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从国内首套投产的乙烷制乙烯项目看投资机遇与风险!

   【压缩机网】2019年8月19日下午15时,新浦烯烃110万吨/年轻烃综合利用项目乙烯装置一次开车投料成功,产出了纯度为99.98%的聚合级乙烯产品。项目自2016年1月开工,历时三年四个月,于2019年5月进入试车阶段。
 
  这是我国首套由乙烷、丙烷裂解制备乙烯的装置,乙烯获得率高达80.5%,远超传统工艺中以石脑油制备乙烯的35%获得率。此外,该项目中的单台气相裂解炉产能为目前全球最大。
 
  该项目规划产能为:65万吨/年乙烯、12万吨/年丙烯、1.45万吨/年氢气、4.5万吨/年C4、3万吨/年甲烷、4.5万吨/年裂解汽油等。
 
从国内首套投产的乙烷制乙烯项目看投资机遇与风险!
 
  作为国内首套投产的乙烷制乙烯项目,新浦化学当初在选择投资该项目时,有可能考虑哪些因素?
 
  1、可观的投资回报率

  乙烷裂解制乙烯工艺及其特点:
 
  乙烷裂解制乙烯技术已在全球成功应用多年,著名乙烯技术专利商如Lummus公司、S&W公司、KBR公司、Linde公司、TPL/KTI公司,以及中国寰球工程公司、中国石化工程建设公司(SEI)等,都具有成熟可靠的乙烷裂解制乙烯技术。目前乙烷裂解制乙烯装置主要集中在美国、加拿大、中东和西欧,生产商主要有埃克森美孚化学公司、INEOS Americas公司、Sweeny Texas公司等。

  乙烷蒸汽裂解制乙烯工艺流程一般包括裂解、压缩、冷却及分离三部分:
 
  在裂解部分,预热的乙烷和蒸汽(水烃质量比为0.3)进入到裂解炉中,在800℃的高温下反应得到乙烯和其他副产物,裂解气随后被急冷到600℃以避免发生分解反应,急冷产生的500℃、10MPa的副产高压蒸汽被送至透平压缩机。冷却后的裂解气随后进入透平压缩机进行多级压缩、除去酸性气体和残留水分。在分离部分,使用剂进一步冷却压缩部分尾气并将氢气从中分离出来用于乙炔加氢反应,分离出的液体产品物料通过一系列精馏塔脱除其中的甲烷、乙烷和丙烷,同时得到目的产品乙烯。
 
  乙烷裂解与石脑油裂解工艺的产品分布对比详见表1。从表1可以看出,乙烷裂解工艺的乙烯收率可高达77.73%,远高于石脑油等其他原料的乙烯收率,但其他原料裂解所得的丙烯、碳四、裂解汽油收率均比乙烷裂解工艺高。从表1还可以看出,原料由轻到重(依次为乙烷、丙烷、石脑油、柴油),乙烯产率逐渐下降,而生产每吨乙烯所需的原料量增加,采用柴油裂解所用的原料量是乙烷原料的3倍;原料由轻到重,裂解副产物增加。可见乙烷裂解路线的产品结构比较单一,适宜用于多产乙烯。
 
  表1  不同裂解原料的产品分布(质量分数,%)
从国内首套投产的乙烷制乙烯项目看投资机遇与风险!
  采用不同裂解原料的乙烯装置(生产能力50万吨/年)其投资、成本和相对能耗比较见表2。可以看出,乙烷裂解工艺的投资低于丙烷、丁烷、石脑油、柴油原料的投资。乙烷裂解制乙烯的公用工程消耗(电力、冷却水、燃料)、稀释蒸汽用量均低于石脑油等其他原料裂解。由于原料不同影响到所用原料量的多少、能耗的高低和装置投资的大小等,最终影响到乙烯生产成本的高低,因此原料由轻到重,装置的生产成本逐渐增加。
 
  总体来看,相对于石脑油裂解制乙烯,乙烷裂解工艺由于原料组分轻,裂解反应的副产品少,因此具有投资小、单台裂解炉的乙烯产量大、物耗及能耗低等诸多优势。
 
  表2  不同裂解原料的乙烯装置投资、成本和相对能耗比较
 
从国内首套投产的乙烷制乙烯项目看投资机遇与风险!
  2、规避多重风险

  行业发展需要高度关注的风险主要有3个方面:原料来源、产品结构、供应链。
 
  从原料来源角度看,主要风险因素在于进口乙烷来源的唯一性。目前我国已公布的乙烷制乙烯项目有:锦晟化工锦州乙烷裂解项目(200万吨)、大连汇昆新材料西中岛乙烷裂解项目(200万吨)、天津渤化化工乙烷裂解项目(100万吨)、南山集团龙口乙烷裂解项目(200万吨)、阳煤恒源化工青岛乙烷裂解项目(200万吨)、山东明宇化学乙烯项目(120万吨)、卫星石化连云港轻烃综合利用项目(250万吨)、新浦化学泰兴轻烃综合利用项目(65万吨)、福建缘泰江阴乙烷裂解项目(200万吨)、福建永荣湄洲湾乙烷裂解项目(150万吨)、广西投资集团钦州乙烷裂解项目(100万吨)。
 
  仅已公布的上述项目考虑,国内以进口乙烷裂解制乙烯为目标正在开展前期工作的乙烯能力达到1785万吨/年(部分为混合原料),对应乙烷需求量超过2200万吨/年,远超当前美国乙烷商业化可出口能力。
 
  这也是新浦化学将裂解炉进料设计为乙丙烷混合进料的原因之一。

从产品结构角度看,主要风险因素在于乙烷裂解产品的单一性。烷裂解产品除乙烯外,丙烯及以上的重组分很少,但同时产生大量氢气。同时,虽然高乙烯收率的单一产品结构在近几年具有更好的盈利能力,但长远看,下游产业链发展空间偏窄,抗市场波动风险能力偏弱。此外,由于副产氢气量巨大,需要重视这部分资源的优化利用。
 
  从供应链角度看,主要风险因素在于其体系不成熟导致的容错性低。从美国页岩气开采伴生出乙烷,到最终进入中国沿海乙烯企业,中间需要经过天然气处理厂、天然气凝析液(NGL)分离厂、专用出口设施(储存、深冷、装船)、超大型乙烷运输船(VLEC)、专用接收设施等环节,还涉及到美国境内连接各环节的管道设施。目前美国乙烷出口供应链上各环节设施配套并不完备,富余能力有限,而新建/改扩建实施进度及规模可能存在不确定性,对过剩乙烷的出口能力造成直接的阶段性制约。同时,远洋运输所需VLEC目前仅有三星重工为印度信诚制造的6艘8.7万Nm3船投用。由于目前国际乙烷远洋运输市场尚未形成规模,而VLEC投资规模巨大(单艘造价达1亿美元以上),船东公司基本都是基于与乙烯企业的长期租船合同新下造船订单,现阶段来看远洋运输能力及保障性都存在一定风险。
 
  因此,必须理性看待进口乙烷裂解制乙烯项目的机遇与风险,合理控制发展节奏,示范先行,确保行业有序健康发展。
 

标签: 乙烷乙烯机遇  

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