中國煤制乙二醇行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢

陳冬燕

中國社會科學(xué)院研究生院 （上海 200072）

乙二醇（MEG）又名甘醇、1，2-亞乙基二醇，是無色無臭、有甜味的液體，對動(dòng)物有毒性，人類致死劑量約為1.6 g/kg，能與水、丙酮互溶，但在醚類中溶解度較小。乙二醇的下游應(yīng)用主要是聚酯產(chǎn)品（占95%以上）。聚酯產(chǎn)品包括纖維級及非纖維級聚酯，其中：纖維級聚酯作為化纖中產(chǎn)量最大的品種，占據(jù)著化纖行業(yè)將近80%的市場份額；非纖維級聚酯主要包括瓶類、薄膜等，廣泛應(yīng)用于包裝、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。乙二醇還可用于其他領(lǐng)域，如配制發(fā)動(dòng)機(jī)防凍液、增塑劑、不飽和聚酯樹脂、非離子表面活性劑以及炸藥等。

1 乙二醇主要生產(chǎn)工藝路線

乙二醇生產(chǎn)工藝主要分為天然氣制乙二醇、石腦油制乙醇以及煤/甲醇制乙二醇。天然氣工藝路線主要在中東地區(qū)，因?yàn)楠?dú)特的資源，以廉價(jià)的油田伴生氣中的乙烷、丙烷為原料生產(chǎn)乙烯，再通過環(huán)氧乙烷水合生產(chǎn)乙二醇，在國際市場上擁有極大的成本優(yōu)勢。目前中國主要采用的是石腦油以及煤/甲醇工藝路線。至2018年年底，中國國內(nèi)市場乙二醇產(chǎn)能預(yù)計(jì)將達(dá)到1 000萬t/a，其中60%以上的產(chǎn)能來自于石腦油裂解乙烯裝置，其余的來自于煤/甲醇制烯烴裝置。

石腦油工藝路線是通過石腦油生產(chǎn)乙烯，經(jīng)環(huán)氧乙烷合成乙二醇。中國進(jìn)口石腦油的配額限制以及石腦油消費(fèi)稅的征收，導(dǎo)致中國依靠石腦油路線的難度較高。另外，當(dāng)企業(yè)經(jīng)由石腦油生產(chǎn)乙烯時(shí)，涉及的下游產(chǎn)品眾多，包括聚乙烯、乙二醇、環(huán)氧乙烷、苯乙烯等，而國內(nèi)聚乙烯市場需求量以及供需缺口均較大，是國內(nèi)乙烯下游產(chǎn)品的首選品種。

煤/甲醇制工藝路線主要分成兩類。一類是先以煤制取合成氣，然后合成氣制得甲醇，經(jīng)甲醇制烯烴(MTO)得到乙烯，再通過傳統(tǒng)的石油路線由乙烯生產(chǎn)乙二醇，如國內(nèi)寧波富德能源有限公司50萬t/a的乙二醇裝置就是以外購甲醇生產(chǎn)乙烯進(jìn)而得到乙二醇。另一類是以煤為原料得到合成氣，先對其進(jìn)行分離提純得到一氧化碳和氫氣，其中一氧化碳通過催化偶聯(lián)合成草酸酯，再與氫氣進(jìn)行加氫反應(yīng)制得乙二醇。該法還可以得到具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的草酸、草酰胺、碳酸二甲酯等副產(chǎn)物。目前國內(nèi)擁有煤制乙二醇生產(chǎn)裝置的公司主要有通遼金煤化工有限公司、新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司等。

2 乙二醇中國供應(yīng)現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)乙二醇的發(fā)展速度不及下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，因而造成了國內(nèi)市場始終供小于求的狀態(tài)。近5年來，國內(nèi)乙二醇的自給率從30%逐步提升至40%左右，具體見表1。

在過去的數(shù)十年間，乙二醇的進(jìn)口依存量不斷上升。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示：2000年中國乙二醇總進(jìn)口量僅為105萬t，到2017年，全年進(jìn)口量高達(dá)875萬t。2017年乙二醇的產(chǎn)量僅為528萬t，遠(yuǎn)小于其進(jìn)口總量，因此，乙二醇依然是中國市場上緊缺的化工產(chǎn)品之一。

表1 2013—2017年中國乙二醇供需表

乙二醇進(jìn)口貨源在中國市場上扮演著非常重要的角色。中國乙二醇的進(jìn)口來源地主要是沙特、中國臺灣省、加拿大、韓國、科威特，這5個(gè)區(qū)域占據(jù)進(jìn)口總量的80%左右。近5年中國市場乙二醇的進(jìn)口情況詳見表2。

表2 2013—2017年中國乙二醇進(jìn)口來源國及進(jìn)口量 萬t

至2018年年底，中國乙二醇產(chǎn)能將達(dá)到1000萬t/a，其中煤/甲醇制工藝路線涉及的產(chǎn)能占30%～40%。從未來乙二醇裝置的新增或擴(kuò)能來看，僅有幾套為石腦油乙烯路線，包括浙江石油化工有限公司裝置、中科合資廣東煉化一體化項(xiàng)目裝置在內(nèi)，所以來自石腦油路線的乙二醇資源增長十分有限，而大多數(shù)仍以煤制工藝路線為主。因此，煤制路線的占比未來幾年將進(jìn)一步上升至40%～50%，也正符合中國當(dāng)前“缺油少氣多煤”的資源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

早在20世紀(jì)70年代，受到世界石油危機(jī)的影響，各國紛紛開始研究以煤為原料替代石油生產(chǎn)乙二醇的方法。而在中國，中科院福建物構(gòu)所1982年起致力于煤制乙二醇的研究，2005年組建聯(lián)合體開展產(chǎn)業(yè)化試驗(yàn)，2007年萬噸級煤制乙二醇中試技術(shù)成功，2010年世界首套裝置實(shí)現(xiàn)工業(yè)化投產(chǎn)。

2009年初，“煤制乙二醇“被列入國家石化產(chǎn)品調(diào)整和振興規(guī)劃， 2011年4月25日，國家發(fā)展和改革委員會修訂并發(fā)布了新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄，即《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》，其中20萬t/a及以上合成氣（煤）制乙二醇生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用被列入鼓勵(lì)類發(fā)展項(xiàng)目，為國內(nèi)乙二醇市場提供了一個(gè)極佳的發(fā)展機(jī)會。

2010年3月，采用中科院福建物構(gòu)所技術(shù)的全球首個(gè)煤制乙二醇工業(yè)示范項(xiàng)目——通遼金煤化工有限公司20萬t/a的煤制乙二醇裝置試車成功并投入使用，這標(biāo)志著中國煤制乙二醇發(fā)展的起步。雖然后來因催化劑等技術(shù)問題，其產(chǎn)品并未大規(guī)模使用，但在2011年10月底，通遼金煤化工有限公司更換新的催化劑，產(chǎn)出的乙二醇在紫外線透光率指標(biāo)上取得明顯提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到優(yōu)化，同時(shí)開工負(fù)荷陸續(xù)提升至70%～80%。之后幾年的發(fā)展，國內(nèi)市場也開始引進(jìn)相對先進(jìn)的國外技術(shù)，煤制乙二醇的發(fā)展又向前邁進(jìn)了一大步。近年，采用國內(nèi)WHB生產(chǎn)技術(shù)[由中國五環(huán)工程有限公司、華爍科技股份有限公司（原湖北省化學(xué)研究院）和鶴壁寶馬實(shí)業(yè)有限公司聯(lián)合開發(fā)]的陽煤集團(tuán)深州化工有限公司乙二醇裝置被浙江雙兔新材料有限公司（2018年被浙江恒逸集團(tuán)有限公司收購）100%比例應(yīng)用于滌綸長絲生產(chǎn)，這標(biāo)志國內(nèi)煤制乙二醇技術(shù)發(fā)展上了一個(gè)歷史性的新臺階。截至2017年年底，國內(nèi)主要煤制乙二醇生產(chǎn)企業(yè)的總產(chǎn)能約為220萬t/a，具體見表3。

2018年，多套裝置投產(chǎn)，預(yù)計(jì)增加產(chǎn)能超過300萬t/a。當(dāng)前采用的技術(shù)主要有：上海浦景化工技術(shù)股份有限公司的煤制乙二醇技術(shù)，如鄂爾多斯市新杭能源有限公司及安徽淮化集團(tuán)有限公司的裝置；中科院福建物構(gòu)所技術(shù)，如通遼金煤化工有限公司的生產(chǎn)裝置；WHB技術(shù)，如陽煤深州化工有限公司；日本宇部興產(chǎn)株式會社技術(shù)，如新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司的生產(chǎn)裝置。

3 煤制乙二醇未來發(fā)展

未來幾年內(nèi)，國內(nèi)將有大批煤制乙二醇裝置上馬。詳情見表4。然而，煤制乙二醇行業(yè)面臨著重重挑戰(zhàn)。中國市場一年約有300～400萬t的乙二醇從中東地區(qū)進(jìn)口，約占進(jìn)口總量的46%，滿足國內(nèi)市場30%的需求。中東乙二醇多以油田伴生氣中的乙烷、丙烷合成，成本低廉，是目前市場上最有競爭力的路線，相比較而言，當(dāng)前國內(nèi)的煤制乙二醇項(xiàng)目成本優(yōu)勢不明顯。另外，煤制乙二醇項(xiàng)目一般都配套煤氣化裝置，具有投資額度大、公用工程消耗高的特點(diǎn)。將公用工程、折舊費(fèi)、其他費(fèi)用、催化劑等固定成本包含在內(nèi)，典型的30萬t/a合成氣路線煤制乙二醇項(xiàng)目的投資額為45億～50億元。煤化工是高水耗行業(yè)，項(xiàng)目用水量大，隨著新環(huán)保法以及大氣污染、水污染、土壤污染防治等專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施，煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)的環(huán)?？刂埔髮⒏訃?yán)格，煤制乙二醇項(xiàng)目獲得用水、用能、環(huán)保容量指標(biāo)的難度也將加大。如何進(jìn)一步提高節(jié)能節(jié)水和環(huán)保水平，降低“三廢”處理的成本等問題，將成為煤制乙二醇等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要重點(diǎn)研究的問題。此外，我國實(shí)施碳交易或開征環(huán)保稅已是大勢所趨，日益嚴(yán)格的環(huán)保政策和新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，勢必對煤制乙二醇項(xiàng)目的審批、建設(shè)、驗(yàn)收及生產(chǎn)運(yùn)營等帶來較大的挑戰(zhàn)。由于乙二醇消費(fèi)地區(qū)多是經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，因此，從裝置地點(diǎn)到目標(biāo)市場的運(yùn)輸能力和運(yùn)輸成本值得重視，加上當(dāng)前煤制乙二醇技術(shù)仍未全面成熟，裝置開工以及產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定性仍需要進(jìn)一步提升。

2017年全球乙二醇的消費(fèi)量約為3000萬t，中國消費(fèi)量約占全球消費(fèi)總量的50%，預(yù)計(jì)2018仍將保持10%的增速，高于全球平均7%～8%的增速水平，這主要?dú)w因于終端紡織品尤其是服裝良好的內(nèi)外銷形勢以及“廢塑令”后原生聚酯對于再生聚酯的替代需求。

表4 中國煤制乙二醇未來擴(kuò)能統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)語

未來，中國仍然是全球乙二醇最大的消費(fèi)地，隨著國內(nèi)煤制乙二醇項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn)，中國對進(jìn)口乙二醇的依存度有望進(jìn)一步降低。

但相比較而言，以天然氣作為原料生產(chǎn)的乙二醇仍有絕對的成本優(yōu)勢，因此國內(nèi)乙二醇資源將逐步替代東北亞區(qū)域內(nèi)（如新加坡、中國臺灣、韓國等地）的乙烯法路線的進(jìn)口貨源，再逐步和以天然氣為原料生產(chǎn)的乙二醇形成競爭局面。