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聚丙烯新兴工艺发展势头强劲

A-A+日期:2022-07-12来源:烯烃及高端下游    

导语:对于聚丙烯行业而言,丙烷源头占比偏小,虽然从2015年7%,提升至2022年15%,但在市场上仍未占据主流,对聚丙烯产品的定价话语权偏弱。

近年来,随着技术工艺的不断成熟和市场配置的不断优化,石化行业制烯烃的原料呈现多元化发展趋势,尤其是在双碳背景下,一大波与丙烷相关的消息不绝于耳,力之所趋,利之所向,与传统油制烯烃/煤制烯烃/甲醇制烯烃对比,丙烷脱氢工艺以丙烯收率高、原料单一、流程短、投资成本低、经济性高等优势脱颖而出。但丙烷脱氢工艺产品主产丙烯,副产氢气,单一原料来源仅可维持聚丙烯通用料的生产,随着聚丙烯的新一轮扩产周期的到来使得供需结构性错配愈发凸显,发展高端聚丙烯成为差异化竞争的主要手段,在此轮竞争中,丙烷脱氢制PP工艺竞争力开始走低,虽然有部分企业选择外采部分乙烯聚合生产共聚,但缺少乙烯成为PDH工艺的短板。同时我国相关资源缺乏,轻烃供给能力不足,绝大多数原料资源需依赖进口,所以原料的供给稳定性成为轻烃工艺发展的关键。

国内轻烃大型利用项目,自2014年至2018年,典型项目为丙烷脱氢,但自2018年开始,轻烃裂解凭借其更强的灵活性与可延展性,其热度快速上升,部分先行项目在2020年陆续投产。乙烷、丙烷、丁烷裂解的乙烯出率较高,对轻烃综合利用企业而言,乙烯出率对下游化工品生产有着非常明显的影响,其下游路线选择有着更高灵活性与选择空间。丙烯出率较高的工艺依次为PDH、MTP、C/MTO,但轻烃裂解的目标产品收率更高,还可副产高纯氢气,已被视为降低石油依赖及行业能耗的重要途经之一,因此,国内轻烃裂解项目的发展势头十分迅猛,也涌入了许多不具备原油加工能力的新玩家。

随着轻质化原料的不断发展,丙烯获取的方式不断增多,继丙烷脱氢后,轻烃裂解项目逐步增多,丙烷不仅是脱氢生产丙烯的原料,同时也是轻烃裂解产丙烯的主要原料,两种生产工艺有何不同?丙烷脱氢与轻烃裂解的产品结构有何不同?在未来投产装置中哪种工艺更具备竞争力呢?

我国丙烯短缺,传统的“副产”“联产”丙烯无法满足国内丙烯衍生物日益增长的需求,同时中东和北美页岩气开发使得丙烷产量激增,出口大量增加,给国内丙烷工艺的兴起提供足够的原料支撑。简单的审批程序、丙烷脱氢项目“短、平、快”的投资效果给我国沿海地区经济发展带来了机遇,丙烷脱氢和混合烷烃脱氢项目在中国兴起。以轻烃为原料裂解制烯烃工艺兴起,前期规划项目逐步落地。以纯丙烷或者以混合烷烃(乙烷、丙烷、丁烷一种或两种)为原料的裂解制烯烃企业逐渐增多,如宝来利安德巴塞尔石化、新浦化学、华泰盛富等。

二、两种生产工艺介绍

丙烷脱氢作为由单一原料丙烷制取丙烯的新兴生产工艺,比轻烃类蒸汽裂解生产更多的丙烯,但也存在反应单程转化率低,对原料要求高的问题,装置丙烯收率可达到80%以上,可为丙烯下游带来大量的原料供应。

轻烃裂解既可以提高装置的丙烯/乙烯产率比,又可以充分利用炼油厂资源,是裂解装置原料组成的发展方向。在丙烷全部循环状态下,轻烃裂解工艺的双烯收率可以到达60%以上,所产产品种类较丙烷脱氢更加丰富。

三、两种工艺产品结构及经济性对比

丙烷脱氢主产丙烯副产氢气,若副产品氢气没有销售渠道,只能当做装置燃料气烧掉时,会直接影响丙烷脱氢的经济性,与轻烃裂解相比,丙烷脱氢(氢气烧掉)单位烯烃成本高。

相对比丙烷脱氢工艺,轻烃裂解主产品为乙烯、丙烯,副产氢气、燃料气、混合碳四、混合碳五等,可解决丙烷脱氢自身没有乙烯和丁烯的遗憾,裂解所得副产品可再次实现自身价值,同时具备低成本优势,可在无规共聚及抗冲共聚市场中,更具经济性。

近年来国内氢能源行业具备强劲的政策驱动力,同时市场需求端随着终端应用场景数量的增加,也逐步对氢能行业产生一定助推。国内丙烷脱氢企业,多数已经开始关注甚至布局自身副产氢的销售渠道与利用方案。此种情况下,无论是以工业氢进行销售,还是以价格更高的燃料电池氢乃至高纯氢进行销售,丙烷脱氢副产氢将提供一定经济回报,从而对丙烷脱氢企业的盈利能力产生助推。

两者对比来看,丙烷脱氢技术流程短、消耗低、收率高,单套装置投资成本少,如果能够与周边炼油装置相结合,为炼油提供氢气,通过原料互供实现利益最大化。而轻烃裂解的优势在于投资规模大、产品品种多、抵抗市场风险能力强。二者的经济性主要取决于乙烯与丙烯价格,乙烯与丙烯价格接近时,丙烷脱氢路线更具经济性,当乙烯价格高于丙烯时,轻烃裂解路线更具经济性。

四、两种工艺的优缺点

丙烷脱氢原料单一,只以丙烷为原料,产品仅有丙烯及副产品氢气,不仅低碳环保,还可减少其他因素带来的风险,依然是目前新进入企业的主要工艺选择,我国投产的PDH装置绝大多数配套下游装置,产业一体化发展趋势明显,但长远看,下游产业链发展空间偏窄,市场压力较大,在国内聚丙烯产能翻番市场竞争激烈的情况下,乙丙烷脱氢项目的竞争力值得重新评估。

轻烃裂解工艺相对丙烷脱氢,其产品方案更加多元化,应对市场的冲击更强,相对而言丙烷脱氢工艺的经济性主要取决于丙烯与丙烷之间的差价,当丙烯市场价格发生波动下降时,丙烷脱氢工艺的经济性将大大降低。

对于聚丙烯行业而言,丙烷源头占比偏小,虽然从2015年7%,提升至2022年15%,但在市场上仍未占据主流,对聚丙烯产品的定价话语权偏弱。但中国能源化工原料轻质化的持续发展,聚丙烯上游原油来源多元化趋势跟随转向,“丙烷”时代来临下,未来石脑油、丙烷、煤三分天下之势将不远矣。

 

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