豐存禮
(中國昆侖工程公司,北京 100037)
對二甲苯(PX)為無色透明液體,具有甜味和芳香氣味,不溶于水,溶于酒精、醚類、酮類、氯仿、苯等有機溶劑。PX為基礎有機化工原料,主要用于制備對苯二甲酸(PTA),進而生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET),PET 可加工成合成纖維(滌綸面料)和包裝材料(飲料瓶)。PX 也用于調汽油或作為溶劑以及用作醫藥、香料、油墨等的生產原料。
目前,PX 生產工藝主要還是石腦油路線,即以石腦油為原料,經重整、芳烴抽提、二甲苯分離、苯&甲苯分離、歧化、異構化、吸附分離等裝置組成的芳烴聯合裝置生產制得。全球擁有全套成熟PX工藝生產技術并成功較大范圍商業應用的專利商主要為美國UOP和法國AXENS 公司,世界上主要芳烴聯合裝置絕大部分均采用這兩家專利商的技術。2011年10月,中國石化集團公司自主開發的芳烴吸附分離技術在揚子石化公司順利投產,產品純度達到99.7%。至此,中國石化集團公司已掌握了重整、芳烴抽提、歧化、異構化、吸附分離等裝置的工藝技術,標志著中國石化集團公司成為世界上第三家擁有自主知識產權芳烴聯合裝置成套技術的公司。
目前其它公司只擁有單項工藝技術,如日本TORAY 公的Isolenede 異構化技術和Aromax 吸附分離技術、ARCO 公司的結晶分離對二甲苯技術[1]。
非石腦油路線主要有輕烴芳構化、甲醇制芳烴(MTA)和生物法等技術,但由于經濟性或技術問題,還都還未大規模用于生產芳烴。
近幾年,由于受PX市場行情高漲影響,技術進展十分快速。2012年9月揚子石化公司的甲苯甲醇烷基化裝置開車,標志著我國率先在全球掌握甲苯甲醇甲基化技術,開辟了煤化工與石油化工結合并綜合利用的新途徑;2013年1月,華電集團陜北能源化工基地的世界首套煤制芳烴(FMTA)中試裝置一次投料試車成功,標志著我國煤制芳烴取得重大突破;美國Gevo 公司采用獨自開發的微生物改性制造工藝,以生物質為原料得到異丁醇,再將其轉化為對二甲苯,目標是2014年實現工業化生產。
2012年,世界PX的裝置生產能力約4000萬噸/年,70%以上的裝置在亞洲地區,新建產能也大都集中在亞洲,主要為韓國和中國。2012年,我國PX 生產企業及其技術來源見表1[2]。中國石化集團公司是最大的生產集團,占總產能的42.5%;其次為中國石油集團公司,占總產能的22.0%。其中,中國石油烏魯木齊石化公司具有國內單套最大PX生產裝置,產能為100萬噸/年。我國歷年PX產能、產量、消費量情況見表2[1-5],近幾年在建、擬建項目情況見表3[3]。從表2 可以看出,2012年,我國PX 裝置的生產能力達826萬噸/年,表觀消費量約為1382.4萬噸/年。目前,我國已是世界上最大的PX 生產和消費國,產能約占全球產能的20%,消費量占全球38%左右。
截至2012年底,國內PET產能已達4130萬噸/年,PTA產能達3250萬噸/年,折算需要的PX 分別達2340萬噸/年和2145萬噸/年,遠大于國內PX供給量。由于PX 相對供應不足,致使到2012年底出現下游PTA 行業開工率約70%、聚酯行業開工率約80%的情況。根據目前項目生產和建設情況,到2015年,國內PET和PTA產能保守估計均將達到5000萬噸/年,折算需要PX 分別為2835萬噸/年和3300萬噸/年。而目前國內在建擬建的項目產能為510萬噸/年,即使這些裝置到2015年全部投產,產能也只有1336萬噸/年,相對需求來說,產能嚴重不足。

表1 我國PX 生產企業產能及工藝情況 單位:萬噸/年

表2 我國歷年PX產量、消費量統計 單位:萬噸/年
此外,由下游市場需求較大,致使我國PX 進口量從2006年的184.0萬噸/年激增至2012年的628.6萬噸/年,年均增長率達40%。而且在可見的近幾年,PX 進口量將繼續保持在高位。歷年PX 進口量情況見圖1[5]。

表3 我國近幾年在建擬建項目 單位:萬噸/年

圖1 我國歷年PX 進口量
PX 與原油及下游PTA 裝置的歷年價格走勢見圖2[6]。從圖2 中可以看出,PX 與原油及PTA的價格整體走勢基本一致,在2008年金融危機前達到歷史高值,約1800 美元/噸(不含稅,下同),2009年受金融危機的影響PX 價格一度跌至約600 美元/噸,2010年以來,PX 價格一路上升,與PTA的價差越來越大,PX 廠家的利潤也相對較高,致使2012年底整個行業的平均開工率為90%以上。隨著國內PTA產能急速擴張,未來幾年PX的供應將持續緊張,PX的價格也將維持高位,但與PTA的價差將逐漸回歸合理區間。

圖2 歷年PX 與PTA、原油價格走勢
繼2007年廈門、2011年大連PX 事件之后,2012年10月下旬寧波鎮海PX 項目又起風波,雖然得以平息,但也引起人們對PX 還要不要發展、怎樣發展和以PX為代表的大型石化項目如何實現與社區協調發展等問題的思考。一連串事件也使得后續PX項目的規劃、建設存在了較大的不確定性和一定的社會穩定風險。
目前有觀點認為,對二甲苯屬危險化學品和高致癌物,對胎兒有極高的致畸率,有特別重大的安全性隱患,因此PX 工廠一般不能靠近城市,至少要遠離城市100 km。
其實,當前主要發達國家的PX 廠并沒有100 km的“安全距離”的要求,如:美國休斯敦PX 設施距城區僅1.2 km,新加坡裕廊島埃克森美孚煉廠PX 設施相距居民區不過0.9 km,日本橫濱NPRC煉廠PX 設施和居民區相隔不過一條高速公路。此外,根據《全球化學品統一分類和標簽制度》(GHS)PX為易燃液體,會造成水污染,蒸氣接觸會導致中毒,存在對皮膚和眼的刺激性和全身(神經中樞)毒性,但是不會或沒有證據表明有致癌性和致畸性。根據國際癌癥研究所(IARC)的歸類,PX 屬于第三類致癌物質,即屬于缺乏對人體致癌證據的物質。此外,美國國家環保局也未將其列為致癌物質。根據《職業性接觸毒物危害程度分級》GB 5044—85,PX為中度危害級別物質,與鹽酸、甲醇屬于同一級別。根據《石油化工企業設計防火規范》GB 50160—2008的分類,PX 屬于甲B 類,火災危險性低于液化烴及與其類似液體。
目前國內外主要運行PX 裝置,廢氣基本上為有組織排放,即收集后進入火炬系統處理,并設有可燃氣體、有毒氣體檢測報警裝置;廢水排放相對其它大型化工裝置來說也不是十分巨大,而且均配有相應污水處理設施;固體廢棄物也是或回收或集中處理等。
PX 項目在各發達國家(美國、日本、韓國等)和發展中大國幾乎都有,足以說明今天的技術已完全可以讓它們同城市居民在一定距離上比鄰。PX項目之所以成為“敏感”事件,不在于PX 項目自身,而是在于目前國內對環保的監督監管不力,企業違法成本低,環境評價報告是否客觀公正,企業是否嚴格執行“三同時”,是否真正對廢水、固體廢棄物進行相應完全處理或安全處理,而不是未達標排放或簡單填埋等,使民眾從根本上消除疑慮和擔憂以及項目決策和環境評價過程是否公開透明等綜合因素造成。
我國《環境影響評價法》于2003年9月1 日起施行,要求對規劃和建設項目需進行環境影響評價。然而,國外發達國家和地區完整的環境評價包括三個環節:首先是對政策的環境評價,其次是對規劃的環境評價,最后才是對項目的環境評價。
同時,企業違反環境評價制度的行為一般有三大類:一是建設項目環境評價文件未經批準,擅自開工建設;二是企業未依法報批建設項目環境評價文件,擅自開工建設;三是建設單位未依法報批項目環境評價文件,擅自開工并建成使用。按照我國《環境影響評價法》的規定,第一類違法行為只能處以5萬元到20萬元的罰款;對于第二類違法行為,環保部門只能要求企業停止工程建設,限期補辦環境評價手續。如果逾期不補辦手續,才可以處5萬元以上20萬元以下的罰款;對于第三類違法,《環境影響評價法》未提及對應的處理方法。而且《環境影響評價法》的“補辦手續”使得一些事前可能被評價為重大環境影響的建設項目,都可以不進行事前環境評價,然后進行事后補辦環境評價手續并獲得“沒有環境影響”的評價,加之違法成本相對較低,致使經常出現項目未批先建的情況。
此外,當前環境評價機構受經濟效益驅動,存在為各方利益維護以及過多的受地方政府干涉的情況,面對大項目、政績工程,有力不從心之處,這些都降低了環境評價機構的獨立性和環境評價報告的客觀性。2012年4月至11月,環境保護部在全國范圍內抽查了191 家甲級機構和310 家重點乙級機構,共有88 家環境評價機構被查出問題,占受查機構的17.6%,也說明了環境評價工作需要更加獨立的第三方參與進行,需要更完善的監督監管和環境評價資質評審授予過程。
最后,民眾參與程度不夠及環境評價的公開透明工作也是PX 項目遇阻的主要原因之一。民眾缺少對建設項目的信息特別是與環保相關的危害物質及等級、排放量及排放情況和環保及事故處理措施的了解,增加了民眾的抵觸情緒。民眾參與的關鍵,一個是程序,一個是讓真正利益相關者參與。前提都是信息公開,部分項目以保密為由拒絕信息公開,其實發達國家公開是常態、保密只是個案。
總之,PX 作為化學物質,存在一定毒性和危險性,但其并非不可控制,參考國外發達國家和地區,并未因其已發達或裝置有危害而停建重大化工項目,例如德國Bayer和BASF 就在其國內建有異氰酸酯裝置,其涉及的光氣為高度危害。國外許多大型化工裝置也毗鄰生活區。而且我國每年都有大量PX 進口,2012年更是達到了628.6萬噸/年,而主要進口國家就是日本、韓國、泰國、印尼、新加坡等國,而這些國家的環境并未因PX 裝置的投產而進一步惡化,也未見重大污染和生產事故。可見,對于PX 或大型石化項目,問題的關鍵在于項目前期要科學論證,客觀分析,充分分析各種事故危害情況,制定相應的措施。同時環境影響評價堅持客觀、公開、公正,綜合考慮項目實施后對各種環境因素及其所構成的生態系統可能造成的影響,為決策提供科學依據。此外,在設計、施工及生產運營過程中嚴格執行法律法規,增強環保意識等,將各項工作落在實處。
5.1.1 原料供應保障不足
PX 生產的主要原料之一是重整生成油,但重整生成油又是重要的高辛烷值汽油調配成分。隨著國內汽車工業的快速發展,汽油的需求量日益增加,一定程度上制約了PX的原料供應,加上重整裝置所用原料石腦油資源本身緊俏,導致國內部分芳烴裝置的開工負荷較低。
5.1.2 PX 供需失衡,產業鏈風險大
目前,我國PX 供給缺口大,導致每年大量進口PX,國外許多廠商的目標市場直接定位于我國,對我國的PX 建設形成一定壓力,同時又較大的掌握市場話語權,致使這些年PX的價格居高不下,并呈逐年走高之態勢。加之,受原料供應和市場準入機制的限制,我國PX 裝置的投資主體單一,主要為國營企業,導致裝置上馬速度較慢,較大程度的限制了PX 裝置的建設速度。而我國目前已成為世界最大的PTA 生產國,PX的短缺致使整個產業鏈的價格和行業利潤受制于人,風險較大。
5.1.3 成套工藝技術亟需工程驗證
芳烴聯合裝置中的連續重整及吸附分離是業內公認的技術關鍵和難點,中國石化集團公司的連續重整技術已經在國內多套裝置工程化,但是吸附分離技術只在揚子石化公司的工業試驗裝置上應用,還未有大型工程項目開車應用案例,成套技術缺少實際工程驗證。此外,國內芳烴聯合裝置技術需進一步提高工藝、工程技術水平,包括大型裝置、大型設備的設計和施工水平等,以增強市場競爭力,進而推動下游相關行業的脫瓶頸。
5.1.4 產業布局不盡合理
目前,我國的PTA 裝置,產能主要集中于江、浙、閩、滬等沿海地區。PX 裝置較PTA 用戶來說要相對分散,而PTA的主要應用領域聚酯則更為集中,其中浙江占全國聚酯產能約40%,江蘇占32%,而我國浙江和江蘇PX的產能分別僅占全國產能的8%和17%??梢娬麄€PX產業鏈上下游沒有形成資源集中優勢,增加了企業生產成本,進一步導致國內下游裝置利潤率偏低,市場競爭力不強。
5.1.5 國際競爭壓力日益增大
我國現在已成為原油凈進口國,在傳統石腦油制備PX 路線中,我國PX 生產企業不占資源優勢。中東及東南亞地區利用資源或產業集中等優勢,大力規劃PX 項目,而目標市場大部分定位為中國,具體來說,韓國韓華石化和韓國三星、新加坡裕廊芳烴集團、印度石油天然氣公司、巴基斯坦Byco石油公司、JX 日本石油能源公司與韓國SK 化學公司的合資企業都計劃新建PX 裝置。其中,韓國三星集團和法國道達爾石化的合資企業三星道達爾在韓國大山投資建設100萬噸/年PX 裝置,裕廊芳烴集團在裕廊島新建80萬噸/年PX 裝置。另外,沙特阿美石油公司正在大力投資芳烴,可能增加百萬噸PX 芳烴裝置。如果這些裝置上馬,將對我國PX產業形成較大的競爭壓力。
5.1.6 地區經濟發展規劃與民眾意愿存在認識差異
無疑,PX 裝置可為地方政府和企業帶來巨大稅收或經濟效益,而且可帶來較多的就業機會,具有較好的經濟和社會意義。如果環保配套設施和生產、監管執行良好的話,應該可以形成多贏的局面。然而,由于目前工業大步伐發展的同時,環境質量卻日益下降,與此同時,民眾維權和環境保護的意識不斷增強,致使,國內多套PX 裝置由于環保問題停工、遷址或停建。今后,地方政府在發展地區經濟的時候,如何兼顧民眾意愿,協調環境資源,在提高地區經濟水平的同時,改善環境質量,使廣大民眾實質受益于經濟發展,需要具有更長遠的戰略眼光。
(1)原料多樣化,投資多元化,推進產業平衡發展。
除采用傳統的原油提煉石腦油作為PX 裝置的原料外,積極拓展其它如凝析油、甲醇等原料的使用,同時結合新技術,逐步解決資源緊張的局勢。同時探索發展合資、民營等多種投資形式,提高市場運行效率,有效解決PX 供給不足的情形。
(2)進一步積極開拓新技術。
進一步優化現有工藝技術,積極開拓新技術,著眼長遠,為形成健康、綠色、可循環持續發展的經濟模式提供技術保障。
(3)統籌規劃,合理布局,建立一體化基地或產業園區。
合理規劃PX-PTA-聚酯產業布局,建立煉化一體化基地或產業園區,有效降低生產運營成本,增加企業的效益,提高產品的市場競爭能力。
(4)走出國門,建立全球產業鏈。
我國已成為PX 供需大國,而聚酯及下游產品卻大量出口到國外,應針對下游產品最終用戶市場,結合能源和其它資源情況以及當地政策、經濟政治環境等,科學分析,以全球視野建立相關產業基地,在降低資源供給風險、運營成本的同時,增加企業的效益和競爭力。
(5)疏導民意,科學決策。
要進一步規范項目決策過程,增加項目規劃決策過程的透明度和民眾參與程度;做好做足項目的環境影響評估和社會穩定風險評估。同時,各地應轉變經濟發展思維,即始終堅持發展以經濟、環境、社會效益相統一的產業模式,走綠色低碳發展之路,走與民眾生活和諧發展之路。堅持項目建設真正做到“三同時”,大型石化項目的建設既不能因存在環境風險而停滯徘徊,也不能以犧牲環境為代價大上快上,一切均應以科學的態度對待,科學規劃、科學宣傳、科學實施、科學生產運營。
(1)我國PX 供需不平衡,進口量逐年增加,自給率不斷降低,由于我國聚酯和PTA 行業產能在全球處于絕對領先地位,其上游原料PX的相對短缺致使整個產業鏈風險較高。
(2)PX 價格走勢與原油和下游PTA市場行情走勢基本保持一致,但受PTA 擴張迅猛影響,PX近幾年價格一直處于高位,且與PTA的價差也處于歷史高值。
(3)我國已掌握了芳烴聯合裝置成套工藝技術,而且開發了甲苯甲醇甲基化和MTA等工藝技術,大力拓展了芳烴技術水平和原料來源,隨著技術的成熟和推廣,可在一定程度上提高我國PX的自給率,緩減下游產業的原料緊張情形。
(4)部分PX產品和下游PTA 裝置由于距離較遠,增加了儲運成本,致使相關產品的競爭力較低。加之國外生產企業的資源等優勢,對我國PX產業形成一定的競爭壓力。
(5)目前PX 項目出現了地區經濟發展目標與民眾意愿不相一致的現象,決策部門應著力解決好經濟、環境以及民眾意愿總體和諧發展的問題。
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[3]郭琛.我國對二甲苯的發展前景及建議[J].當代石油石化,2010(6):32-33,40.
[4]屠慶華.對我國對二甲苯產業發展的若干建議[J].化學工業,2012(11):9-13.
[5]海關信息網[N/OL].http://www.haiguan.info.
[6]中國化纖經濟信息網[N/OL].http://www.ccfei.com.