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從國內首套投產的乙烷制乙烯項目看投資機遇與風險!

   【壓縮機網】2019年8月19日下午15時,新浦烯烴110萬噸/年輕烴綜合利用項目乙烯裝置一次開車投料成功,產出了純度為99.98%的聚合級乙烯產品。項目自2016年1月開工,歷時三年四個月,于2019年5月進入試車階段。
 
  這是我國首套由乙烷、丙烷裂解制備乙烯的裝置,乙烯獲得率高達80.5%,遠超傳統工藝中以石腦油制備乙烯的35%獲得率。此外,該項目中的單臺氣相裂解爐產能為目前全球最大。
 
  該項目規劃產能為:65萬噸/年乙烯、12萬噸/年丙烯、1.45萬噸/年氫氣、4.5萬噸/年C4、3萬噸/年甲烷、4.5萬噸/年裂解汽油等。
 
從國內首套投產的乙烷制乙烯項目看投資機遇與風險!
 
  作為國內首套投產的乙烷制乙烯項目,新浦化學當初在選擇投資該項目時,有可能考慮哪些因素?
 
  1、可觀的投資回報率

  乙烷裂解制乙烯工藝及其特點:
 
  乙烷裂解制乙烯技術已在全球成功應用多年,著名乙烯技術專利商如Lummus公司、S&W公司、KBR公司、Linde公司、TPL/KTI公司,以及中國寰球工程公司、中國石化工程建設公司(SEI)等,都具有成熟可靠的乙烷裂解制乙烯技術。目前乙烷裂解制乙烯裝置主要集中在美國、加拿大、中東和西歐,生產商主要有埃克森美孚化學公司、INEOS Americas公司、Sweeny Texas公司等。

  乙烷蒸汽裂解制乙烯工藝流程一般包括裂解、壓縮、冷卻及分離三部分:
 
  在裂解部分,預熱的乙烷和蒸汽(水烴質量比為0.3)進入到裂解爐中,在800℃的高溫下反應得到乙烯和其他副產物,裂解氣隨后被急冷到600℃以避免發生分解反應,急冷產生的500℃、10MPa的副產高壓蒸汽被送至透平壓縮機。冷卻后的裂解氣隨后進入透平壓縮機進行多級壓縮、除去酸性氣體和殘留水分。在分離部分,使用制冷劑進一步冷卻壓縮部分尾氣并將氫氣從中分離出來用于乙炔加氫反應,分離出的液體產品物料通過一系列精餾塔脫除其中的甲烷、乙烷和丙烷,同時得到目的產品乙烯。
 
  乙烷裂解與石腦油裂解工藝的產品分布對比詳見表1。從表1可以看出,乙烷裂解工藝的乙烯收率可高達77.73%,遠高于石腦油等其他原料的乙烯收率,但其他原料裂解所得的丙烯、碳四、裂解汽油收率均比乙烷裂解工藝高。從表1還可以看出,原料由輕到重(依次為乙烷、丙烷、石腦油、柴油),乙烯產率逐漸下降,而生產每噸乙烯所需的原料量增加,采用柴油裂解所用的原料量是乙烷原料的3倍;原料由輕到重,裂解副產物增加。可見乙烷裂解路線的產品結構比較單一,適宜用于多產乙烯。
 
  表1  不同裂解原料的產品分布(質量分數,%)
從國內首套投產的乙烷制乙烯項目看投資機遇與風險!
  采用不同裂解原料的乙烯裝置(生產能力50萬噸/年)其投資、成本和相對能耗比較見表2。可以看出,乙烷裂解工藝的投資低于丙烷、丁烷、石腦油、柴油原料的投資。乙烷裂解制乙烯的公用工程消耗(電力、冷卻水、燃料)、稀釋蒸汽用量均低于石腦油等其他原料裂解。由于原料不同影響到所用原料量的多少、能耗的高低和裝置投資的大小等,最終影響到乙烯生產成本的高低,因此原料由輕到重,裝置的生產成本逐漸增加。
 
  總體來看,相對于石腦油裂解制乙烯,乙烷裂解工藝由于原料組分輕,裂解反應的副產品少,因此具有投資小、單臺裂解爐的乙烯產量大、物耗及能耗低等諸多優勢。
 
  表2  不同裂解原料的乙烯裝置投資、成本和相對能耗比較
 
從國內首套投產的乙烷制乙烯項目看投資機遇與風險!
  2、規避多重風險

  行業發展需要高度關注的風險主要有3個方面:原料來源、產品結構、供應鏈。
 
  從原料來源角度看,主要風險因素在于進口乙烷來源的唯一性。目前我國已公布的乙烷制乙烯項目有:錦晟化工錦州乙烷裂解項目(200萬噸)、大連匯昆新材料西中島乙烷裂解項目(200萬噸)、天津渤化化工乙烷裂解項目(100萬噸)、南山集團龍口乙烷裂解項目(200萬噸)、陽煤恒源化工青島乙烷裂解項目(200萬噸)、山東明宇化學乙烯項目(120萬噸)、衛星石化連云港輕烴綜合利用項目(250萬噸)、新浦化學泰興輕烴綜合利用項目(65萬噸)、福建緣泰江陰乙烷裂解項目(200萬噸)、福建永榮湄洲灣乙烷裂解項目(150萬噸)、廣西投資集團欽州乙烷裂解項目(100萬噸)。
 
  僅已公布的上述項目考慮,國內以進口乙烷裂解制乙烯為目標正在開展前期工作的乙烯能力達到1785萬噸/年(部分為混合原料),對應乙烷需求量超過2200萬噸/年,遠超當前美國乙烷商業化可出口能力。
 
  這也是新浦化學將裂解爐進料設計為乙丙烷混合進料的原因之一。

從產品結構角度看,主要風險因素在于乙烷裂解產品的單一性。烷裂解產品除乙烯外,丙烯及以上的重組分很少,但同時產生大量氫氣。同時,雖然高乙烯收率的單一產品結構在近幾年具有更好的盈利能力,但長遠看,下游產業鏈發展空間偏窄,抗市場波動風險能力偏弱。此外,由于副產氫氣量巨大,需要重視這部分資源的優化利用。
 
  從供應鏈角度看,主要風險因素在于其體系不成熟導致的容錯性低。從美國頁巖氣開采伴生出乙烷,到最終進入中國沿海乙烯企業,中間需要經過天然氣處理廠、天然氣凝析液(NGL)分離廠、專用出口設施(儲存、深冷、裝船)、超大型乙烷運輸船(VLEC)、專用接收設施等環節,還涉及到美國境內連接各環節的管道設施。目前美國乙烷出口供應鏈上各環節設施配套并不完備,富余能力有限,而新建/改擴建實施進度及規模可能存在不確定性,對過剩乙烷的出口能力造成直接的階段性制約。同時,遠洋運輸所需VLEC目前僅有三星重工為印度信誠制造的6艘8.7萬Nm3船投用。由于目前國際乙烷遠洋運輸市場尚未形成規模,而VLEC投資規模巨大(單艘造價達1億美元以上),船東公司基本都是基于與乙烯企業的長期租船合同新下造船訂單,現階段來看遠洋運輸能力及保障性都存在一定風險。
 
  因此,必須理性看待進口乙烷裂解制乙烯項目的機遇與風險,合理控制發展節奏,示范先行,確保行業有序健康發展。
 

標簽: 乙烷乙烯機遇  

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