乙醇法和乙烯法環(huán)氧乙烷投資機會分析

于春梅

(中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計院，132002)

環(huán)氧乙烷(EO)也稱氧化乙烯，是乙烯衍生物中僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的重要有機化工產(chǎn)品。EO極易與許多含有活潑氫的化合物進行開環(huán)加成反應(yīng)，由此得到的乙氧基化物幾乎都是工業(yè)上重要的化工中間體和精細化工產(chǎn)品，并且成為重要的精細化工材料。

受乙烯原料的限制，以往國內(nèi)EO生產(chǎn)主要集中在中國石油天然氣集團公司(以下簡稱中國石油)和中國石油化工集團公司(以下簡稱中國石化)這兩大集團。2005年三江化工有限公司建成了60 kt/a不聯(lián)產(chǎn)乙二醇(EG)的EO裝置，這是國內(nèi)首套以進口乙烯為原料的乙烯法EO裝置。裝置的成功建設(shè)產(chǎn)生了示范效應(yīng)，一些企業(yè)也考慮建設(shè)以進口乙烯為原料的EO裝置。與此同時，吉林、湖北、山東、河南等地一些企業(yè)也利用當?shù)氐囊掖假Y源，積極籌建以乙醇為原料生產(chǎn)EO的乙醇法裝置。

中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計院完成了9套EO裝置的設(shè)計，對乙烯法和乙醇法EO項目的可行性進行了深入研究。以下就這兩種工藝項目的競爭力及投資機會進行分析。

1 工藝技術(shù)

乙醇法以乙醇(純度為95%)為原料，乙醇脫水生成乙烯，粗乙烯經(jīng)低溫精餾除去輕、重雜質(zhì)組分，得到中間產(chǎn)品乙烯，乙烯在銀催化劑的作用下生成EO。乙醇法與乙烯法相比只是多了乙醇脫水生產(chǎn)乙烯的單元，其他反應(yīng)單元相同。

世界EO的生產(chǎn)技術(shù)主要由英荷殼牌(Shell)、美國科學(xué)設(shè)計(SD)和陶氏化學(xué)(Dow Chemical)等3家公司壟斷，采用這3家公司技術(shù)的EO生產(chǎn)能力占全球EO生產(chǎn)能力的90%以上。這3家專利商的技術(shù)主要工藝路線基本相同，僅部分工序和部分設(shè)備有所不同。

美國SD公司在乙醇法EO工藝上具有優(yōu)勢。國內(nèi)運行的EO裝置所采用的技術(shù)以美國SD公司的技術(shù)為主，占68.2%，Shell技術(shù)占15.0%，Dow技術(shù)占9.7%。其中，單純生產(chǎn)EO的裝置全部采用SD公司技術(shù)，而Shell、Dow技術(shù)主要應(yīng)用在大型EO/EG裝置上。

由于SD公司的乙醇法具有工藝流程短、設(shè)備少、建設(shè)投資低等優(yōu)點，對于單獨生產(chǎn)EO的裝置，規(guī)模不大時采用該公司的技術(shù)比較合適，可以節(jié)省投資;對于規(guī)模較大的EO/EG裝置，可以考慮采用Shell技術(shù)，以提高生產(chǎn)的靈活性。

2 生產(chǎn)成本

以某項目60 kt/a EO裝置為例，采用2007—2011年5年市場平均價格(不含稅)為基礎(chǔ)，對乙醇法和乙烯法EO裝置生產(chǎn)成本進行測算，結(jié)果見表1和表2。

從表1和表2中可以看出:采用2007—2011年5年市場平均價格體系計算EO生產(chǎn)成本，乙醇法生產(chǎn)成本比乙烯法高378元/t，其中主要原料生產(chǎn)成本高421.5元/t，燃料和動力成本高704.5元/t。此外，乙醇法建設(shè)投資比乙烯法高4 000多萬元，與其相關(guān)的制造成本比乙烯法高71元/t。因此，乙烯法比乙醇法更具成本優(yōu)勢。

表1 乙醇法生產(chǎn)成本估算

表2 乙烯法生產(chǎn)成本估算

3 國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)

3.1 乙醇法生產(chǎn)企業(yè)

2004年11月，豐原宿州生物化工有限公司建成了國內(nèi)首套以玉米為原料的20 kt/a EO的生產(chǎn)線，乙醇脫水裝置采用的是巴西Petrobras技術(shù)，是國內(nèi)目前唯一的1套絕熱床乙醇脫水裝置。

2010年，山東滕州辰龍化工有限公司60 kt/a乙醇法EO裝置投產(chǎn)。2011年國內(nèi)乙醇法EO生產(chǎn)能力為80 kt/a，目前在建及擬建裝置生產(chǎn)能力為420 kt/a，合計為500 kt/a。國內(nèi)乙醇法EO生產(chǎn)企業(yè)見表3，這些企業(yè)均采用SD技術(shù)。

表3 國內(nèi)乙醇法EO主要生產(chǎn)企業(yè) kt/a

3.2 乙烯法生產(chǎn)企業(yè)

中國石化、中國石油等大型石化公司的乙烯裝置下游都配套有EO/EG聯(lián)產(chǎn)裝置，僅吉林石化公司配套只生產(chǎn)EO的裝置。

2006年，浙江嘉興三江化工有限公司60 kt/a EO裝置投產(chǎn)，這是國內(nèi)首套以進口乙烯為原料的EO生產(chǎn)裝置，目前產(chǎn)能180 kt/a。裝置的投產(chǎn)使該公司成為國內(nèi)最大的EO生產(chǎn)商。

2011年，國內(nèi)乙烯法EO生產(chǎn)能力已達到1 357 kt/a，預(yù)計2015年在建及擬建裝置生產(chǎn)能力為3 363 kt/a，其中非公經(jīng)濟體的生產(chǎn)能力為1 673 kt/a。國內(nèi)乙烯法EO生產(chǎn)企業(yè)見表4。

表4 國內(nèi)乙烯法EO主要生產(chǎn)企業(yè) kt/a

受持續(xù)走高的原油價格的影響，乙烯的生產(chǎn)成本大幅增加，而2010年之前乙醇的價格比較平穩(wěn)，乙醇制乙烯生產(chǎn)路線得以復(fù)活。

從EO的生產(chǎn)布局看，沿海地區(qū)民營企業(yè)因缺乏乙烯原料，通常采用進口乙烯生產(chǎn)EO;依托化工園區(qū)建設(shè)的EO裝置一般通過園區(qū)內(nèi)的乙烯裝置管道輸入原料;而吉林、湖北、山東、河南等玉米產(chǎn)地的民營企業(yè)則考慮以乙醇為原料生產(chǎn)EO。

4 投資機會

4.1 歷史投資機會

經(jīng)測算，當乙烯價格與乙醇價格比為2時，兩種方法成本相當。2000—2011年EO、乙烯及乙醇價格(年平均價)比較見表5。

表5 2000—2011年EO、乙烯及乙醇價格比較

2000—2003年國際原油價格和乙醇價格均處在低位，乙烯與乙醇價格比在1.5左右，乙烯法EO的生產(chǎn)成本比乙醇法EO更具優(yōu)勢。2000—2003年EO的市場平均價格在7 000～9 600元/t，兩種方法的EO裝置均處于盈利期。

2004—2008年，原油價格漲幅較大，乙烯價格也隨之大幅攀升，而同期乙醇價格相對平穩(wěn)，乙烯價格是乙醇價格的2倍以上，乙醇法的競爭優(yōu)勢顯現(xiàn)，此時乙醇法EO裝置處于最佳盈利時期。這5年是EO價格的高峰期，也是EO裝置高盈利期。

受2008年爆發(fā)的全球金融危機影響，自2009年開始，乙烯價格大幅下挫，而同期玉米價格和乙烯價格的跌幅相對較小，乙烯與乙醇價格比降至1.56;2010—2011年，由于玉米價格上漲，拉動乙醇價格上揚，乙醇價格漲幅超過了乙烯，乙烯與乙醇價格比為1.5左右。總體來說，2009—2011年乙醇法EO和乙烯法EO相比已不具備優(yōu)勢。

2011年乙醇市場平均價格為6 807元/t，達到歷史高位，同時由于歐洲債務(wù)危機的影響，EO的價格也呈現(xiàn)下行態(tài)勢，乙醇法EO生產(chǎn)成本接近EO的市場價格，因此乙醇法EO裝置出現(xiàn)虧損，而外購乙烯的EO裝置利潤已接近邊際利潤。

2012年初乙醇價格雖然有所回落，但仍處在6 400元/t左右的高位。

圖1為2005—2012年國內(nèi)乙醇和乙烯價格走勢。

圖1 2005—2012年國內(nèi)乙醇、乙烯價格走勢

4.2 未來投資機會

4.2.1 乙醇法EO

2010年國內(nèi)乙醇產(chǎn)能達到11.45 Mt/a，市場需求量保持在5 Mt的水平，國內(nèi)乙醇供大于求。近6年來，國內(nèi)乙醇行業(yè)產(chǎn)能的迅速膨脹致使產(chǎn)能嚴重過剩，整體開工率在50%以下，部分裝置被淘汰，預(yù)計今后乙醇生產(chǎn)能力將維持在11 Mt/a。

我國乙醇生產(chǎn)的原料有玉米、木薯和糖蜜。目前，國內(nèi)乙醇生產(chǎn)依舊以玉米乙醇為主，占全國總產(chǎn)量的70%以上。東北、華北、華中等地區(qū)均以玉米乙醇為主;華東地區(qū)以木薯乙醇為主，少量玉米乙醇;華南地區(qū)則生產(chǎn)糖蜜乙醇和木薯乙醇。我國木薯乙醇供應(yīng)不足，主要通過從泰國、越南等國進口來滿足需求。由于木薯干漲價，木薯乙醇與玉米乙醇相比不具備優(yōu)勢。

按地區(qū)分析，東北、華北、華中等地區(qū)為玉米產(chǎn)地，具備乙醇法EO生產(chǎn)條件。

乙醇的價格走勢與玉米的價格走勢一致。近年來，國內(nèi)玉米價格一直保持在較高水平。由于玉米種植成本逐年提高，勞動力價格和租地費用快速增長，在種植成本中所占比重越來越大，已經(jīng)成為推升玉米成本的主要因素。成本及未來供需態(tài)勢的變化將左右乙醇價格，預(yù)計今后幾年乙醇價格仍將保持穩(wěn)中趨升的態(tài)勢，維持在6 000～6 500元/t，因而EO的生產(chǎn)成本仍將居高不下，乙醇法很難與乙烯法競爭。

纖維素乙醇是國內(nèi)產(chǎn)業(yè)政策扶持的重點，但在原料、技術(shù)等方面還有諸多瓶頸有待突破，所以短期內(nèi)難以有大的發(fā)展。

值得一提的是乙醇生產(chǎn)技術(shù)的變化。2011年1月，塞拉尼斯公司申請了利用鉑/錫催化劑從乙酸直接而有選擇性地生產(chǎn)乙醇的技術(shù)專利，還計劃采用合成氣制乙醇工藝建設(shè)200 kt/a生產(chǎn)裝置。乙醇新技術(shù)的開發(fā)將帶來一場乙醇生產(chǎn)革命，使之在經(jīng)濟規(guī)模和成本上更具競爭力。因此，乙醇項目有可能成為下一個投資熱點，而生物法乙醇技術(shù)是一項極具競爭力的技術(shù)，將為行業(yè)發(fā)展注入新鮮血液。如果乙醇新工藝能夠在較大程度上降低成本，原料優(yōu)勢將給乙醇法EO帶來新的投資機會。

4.2.2 乙烯法EO

2010年我國乙烯進口量為850 kt，2011年進口量達到1 060 kt，其中從韓國進口量占56%，日本占29%。

我國靠近港口的地區(qū)進口乙烯的采購成本可大幅降低，尤其東南沿海地區(qū)，擁有較為完善的下游產(chǎn)品的加工廠和較好的終端市場，可以考慮采用進口乙烯生產(chǎn)EO。

然而采用進口乙烯的裝置面臨物流和倉儲問題的挑戰(zhàn)，因為必須考慮配套建設(shè)乙烯低溫儲罐，投資額較高，原料成本增加。

與乙醇法相比，目前乙烯法投資機會更多，乙醇傳統(tǒng)原料路線的突破也值得關(guān)注。

5 結(jié)論與建議

(1)EO原料路線多元化。乙烯來源多元化將為國內(nèi)EO裝置提供充足的原料。過去幾年中，在“石油—乙烯—EO”的原料路線基礎(chǔ)上，采用“乙醇—乙烯—EO”原料路線的裝置也相繼建設(shè)和投產(chǎn)。與此同時，以甲醇制乙烯為代表的煤制烯烴、進口甲醇制烯烴項目的建設(shè)和投產(chǎn)，預(yù)示著“甲醇—乙烯—EO”新的原料路線的誕生;美國頁巖氣制烯烴的項目的建設(shè)和投產(chǎn)，將對EO的原料路線產(chǎn)生重大的影響，石油烯烴對EO的壟斷格局已經(jīng)發(fā)生改變。

“十二五”期間擬建的煤制EG裝置總產(chǎn)能超過5 000 kt/a。由于煤制EG技術(shù)路線比EO制EG路線具有明顯的成本優(yōu)勢，該工藝路線替代石油路線只是時間問題。中國石油路線的EG已沒有競爭優(yōu)勢，加上來自中東低價進口產(chǎn)品的沖擊，將使更多的EO/EG生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)EO，減少EG的生產(chǎn)，這無疑將對我國的EO供應(yīng)格局產(chǎn)生巨大影響。

(2)EO高利潤時代結(jié)束。EO價格從2002年開始突破1萬元/t，持續(xù)了近十年的高額利潤期，被稱作化工市場的常青樹。未來兩三年內(nèi)，國內(nèi)EO產(chǎn)業(yè)鏈將處于調(diào)整期，生產(chǎn)能力的擴張、下游產(chǎn)品對進口的替代及環(huán)保、物流方面的制約，都增加了經(jīng)營的不確定性。今后兩三年內(nèi)EO高額利潤必將受到嚴峻挑戰(zhàn)，全行業(yè)的平均利潤率將回落到合理水平上。

(3)下游產(chǎn)品亟待開發(fā)。EO是極具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品，日本EO下游產(chǎn)品已有5 000多種，而我國僅有300多種。國內(nèi)EO在香料、染料、涂料和特種化纖油劑等方面的開發(fā)與應(yīng)用潛力較大，下游產(chǎn)品的不斷開發(fā)將給EO行業(yè)帶來更多的發(fā)展機會。

對于準備涉足EO的企業(yè)，不應(yīng)僅考慮市場供需情況，還應(yīng)充分考慮自身的競爭力。如果企業(yè)能夠與研究院所、高校、設(shè)計院共同完成EO產(chǎn)業(yè)鏈的下游開發(fā)，形成獨具特色的從EO到下游精細化工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，那么其競爭力就將大大提高。