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超级石化引荐:炼化一体化与新式煤化工在C2和C3范畴竞赛剖析!

发布时间:2022-06-27 14:29:39 来源:火狐体育手机下载

  1.我国石油和石化工程研究会定于2022年3月23~25号在四川成都举行“2022(第 二届)我国石油化工仓储及储运罐区工业技能大会”。2.我国化工学会定于2022年5月16-18日在宁波举行“2022年(第三届)我国石油化工设备检修理技能大会”。3.我国化工学会定于2022年4月20~22号在江苏南京举行“2022 年(第二届)我国石油化工企业电气技能高峰论坛”。4.我国化工学会定于2022 年 5月 24-26 日在宁波举行2022年(第六届)国际烯烃及聚烯烃大会。超级石化(ID:superpc91 )

  超级石化首要内容:我国的石油化工职业经过长时间开展,已具有较为齐备的工业系统,炼化一体化的深度和广度正在产生重要改变,开端由燃料型向化工质料型改变。近几年新式煤化工的开展为我国新时代动力安全供应了新的支撑和保证。经过整理石油、煤炭和天然气3种工艺道路制取化工质料的现状,要点从碳转化率、运送费用、单位出资和质料价格等4个方面剖析新式煤化工在C2和C3化学品范畴的优势,总结了新式煤化工和炼化一体化未来开展的要点和需求打破的瓶颈。

  经过近70年的开展,我国的石油化工职业规划已位居国际前列。近年来,我国新投产、在建及规划的炼油项目体现出显着的基地化、大型化趋势,从燃料型向化工质料转型是我国炼油职业可继续开展的大趋势,炼化一体化的深度和广度正在产生重要改变。炼油企业应按照“宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”的准则,从原子视点有用运用石油资源,从化工视点优化炼油进程和产品线,从许多出产成品油转向出产高附加值的油品和化工质料偏重。成品油消费的许多添加,导致我国的石油对外依存度不断攀升。比较油气资源,我国具有相对丰厚的煤炭储量。2017年煤炭剩下技能可采储量占化石动力总剩下技能可采储量的93%以上。一起,煤炭是我国一次动力的主体,2017年煤炭出产与消费别离占全国一次动力出产和消费总量的70.1%和60.4%。现代煤化工作为煤炭运用的首要方法之一,以煤制烯烃、煤制乙二醇和煤制油为代表的一批要害技能已完成工业化,使得经过煤制甲醇质料出产多种清洁燃料和根底化工质料成为或许[2]。将煤炭转化为燃料以及化学品,在必定程度上缓解了我国对进口油气动力的依靠,对我国动力安全具有十分重要的战略含义。

  我国的石油化工职业格式正在产生巨变。跟着国家放松炼化职业准入操控,民营本钱大规划涌入,新建千万吨级设备举目皆是,如浙江石化远期产能规划高达6000×104t/a;因为新式煤化工技能的不断进步,近两年煤制烯烃和乙二醇的产能大幅添加。此外,丙烷脱氢与乙烷裂解规划产能规划均挨近千万吨,如万华化学二期烯烃总产能约230×104t/a,规划适当于2000×104t/a。而需求端的增幅不大,产能过剩和职业洗牌势在必行。因为产品特点和资源禀赋的不同,必定形成石油、煤炭、天然气等工艺道路在本钱端有显着差异,而产品端同质化严峻。长时间来看,不同产品在石油、煤炭、天然气等工艺道路本钱端比较,最具优势的产品道路将在竞赛中胜出。

  从化学组成来看,石油、煤炭、天然气最大的差异在于碳氢比不同,煤炭简直悉数由C原子组成,石油能够近似为(CH2)n,天然气首要成分则为CH4。从原子转化视点,氢原子单位热值高,合适用作燃料组分,碳原子则更合适用作化工组成资料分子骨架,即“燃料用氢、资料用碳”。而从石油、煤炭、天然气的下流用处看,燃料消费占比在80%以上,资料占比则只要15%~20%。因而,动力特点决议了石油、煤炭、天然气挂牌价格。因为氢含量不同,油气能量密度显着高于煤炭,是后者的3倍左右。而且石油自身为液态,加工后可作为燃料用于交通范畴,运用场景更为高端且难以代替,煤炭和天然气则首要用于发电和城市燃气。因而,石油相对煤与天然气还有进一步的商场溢价。整体而言,石油、天然气更合适用作燃料,煤炭则更合适作为化工质料[3–5](见图1)。

  现在,全球范围内有机化工质料多以石油为主,近几年跟着北美页岩气革新,以天然气为质料的工艺道路占比显着提高,但以煤炭为质料的工艺道路则根本局限于我国。从石油、煤炭、天然气竞赛最为剧烈的C2和C3范畴质料占比看,现在我国为69∶18∶13,而全球为56∶5∶39,以石油为质料的工艺道路都具有压倒性的优势(见图2、图3)。

  从长时间来看,美国乙烷有约1000×104t/a的增量可用于乙烷裂解制乙烯,凭仗杰出的资源禀赋,大概率会转化为有用产能[6]。在丙烯下流液体化工品上,丙烷脱氢比较石油化工有出资低和收率高的优势,商场占有率也会继续提高。更为要害的是,与现在占主导地位的石油化工比较,因为我国煤制烯烃和煤制乙二醇具有本钱优势,呈现出快速增长趋势(见图4、图5)。而天然气化工质料中的乙烷和丙烷作为伴气愤,每年全球范围内只要千万吨等级,无法彻底代替石油化工,而且跟着用量提高还会带来价格的继续上涨。作为根底动力,我国煤炭产值在40×108t/a以上,即便按照彻底代替石油化工测算,对煤炭增量需求约为2×108t/a,对价格系统的冲击能够疏忽,在本钱方面,煤化工有强壮的优势。

  煤炭在碳氢比上较油气更合适作资料,价格上也有很大优势,这也使得煤制烯烃和乙二醇本钱都显着低于石油化工。从保证我国动力安全视点来看,煤炭是我国仅有具有全球禀赋优势、能够自给的根底动力,开展煤化工有利于我国动力安全。以聚烯烃悉数由煤炭作为质料测算,将削减约4000×104t/a的石油消费,进口依存度或将下降约10%。在方针支撑引导下,煤化工具有极强的自发扩张才能。即便在2015年油价暴降后,也没有中止产能扩张的脚步。开展煤化工对我国的含义将不亚于页岩气革新推进的美国天然气化工兴起。

  石油化工职业全流程本钱首要由原资料、能耗、出产费用和三费构成。详细到3种工艺道路,最重要的不同在于原资料本钱不同。这背面就触及到出产相同产品运用不同质料的碳转化功率不同,即吨耗不同,其次是石油、煤炭、天然气的价格不同也很大。因为物态不同,能耗上遍及煤化工最高,石油化工次之,天然气化工最低,但能耗的影响远小于原资料的价格影响。且新式煤化工多散布在我国西北,电力和蒸汽本钱较低,而油气化工则以东部和南部滨海为主,外购电占很大一部分,尤其是天然气化工因为近两年才投产,也罕见配套热电联产设备,蒸汽外购份额很大,经过抵消,在动力本钱上不同不大。出产费用首要为折旧和人工本钱,其中最中心的差异在于折旧。以烯烃为例,煤化工单吨出资是石油化工和天然气化工的5倍,在折旧上显着高于后两者,就地域而言,海外煤化工项目的出资要远大于我国,所以全球煤化工相对会集在我国。三费的要害在于运送费用和财政费用:因为煤化工遍及在西北,产品首要销往东部和南部,所以运送费用占比很高;天然气化工因为质料为气体,收购本钱中运送费用占比较高。在财政费用上,煤化工单吨出资大,石油化工则需求配套上游炼油设备,全工业链出资也很大,财政费用占比均相对较高。

  石油是长碳链烷烃和芳烃组成的杂乱混合物,要经过裂解或许重整工艺出产乙烯、丙烯、PX(对二甲苯)等化工品,其碳原子转化率能够达90%以上。天然气化工不触及碳链改变,首要工艺道路为甲烷用于氨醇联产,乙烷用于裂解制乙烯,丙烷则脱氢制丙烯,碳原子转化功率较高。煤炭因为不含氢,出产各类下流含氢化工产品需求经过煤气化反响来转化,一个C原子置换两个H原子,并生成无用的CO2,即适当于浪费了一个C原子。假如以甲醇为中介,经过脱水反响来出产烯烃,适当于又多浪费了一个C原子。从碳转化率视点看,经过一步反响出产甲醇、尿素等C1产品,煤化工要优于石油化工,并与天然气化工等价(见表1);假如再添加一步反响出产乙烯与丙烯,则石油、煤炭、天然气化工彻底等价。因而,这3种工艺道路及以上化工中,煤化工的碳转化率丢失太大,天然气化工的质料挑选性又太低。因而,除了煤焦化制苯外,C4的质料端根本都是石油。

  运送费用对石油、煤炭、天然气等3种工艺道路的影响直接触及到各自工业的区位布局,即挑选质料端仍是挑选消费端。石油作为最大宗的产品,一般由30万吨级超大型油轮运送,即便跨洲际交易,其运送费用占比一般也在5%以内,但石油工艺道路下流产品根本以液态的汽油、柴油、火油和部分气态产品为主,且运送方法多为油罐车等专用车辆,运送本钱很高。所以,在消费地建厂的归纳本钱远低于质料地建厂。即便如沙特阿拉伯那样资源禀赋强的区域,也很少建造以外销为主的炼厂。

  煤炭的物相决议其运送本钱较低且差异不大,首要影响要素在于下流产品的吨耗煤量和产品自身的运送费用占比。所以,建厂地址的挑选需求依据详细产品来剖析决议。假如经过一步反响出产尿素和甲醇,其吨耗煤量为1t和1.5t,而产品端尿素的吨运送费用占比与煤炭挨近,甲醇的运送费用则为煤炭的1.5倍左右,二者的厂址挑选是消费地或资源地根本等价。但假如将甲醇进一步加工为聚烯烃,则吨耗煤量将提高至4.5t,聚烯烃与煤炭的运送费用挨近,西北资源型企业优势十分显着。煤制乙二醇状况则介于两者之间,其吨耗煤约2t,考虑产品运送费用后,西北企业略有优势。

  天然气化工的质料常温常压下为气态,运送条件特别,本钱相对较高。以天然气、乙烷和丙烷为例,从美国运至我国,三者的运送费用别离是80、120、80美元/t,占到质料自身价格的17%、30%和16%。从产品端看,以天然气为质料出产的尿素、甲醇从美国至我国的运送费用别离为60、80美元/t,因为产品单价很低,运送费用占比均为25%以上。乙烯下流的聚乙烯和乙二醇尽管运送费用与尿素、甲醇相似,但因为产品单价高,占比降至8%左右。丙烯下流的聚丙烯运送费用占比与聚乙烯相似,其他产品都为液体化工品,乃至是风险化工品,储运本钱极高,也根本没有大体量的跨洲交易。因而,丙烷脱氢建在消费地,质料端的运送费用下风能够被产品端运送费用优势补偿。整体而言,丙烷脱氢和石油化工都合适建在消费地,尤其是考虑到建造和人工本钱后,我国上述产能比较资源地还更具优势。天然气化工、乙烷裂解因为质料运送费用占比太高,比较合适建在资源地[10]。煤化工中煤制烯烃合适建在西北资源地,其他如尿素、甲醇和乙二醇等,建在消费地和资源地应该说各有利弊,仍是要结合企业的详细状况剖析。

  石油化工下流配套产品品种许多,如规范的百万吨级乙烯对应的化工品为100×104t乙烯+50×104t丙烯+30×104tC4+70×104t芳烃等,总出资规划一般为100亿元,适当于烯烃出资额为4400元/t。天然气化工的产品则比较单一,规范的120×104t乙烷裂解,下流首要为90×104t乙烯及30×104t的C3、C4等其他产品,以总出资50亿元测算,对应的单吨乙烯产能出资为4500元;规范的60×104t丙烷脱氢,下流首要为45×104t丙烯,以总出资为24亿元测算,对应的丙烯产能出资为4600元/t。西北煤化工MTO(煤制烯烃)首要产品为30×104t乙烯+30×104t丙烯,对应烯烃产能出资为3万元/t,MTP(甲醇制丙烯)因为归纳收率更低,单位出资还要更大(见图6)。煤化工的乙二醇20×104t(折纯为12×104t乙烯)出资规划为30亿元,对应烯烃产能出资为2.5万元/t。上述出资假如以10年计提折旧、70%为债款融资、借款利率为7%测算,则石油化工、乙烷裂解、丙烷脱氢、MTO、煤制乙二醇的烯烃折旧+财政本钱别离为656、671、685、4470和3725元/t。

  关于石油化工来说,还需求配套上游炼油环节,适当于单位出资要翻倍。而乙烷裂解则因为现在全球交易量很小,根底设施不完善,进入该职业要补齐上游基建和专有船只短板,这些都是上述工业不行忽视的隐形本钱。

  比较以上3点,更为重要的是对未来石油、煤炭、天然气比价联系的判别。关于油价来说,全球各地差异不大,本文选取Brent油价作为基准进行剖析。全球天然气价则各地差异很大,资源地天然气价遍及很低,但因为运送本钱很高,且最大的增量资源地美国存在很大的外输瓶颈,短期还无法处理,所以,跨洲际套利难度很大。比较将北美天然气运至我国,出口尿素和甲醇至少还存在物流上的或许性。下文剖析将依然以北美气价为基准,并据此核算北美尿素和甲醇是否具有出口本钱竞赛力。煤炭则选取秦皇岛5500kcal/kg动力煤作为我国东部尿素和甲醇的质料价格基准。而关于我国西北煤化工产能来说,因为出资主体都是资源型企业,如我国神华、中煤集团、陕煤集团等,其本质上是经过煤化工来变现上游资源价值,因而质料价格基准选用坑口煤价。现有乙烷裂解首要在北美,因为绝大部分都用于燃料,其价格根本按照热值比核算,根本稳定在北美天然气价格的1.15倍左右。丙烷脱氢则首要在我国,其产品中化工用处占比挨近50%,所以,定价上半油半气(见图7)。2015年油价暴降今后,我国单吨油气价格根本接轨,相应2016年至今丙烷和石脑油价格比也收敛至0.97。本文选取北美天然气价格的1.15倍和我国石脑油价格作为远期乙烷和丙烷价格代替。

  现在,我国滨海石油、煤炭、丙烷、北美天然气、乙烷的价格别离为59美元/bbl(1t≈7.35bbl)、575元/t、3584元/t、0.52元/m3、1916元/t。假如以曩昔10年的前史均价测算,则上述产品价格为81美元/bbl、557元/t、4571元/t、0.82元/m3、2452元/t。考虑到北美页岩油气革新后,全球油气供应结构和本钱曲线产生了根本性改变,曩昔10年均价存在着系统性高估。而现在作为首要边沿产能的页岩油气出产企业自在现金流又继续捉襟见肘,长时间看现在价格或许存在系统性轻视。因而,咱们按照首要页岩油气企业在较为合理盈余状况下(假定净资产收益率为10%)测算,对应的油价和气价别离为55美元/bbl和0.8元/m3、对应丙烷和乙烷价格为3350和1300元/t。关于煤价来说,国内供应侧变革带来了必定程度上的价格虚高,本文以500元/t作为剖析的基准价。而坑口煤价首要为本钱定价,根本稳定在200元/t。在上述价格系统下,北美和我国氨醇联产的本钱比较,以及石油、煤炭、天然气竞赛最为剧烈的产品聚乙烯、乙二醇和聚丙烯的本钱比较(见表2)。可见,关于我国而言,天然气化工优势较为显着,西北煤化工比较石油化工具有必定优势,华东煤化工则本钱最高。

  (1)根据我国“富煤贫油少气”的资源禀赋和能量密度差异,石油和天然气更合适用作燃料,煤炭更合适作化工质料,开展煤化工对保证国家动力安全具有重要含义。从碳转化率上剖析,石油、煤炭和天然气3种工艺道路产品端;从运送费用上剖析,天然气化工和煤化工更合适在资源地建厂,石油化工更合适接近消费地建厂;从单位出资本钱看,石油和天然气化工道路本钱适当,煤化工单位本钱相对较高;从质料价格剖析,比较石油和天然气,煤炭具有价格上的显着优势。

  (2)环境是影响现代煤化工职业可继续开展的重要目标。煤化工大多坐落煤炭资源丰厚的西北部,环境承载力小,生态软弱,在碳达峰和碳中和的大趋势下,要活跃开展高效污染物脱除技能、多污染物协同操控技能和CO2资源化运用技能,一起不断优化煤化工出产工艺,完成煤炭的清洁高效运用,夯实国家动力安全根基。

  (3)要活跃推进石油化工转型开展,我国炼化一体化中炼油应聚集油品的清洁化,化工应逐渐向出产C4及以上化工质料过渡,保证丁烯及芳烃的商场供应。回来搜狐,检查更多