對我國尿素產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展?fàn)顩r的研究和展望

向誠健

(四川化工集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川成都，610041)

1 我國氮肥工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

我國的氮肥工業(yè)從上世紀(jì)50年代開始，由前蘇聯(lián)援建的吉林、蘭州和太原三個化肥廠，擁有合成氨15.4萬噸、硝酸銨18.8萬噸生產(chǎn)能力，到后來由各省、市、自治區(qū)自行建設(shè)合成氨產(chǎn)能通常在13—18萬噸氮肥的此類企業(yè)全國有53家，稱為中氮肥。

1960年，中國著名的化學(xué)家候德榜博士領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了合成氨聯(lián)產(chǎn)碳酸氫銨工藝，在鎮(zhèn)江丹陽創(chuàng)建了小氮肥的模式；1966年后起初設(shè)計規(guī)模達(dá)到3000—5000噸氨；1979年全國共建成了1533個小氮肥廠。經(jīng)過上世紀(jì)80年代初的調(diào)整和整頓，至1983年開工生產(chǎn)的小氮肥有1215個，平均每個廠的產(chǎn)量7800噸氨，最多時有2000多家小氮肥企業(yè)。到2006年還剩下不到43家；2021年尿素產(chǎn)能低于13萬噸/年的小氮肥企業(yè)全部消失。

1973-1979年中國從國外引進(jìn)了具有世界先進(jìn)水平的13套大型合成氨和尿素裝置[1]，包括中石化6套、中石油6套、中海油3套裝置；另外地方建有14套合成氨/尿素裝置及天脊1套合成氨/硝酸磷肥裝置；以天然氣為原料的建有19套裝置；而以石腦油為原料的6套裝置全部停車產(chǎn)能退出；以渣油為原料的7套裝置中，除鎮(zhèn)海、九江和烏石化1套裝置外，其余2套裝置改成煤；以煤為原料的有8套裝置，詳見表1。

表1 29套合成氨和尿素裝置狀態(tài)表

企業(yè)的兼并和發(fā)展，使大氮肥發(fā)生了深刻的變化，尿素產(chǎn)能18—50萬噸/年企業(yè)數(shù)量在2006年有50家，但到了2021年只剩下了22家；超過52萬噸/年尿素產(chǎn)能的企業(yè)數(shù)量在2006年有39家，但到了2021年增加到61家。基于此，本文重點研究了2005年—2021年間影響尿素企業(yè)的各種因素，以及尿素企業(yè)發(fā)展變化的狀況。對今后尿素工業(yè)的發(fā)展方向和布局進(jìn)行了預(yù)測和展望。

2 我國尿素產(chǎn)業(yè)十六年來的變化

2.1 我國尿素產(chǎn)業(yè)十六年來的發(fā)展?fàn)顩r

從圖1可以看出：從2005年到2021年這十六年間，全國尿素產(chǎn)能增加了1495萬噸，增加了27.51%；每年平均增長率1.72%；尿素產(chǎn)量增加了881萬噸，每年增長率1.19%；開工率十六年來平均開工率為83.22%。

圖1 16年來尿素產(chǎn)能產(chǎn)量開工率圖

2.2 我國尿素產(chǎn)能增長率變化分析

尿素產(chǎn)能十六年來分為兩個階段：2005年到2015年是一個增長非?？斓臅r期，2015年的增長率為7.1%，十年產(chǎn)能增加了3500萬噸，增長了64.5%；2016年到2021年的產(chǎn)能卻一直在萎縮，這六年一直是-4.46%的負(fù)增長率，減少了2012萬噸，減少了26.78%的產(chǎn)能，至2020年，產(chǎn)能的增量趨勢已近于零，如圖2所示。

圖2 我國尿素產(chǎn)能增速圖

2.3 尿素的產(chǎn)能產(chǎn)量與尿素市場價格的關(guān)系

從圖3可以看出：尿素出廠均價從2009年走高，到2012年達(dá)到一個高點后就開始回落，到2016年達(dá)到了最低，然后又逐漸走高到2021年，這個變化曲線與產(chǎn)能(產(chǎn)量)變化恰好成反相關(guān)關(guān)系，因此，如前后各取五年的相關(guān)數(shù)據(jù)，假設(shè)為線性關(guān)系，J是尿素價格變化值，k是價量參數(shù)，q是產(chǎn)能(產(chǎn)量)變化值，如下式：J=kq。

圖3 2009年—2021年中國主要小顆粒尿素出廠價日度均價走勢圖

表2 尿素產(chǎn)能與價格變化關(guān)系表

通過表2簡單的價量關(guān)系，說明了中國十年整個尿素市場的產(chǎn)能、產(chǎn)量和表觀消費量的變化和尿素市場年度價格的關(guān)系，因此，可以得到一個初步關(guān)系因子，就是尿素產(chǎn)能(產(chǎn)量)每增加或者減少1萬噸，尿素市場價格就對應(yīng)漲跌0.7元/萬噸左右。尿素產(chǎn)量和表觀消費量與價格的關(guān)系因子，如表2所示。

因此，在供需基本平衡的封閉市場內(nèi)，由于需求與供給變化關(guān)系假定以簡單線性關(guān)系用數(shù)量關(guān)系描述說明。我國的尿素市場的價格是通過價格的漲跌，來影響開車率和進(jìn)出口，維持尿素市場價格的相對穩(wěn)定和供需達(dá)到平衡。

3 尿素產(chǎn)業(yè)的布局和區(qū)位分析

3.1 尿素企業(yè)數(shù)量區(qū)域的分布變化

我國尿素工業(yè)是根據(jù)原料供應(yīng)進(jìn)行布局，分為氣頭、煤頭和油頭。以煤為原料的產(chǎn)業(yè)群(具體見表3)，主要分布在以山西周圍的12個省，然后就是七個省份以本地煤為原料的產(chǎn)業(yè)群。

表3 2005年我國煤頭尿素廠產(chǎn)業(yè)群分布表

從圖4可以看出：河南、山東、河北、安徽、山西等以山西晉煤為原料的產(chǎn)業(yè)群的企業(yè)數(shù)目十六年來減少很多，幾乎是減少了一半的數(shù)量。而新疆內(nèi)蒙和陜西三省企業(yè)數(shù)目翻倍增加非常明顯。

圖4 2005年-2021年企業(yè)數(shù)量變化圖

3.2 尿素企業(yè)產(chǎn)能分布區(qū)域的變化

從圖5可以看出：從2005年到2021年這十六年間，新疆內(nèi)蒙和陜西三省的尿素產(chǎn)能和企業(yè)數(shù)量增加是同步的，山西省尿素企業(yè)數(shù)量在減少，而實際產(chǎn)能反而增加，以上兩個區(qū)域是這十六年來快速增長的地區(qū)。

圖5 2005年-2021年尿素產(chǎn)能變化圖

再次，就是山東、河南、安徽等省份，企業(yè)數(shù)目在減少，而實際的產(chǎn)能卻沒有變化。說明這些地區(qū)也是進(jìn)行兼并和擴(kuò)能的地區(qū)。東北地區(qū)的尿素產(chǎn)能衰退跡象明顯。

3.3 煤頭和氣頭的尿素企業(yè)產(chǎn)能的變化

從圖6可以看出：從2005年到2021年這十六年間，氣頭尿素的產(chǎn)能增加主要在內(nèi)蒙、新疆、青海和寧夏等西北地區(qū)，氣頭尿素企業(yè)減少主要在東北地區(qū)。

圖6 2005年-2021年氣頭煤頭尿素產(chǎn)能變化圖

十六年來，煤頭企業(yè)增加主要在內(nèi)蒙、山西、新疆、山西和安徽等富煤地區(qū)，煤頭企業(yè)減少主要是河南、山東和黑龍江等地區(qū)。河南和山東等尿素生產(chǎn)大省減少量相比不是很明顯。

從圖6可以分析出：如果要發(fā)展煤化工，可選擇在內(nèi)蒙古、新疆、山西、陜西、寧夏和安徽等地區(qū)；如果要發(fā)展天然氣化工，可選擇在內(nèi)蒙、新疆和青海等地區(qū)。

3.4 間歇式固定床與連續(xù)氣流床的變化

從圖7可以看出：煤氣化技術(shù)這十六年來的發(fā)展也是非常迅速的，落后的固定床的產(chǎn)能，基本被更先進(jìn)的、連續(xù)的煤氣化技術(shù)代替和改造。在山東、河南和河北基本上是全部技術(shù)升級改造和更換，山東達(dá)到600萬噸產(chǎn)能升級改造；山西在改造更換的同時，大量新增煤氣化的尿素的產(chǎn)能，新建和改造的產(chǎn)能達(dá)到了900萬噸；在內(nèi)蒙古和新疆，是直接新建煤氣化技術(shù)的產(chǎn)能，其中內(nèi)蒙古達(dá)到了500萬噸。

圖7 間歇式固定床與連續(xù)氣流床產(chǎn)能變化圖

4 我國原料對尿素工業(yè)發(fā)展的影響分析

4.1 煤炭原料的分布和影響

從圖8看出：我國在世界上屬于富煤國家之一，特別是適合各種煤化工的技術(shù)用煤儲量也非常豐富。

圖8 世界和中國煤資源分布圖

從圖9分析出：內(nèi)蒙、山西、陜西、安徽和新疆等地區(qū)煤炭儲量豐富，所以，從十六年來分析，隨著化工煤技術(shù)的不斷進(jìn)步，尿素的產(chǎn)能也在這些地區(qū)得到了高速發(fā)展。

圖9 中國煤資源區(qū)域分布圖

4.2 天然氣原料的影響

我國天然氣產(chǎn)量和消費量從2010年以后，缺口一直在增大，主要是全國民用城市天然氣的普及等原因。因此，用天然氣作為化肥的原料，基本是沒有什么保證，而新疆、內(nèi)蒙和青海等邊遠(yuǎn)地區(qū)的天然氣又不能方便地運輸出來。

從圖10可以看出：中國城市民用天然氣的用量發(fā)展是巨大的，其中，人工煤氣和進(jìn)口液化天然氣都在逐步減少，而天然氣的供氣量卻在迅速增加。

圖10 我國天然氣產(chǎn)量與消費量缺口率圖

4.3 我國煤炭產(chǎn)業(yè)對尿素產(chǎn)業(yè)的影響和發(fā)展

我國煤炭工業(yè)在2000年后經(jīng)歷了一個飛速的發(fā)展時期，基本上與尿素工業(yè)同步發(fā)展。尿素產(chǎn)能這十六年來可大致分為兩個階段：從圖11看出：2005年到2021年煤炭產(chǎn)量，以年5.12%的年增長率，增加了16.95億噸，煤產(chǎn)量增加了76.9%，全國尿素產(chǎn)能增加了1063萬噸，增加了19.5%，每年平均增長率1.3%。因此，尿素的產(chǎn)能增加與煤產(chǎn)量的增加是完全同步的。

圖11 我國煤產(chǎn)量和進(jìn)出量圖

5 結(jié)論及展望

5.1 產(chǎn)業(yè)的變化發(fā)展

通過回顧和分析，我國尿素工業(yè)在2005年—2021年這16年間發(fā)生了深刻的變化，全國尿素企業(yè)從2005年的190個變成了2021年93個，但全國尿素總產(chǎn)能卻增加了1495萬噸，增加了27.51%，每年平均增長率為1.72%；煤頭尿素產(chǎn)能增加了1597萬噸，氣頭尿素增加了217萬噸。其中，傳統(tǒng)的間歇式固定床產(chǎn)能減少了2389萬噸，連續(xù)的氣流床工藝增加了3554萬噸的產(chǎn)能。

尿素產(chǎn)能在地域分布上，主要集中在煤資源豐富的西北地區(qū)，規(guī)模上尿素產(chǎn)能增加的地區(qū)省份主要包括：內(nèi)蒙古730萬噸/年、新疆439萬噸/年、山西240萬噸/年、安徽134萬噸/年、陜西120萬噸/年、青海120萬噸/年、寧夏78萬噸/年。

規(guī)模上尿素產(chǎn)能減少的地區(qū)省份主要包括：遼寧減少190萬噸/年、黑龍江減少105萬噸/年、貴州減少103萬噸/年、浙江減少71萬噸/年、山東減少66萬噸/年、廣西減少50萬噸/年、甘肅減少49萬噸/年、四川減少48萬噸/年、江西減少37萬噸/年。尿素產(chǎn)能減少的原因主要是煤資源貧乏、天然氣供應(yīng)缺口大等。

因此，原有以天然氣為原料的有19套尿素裝置，在這十六年中，讓人印象深刻的是：瀘天化、云天化和宜化等氣頭尿素企業(yè)到有著豐富煤資源的西北地區(qū)，進(jìn)行了煤原料結(jié)構(gòu)調(diào)整，獲得了企業(yè)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移的成功。小中型煤頭尿素企業(yè)經(jīng)過十六年的市場激烈競爭兼并和技術(shù)升級換代，已經(jīng)基本全部變成了大氮肥。

5.2 尿素工業(yè)發(fā)展展望

在今后可預(yù)期的若干年內(nèi)，全國尿素的產(chǎn)能和消費已經(jīng)基本達(dá)成平衡，不會有大的發(fā)展和重大的布局調(diào)整，新的尿素產(chǎn)業(yè)主要是向資源豐富的西北地區(qū)有選擇地發(fā)展；已經(jīng)有的煤頭企業(yè)主要是技術(shù)方面向連續(xù)氣流床方向不斷更新和提高。由于尿素市場基本趨于飽和，煤頭企業(yè)應(yīng)利用煤氣化新技術(shù)和向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方向進(jìn)行調(diào)整和發(fā)展。

以天然氣為源頭的已建企業(yè)已經(jīng)從原重點保證農(nóng)資生產(chǎn)轉(zhuǎn)向承擔(dān)天然氣輸送管網(wǎng)調(diào)峰的作用并長期維持下去，產(chǎn)業(yè)政策和原料供應(yīng)方面已經(jīng)不足以支持氣頭天然氣企業(yè)的新建。氣頭企業(yè)在原料供應(yīng)和經(jīng)濟(jì)性保證下，產(chǎn)業(yè)政策包括不限于環(huán)保等條件允許的情況下，建議進(jìn)行原料結(jié)構(gòu)改變。高價的天然氣原料尋求更高附加值的產(chǎn)品開發(fā)和發(fā)展是天然氣化工發(fā)展的方向。