不同丙烯生產(chǎn)路線的成本分析

王積欣

(中國(guó)寰球工程公司，北京 100012)

截止到2011年，我國(guó)丙烯生產(chǎn)能力達(dá)到15.5 Mt，其中乙烯裂解裝置聯(lián)產(chǎn)的丙烯產(chǎn)能為7.2 Mt左右，占46%;煉廠丙烯產(chǎn)能為7.4 Mt左右，占48%;煤制烯烴項(xiàng)目丙烯產(chǎn)能為0.9 Mt，占6% 。國(guó)內(nèi)丙烯產(chǎn)能基本來(lái)自煉廠的催化裂化裝置及石油化工企業(yè)的石腦油裂解裝置，所產(chǎn)丙烯基本上供企業(yè)內(nèi)部使用，極少外供。

隨著丙烯下游衍生物需求的增長(zhǎng)，下游企業(yè)對(duì)丙烯的需求不斷增加，丙烯供應(yīng)缺口增大，供求矛盾加劇。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)丙烯的自給率不足70%。丙烯資源一般都掌握在大型的煉化一體化的企業(yè)手中，需要丙烯的下游企業(yè)只有通過(guò)進(jìn)口加以解決。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)丙烯進(jìn)口量逐年提高，2011年丙烯進(jìn)口量達(dá)1.75 Mt，為此很多企業(yè)在尋求丙烯原料和生產(chǎn)技術(shù)的多元化途徑。

預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)內(nèi)除了傳統(tǒng)石腦油裂解和煉廠生產(chǎn)丙烯外，甲醇制乙烯和丙烯(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、丙烷脫氫制丙烯等工藝路線所占比重會(huì)不斷擴(kuò)大。另外，隨著天然氣的廣泛使用并逐步替代液化石油氣(LPG)，或者采取與國(guó)外LPG生產(chǎn)商合資建廠等方式，未來(lái)有可能會(huì)實(shí)現(xiàn)LPG裂解生產(chǎn)烯烴工藝路線在中國(guó)建廠零的突破，這些不同的工藝路線的產(chǎn)品成本因此成為關(guān)注的焦點(diǎn)。

討論某種工藝的競(jìng)爭(zhēng)力是不能脫離建設(shè)項(xiàng)目的，要綜合考慮該工藝所依托的建設(shè)項(xiàng)目所在地的自然和人文等條件，如:原料的供應(yīng)量和價(jià)格、當(dāng)?shù)氐乃姷荣Y源價(jià)格、技術(shù)人才的可獲得性、當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸情況、環(huán)境容量、稅收政策以及目標(biāo)市場(chǎng)等等。這些因素有些可以量化計(jì)入成本，也有些無(wú)法量化，但是都將直接或者間接地影響項(xiàng)目及其使用技術(shù)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。文章主要從成本角度分析不同工藝所產(chǎn)丙烯的競(jìng)爭(zhēng)力。

1 測(cè)算對(duì)象

目前丙烯生產(chǎn)常用的工藝路線包括:

(1)石腦油制乙烯丙烯(傳統(tǒng)蒸汽裂解);

(2)甲醇制烯烴電廠即(MTO和MTP);

(3)丙烷脫氫制丙烯(PDH);

(4)C3/C4裂解制乙烯和丙烯(LPG裂解);

(5)煉廠丙烯(FCC);

(6)烯烴轉(zhuǎn)換(丁烯和乙烯歧化制丙烯的OCT工藝或以輕烴為原料生產(chǎn)乙烯和丙烯的Superflex工藝)。

在以上幾種工藝路線中，煉廠丙烯成本的測(cè)算更多涉及到聯(lián)產(chǎn)品的成本分?jǐn)倖?wèn)題，而烯烴轉(zhuǎn)換工藝，如OCT或者Superflex往往與其他技術(shù)，如MTP和MTO聯(lián)合使用，用來(lái)增加乙烯和丙烯的產(chǎn)量，所以這2種路線的產(chǎn)品成本相對(duì)比較復(fù)雜，在這里不作測(cè)算。此次測(cè)算只比較石腦油或者LPG制烯烴、甲醇制烯烴及丙烷脫氫工藝路線的產(chǎn)品成本。

2 成本測(cè)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

成本測(cè)算是在一定的假設(shè)條件下進(jìn)行的，一旦假設(shè)條件發(fā)生變化，測(cè)算結(jié)果也會(huì)有所不同。

2.1 測(cè)算范圍及口徑

考慮到乙烯和丙烯一般都是作為企業(yè)內(nèi)部的中間產(chǎn)品，而不是作為最終產(chǎn)品直接出售，因此這里測(cè)算的乙烯和丙烯成本是指生產(chǎn)成本。具體成本要素包括:原材料、化學(xué)品、輔助材料、副產(chǎn)品扣除、燃料及公用工程、人工福利、折舊費(fèi)、維修費(fèi)及其他制造費(fèi)用等。

一般來(lái)說(shuō)，影響成本的主要因素是原材料和投資，這也是此次測(cè)算關(guān)注的重點(diǎn)，而其他因素，如人員工資、水電價(jià)格等影響較小，各工藝路線按同樣數(shù)額考慮，測(cè)算口徑以單位丙烯+乙烯計(jì)。

2.2 原料價(jià)格

各種工藝路線所用的原料各不相同(具體見(jiàn)表1)，保證原料價(jià)格在同一水平上測(cè)算是關(guān)鍵所在。

表1 各種工藝路線的主要原料

各種工藝路線的原料集中在石腦油、甲醇、丙烷、丁烷上，而丙烷和丁烷價(jià)格差距不大，因此這里主要討論LPG、石腦油、甲醇價(jià)格的計(jì)取，以它們的到岸價(jià)(成本、保險(xiǎn)費(fèi)加海運(yùn)費(fèi)，即CIF價(jià))為例說(shuō)明相互之間的價(jià)格關(guān)系。

近5年LPG、甲醇和石腦油價(jià)格變化如圖1所示。

圖1 近5年LPG、甲醇和石腦油價(jià)格變化

從圖1中可以看出:除了2009年因受金融危機(jī)影響價(jià)格較低外，其余年份價(jià)格波動(dòng)相對(duì)較小。另外，LPG、石腦油和甲醇價(jià)格在這5年內(nèi)的變化趨勢(shì)是相近的。LPG、石腦油價(jià)格趨勢(shì)相近是因?yàn)樗鼈兣c原油價(jià)格具有強(qiáng)相關(guān)性，而國(guó)內(nèi)甲醇大多以煤為原料，但甲醇價(jià)格走勢(shì)也與它們一致，其原因需要作進(jìn)一步分析。

近年國(guó)內(nèi)甲醇的產(chǎn)能、產(chǎn)量、進(jìn)口量和開(kāi)工率情況見(jiàn)圖 2［1］。

圖2 近年甲醇產(chǎn)能、產(chǎn)量、進(jìn)口量及開(kāi)工率變化

從圖2可以看出:目前國(guó)內(nèi)甲醇裝置開(kāi)工率不高，近3～4年不足50%。這些年甲醇已由供給不足過(guò)渡到供求平衡，目前產(chǎn)能過(guò)剩，而進(jìn)口量卻逐年提高。進(jìn)口甲醇基本上以天然氣為原料，原料價(jià)格較低，其生產(chǎn)成本也就比較低，對(duì)國(guó)內(nèi)甲醇市場(chǎng)造成很大沖擊。國(guó)內(nèi)甲醇價(jià)格越來(lái)越受到進(jìn)口甲醇價(jià)格的影響，可以認(rèn)為國(guó)內(nèi)甲醇價(jià)格是由進(jìn)口價(jià)格決定的。隨著國(guó)際原油價(jià)格的一路走高，煤的價(jià)格趨勢(shì)逐漸與原油價(jià)格趨勢(shì)相一致。因此，此次測(cè)算把甲醇價(jià)格和LPG、石腦油價(jià)格放在同一個(gè)水平上，以同一個(gè)原油價(jià)格水平為基準(zhǔn)。

在原料價(jià)格選取上遵循公平原則，主要原料價(jià)格均采用市場(chǎng)價(jià)格測(cè)算，而不是有的采用市場(chǎng)價(jià)格，有的采用成本價(jià)格。即使該原料由本企業(yè)上游裝置生產(chǎn)，考慮到上游裝置的盈利需要，仍統(tǒng)一用市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算。

甲醇制烯烴裝置定位于西部地區(qū)，丙烷脫氫、LPG裂解裝置定位于東部或東南沿海，石腦油裂解裝置則定位于煉化一體化企業(yè)。

2.3 測(cè)算規(guī)模

對(duì)各種工藝路線按其有代表性的規(guī)模進(jìn)行成本測(cè)算，具體見(jiàn)表2。

表2 各種工藝路線測(cè)算規(guī)模假設(shè)

3 測(cè)算結(jié)果

經(jīng)測(cè)算，各種工藝路線的丙烯生產(chǎn)成本如圖3所示。

圖3 不同工藝路線的丙烯生產(chǎn)成本比較

成本的絕對(duì)數(shù)值意義不大，因?yàn)樗鼈円劳杏谀骋辉蛢r(jià)格水平，原油價(jià)格一旦發(fā)生變化，成本相應(yīng)發(fā)生變化。在此主要說(shuō)明的是不同工藝路線丙烯生產(chǎn)成本的相對(duì)比較。MTO工藝路線的乙烯+丙烯成本比MTP的要低，其原因?yàn)?MTO的烯烴規(guī)模稍大、甲醇單耗低于MTP。從投資角度看，在這些生產(chǎn)路線中，MTP裝置單位烯烴投資額最高，因而單位烯烴的折舊和其他固定成本也最高。

丙烷脫氫裝置流程簡(jiǎn)單、單位烯烴投資額低、產(chǎn)品相對(duì)單一、丙烯產(chǎn)量大、副產(chǎn)品附加值高，因此成本也較低。

C3和C4裂解與傳統(tǒng)石腦油裂解相比成本低，一方面是由于它的原料輕質(zhì)化，烯烴收率高;另一方面是裝置規(guī)模大，單位烯烴投資在以上工藝路線中最低。

對(duì)圖3所示的各種工業(yè)路線的丙烯生產(chǎn)成本進(jìn)行比較，可以看出:傳統(tǒng)石腦油裂解路線及C3/C4裂解路線可變成本較高，遠(yuǎn)高于其他路線。因此，原料成本高是裂解工藝成本高居不下的主要原因。而丙烷脫氫、MTP、MTO路線雖然固定成本要高于蒸汽裂解路線，但原料成本低的優(yōu)勢(shì)足以使其生產(chǎn)成本具有競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)論

(1)傳統(tǒng)石腦油裂解裝置雙烯收率低、成本高，技術(shù)成熟、穩(wěn)定，一般有上下游一體化裝置可以依托。

(2)LPG裂解工藝相對(duì)于傳統(tǒng)石腦油原料路線投資省、原料組分輕、能耗低、產(chǎn)品收率高、污染物排放少，比以石腦油為原料的雙烯成本低10%左右，但是存在原料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。

(3)丙烷脫氫裝置規(guī)模相對(duì)較小、投資省、丙烯產(chǎn)量高、副產(chǎn)品氫氣的附加值高，但原料依存度大，同樣存在原料供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。

(4)甲醇制烯烴路線產(chǎn)品成本較低，但是煤制甲醇工藝路線面臨著節(jié)能減排的壓力，一旦收取減排費(fèi)，將提高甲醇成本，降低甲醇制烯烴的競(jìng)爭(zhēng)力;而甲醇制烯烴裝置往往位于中國(guó)西北部，遠(yuǎn)離目標(biāo)市場(chǎng)，最終產(chǎn)品要承擔(dān)額外的運(yùn)輸費(fèi)用。此外，甲醇生產(chǎn)還面臨著水資源的制約。

［1］龔華俊，王鈺.2011年我國(guó)甲醇及下游行業(yè)現(xiàn)狀特點(diǎn)及2012年發(fā)展建議［J］.化學(xué)工業(yè)，2011(增刊):84.