲地区PX供应近期仍将过剩,盈利能力不可能出现显著改善。”

2018年世界PX产业及市场 2018 年世界PX产能将达到6 000万t/a,新增产能主要面向中国市场;新增产能巨大,开工率走低。预计PX装置平均负荷率将从2012年84%下降到2018 年70%,原因包括中国、韩国、中东及东南亚等地PX产能释放;中国PTA 开工不足;利润减少等。

预计近350万t/a的旧产能将退出市场,如日本一些老的出口型PX装置最有可能被市场淘汰,亚洲PX价格也将随之持续回落。

2018~2020年期间亚洲PX生产商的盈利黄金期或将基本结束 未来对二甲苯(PX)行业将面临开工率和利润率下降明显的趋势,也许新一轮重组的景象将产生,特别是亚洲地区一些PX设备陈旧和竞争力较弱的生产装置将不得不跟最近几年的聚酯行业少数厂家一样关闭。当然,一些新上项目的PX厂家也应该谨慎投资,值得注意的是,PX产能扩张集中的地区更要防范市场风险了。

据IHS化学公司称,亚洲地区PX价格出现波动主要是受到供应过剩以及市场需求疲软的影响,而不是受到上游原油和石脑油市场波动的影响,证明下游企业需求数量直接影响着PX的开工率。

芳烃产业可持续发展展望

拓展原料供应

突破原料供应瓶颈,打破垄断局面。中东地储量丰富且成本低廉的乙烷和丙烷气体,近年来该地区的烯烃装置基本采用乙烷及丙烷气体为原料,使得该地区石脑油商品供廊量多用于出口,另外非洲和中南美地区也是世界石脑油出口的主要地区,国内芳烃企业可考虑从以上地区进口。此外,可积极拓展其他如凝析油、甲醇等原料的使用。

技术创新与应用

芳烃联合装置中的连续重整及吸附分离是业内公认的技术关键和难点,中国石化集团公司的连续重整技术已在国内多套装置工程化,吸附分离技术开始应用。此外,国内芳烃联合装置技术需进一步提高工艺技术水平,包括大型装置、大型设备的设计和施工水平等,以增强市场竞争力,进而推动下游相关行业的脱瓶颈。

建立一体化基地或产业园区

合理规划PX-PTA.聚酯产业布局,建立炼化一体化基地或产业园区,有效降低生产运营成本,增加企业的效益,提高产品的市场竞争能力。

推进产业平衡发展

探索发展合资、民营等多种投资形式,提高市场运行效率,有效解决PX供给不足的问题。

建立全球产业链

我国已成为PX供需大国,而聚酯及下游产品却大量出口到国外,应针对下游产品最终用户市场,结合能源和其他资源情况以及当地政策、经济政治、环境等,科学分析,以全球视野建立相关产业基地,在降低资源供给风险、运营成本的同时,增加企业的效益和竞争力。

倡导公众正确认识PX项目

近年来,大连、昆明、彭州、厦门、宁波镇海PX项目接连出现遭遇周边民众抵制的事件,这也直接造成了近年来PX国内产能不足,严重依靠进口的局面。

PX装置可为地方政府和企业带来巨大税收或经济效益,而且可带来较多的就业机会,具有较好的经济和社会意义。如果环保配套设施和生产、监管执行良好的话,应该可以形成多赢的局面。

PX装置的废气基本上为有组织排放,即收集后进入火炬系统处理,并设有可燃气体、有毒气体检测报警装置;废水排放相对其他大型化工装置来说也不是十分巨大,而且均配有相应污水处理设施;固体废弃物也是或回收或集中处理等。要加强日常生产管理,防止跑冒滴漏等现象出现。

PX项目在各发达国家(美国、日本、韩国等)和发展中大国几乎都有,今天的技术己完全可以让其同城市居民在一定距离上比邻。例如,美国休斯敦PX设施距城区仅1.2 km,新加坡裕廊岛埃克森美孚炼厂PX设施相距居民区不过1.2 km。

对PX项目的“敏感”事件,政府一是要疏导民意,科学决策;二是进一步规范项目决策过程,增加项目规划决策过程的透明度和民众参与程度;三是做好做足项目的环境影响评估和社会稳定风险评估;四是坚持项目建设真正做到“三同时”;五是国内对环保的监督监管。

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