王 鑫,時 鵬
(河南龍宇煤化工有限公司,河南 永城 476600)
乙二醇(Ethylene Glycol)是二元醇,簡稱EG。化學性質與乙醇相似,性質活潑,且不屬于危險化學品。在石油化工基礎有機原料中乙二醇(EG)占了很大的比重。世界上乙二醇主要用于生成聚對苯二甲酸乙二醇酯,作為聚酯纖維和聚酯塑料的原料。乙二醇還可以與鄰苯二甲酸、順丁烯二酸和反丁烯二酸等多元酸反應生成相應的聚合物,統稱醇酸樹脂。乙二醇常被廣泛用于滌綸、瓶片、防凍劑、潤滑劑、增塑劑、油漆、膠粘劑、表面 活性劑、炸藥等工業領域。
乙二醇是我國目前進口量最大,進口依存度最高的化工原料,而且需求量在逐年增加。在2010年之前,石油制乙二醇是我國乙二醇的主要生產方式,但由于國內原油資源短缺,乙二醇無法通過石油大量制備,而國內需求又較大,需要進口乙二醇,對外依存度較高,大約在總需求量的60%左右。出于國家戰略考慮、并結合我國煤炭資源豐富的能源結構特點,國家鼓勵其他生產路線生產乙二醇,加大對煤制乙二醇的支持力度,加速我國民營企業的不斷發展,增加乙二醇的產能。
根據乙二醇生產過程中所需原料來源不同,世界上主要分為油制、氣制和煤制三種生產乙二醇的工藝路線。而目前世界上生產乙二醇的主要生產工藝為石油路線,大約占世界乙二醇產能的2/3。其中,油制乙二醇工藝路線又分兩個,一是以石腦油為原料生產,另一個則以乙烷,二者生產原理都是先將乙烯氧化成環氧乙烷,環氧乙烷再水合生成乙二醇。煤制乙二醇工藝生產路線則分為草酸酯加氫法、甲醇合成法與合成氣直接合成法。
油制乙二醇目前是國內外乙二醇的主要生產工藝。其優點是工藝穩定、成熟,弊端則是生產過程中消耗太大,成本高,且核心技術基本被SHELL、SD以及UCC三家公司壟斷。
天然氣制乙二醇,其生產原理為利用石油伴生氣乙烷,通過乙烷制備乙烯,而后制備乙二醇。該方法的弊端則是受資源分布影響,天然氣儲備較多的地區。
煤制乙二醇,是我國根據資源分布特點,煤炭資源儲備量大而開發的生產工藝,是我國獨有的一套生產工藝路線。煤制乙二醇通常指的就是草酸酯加氫法。該工藝技術目前在我國已經大規模投入工業生產。且該方法工藝流程短、水耗少、成本低等優點。草酸酯加氫法則以煤為原料,經過氣化、變換、凈化、提純后得到合成氣CO和H2,而CO在催化劑作用下,與MN偶聯合成DMO,提純后的DMO再與H2在催化劑作用下,反應生成粗乙二醇,粗乙二醇通過精制后得到聚酯級乙二醇。但煤制工藝裝置生產末期,由于催化劑的不穩定性,在加氫工藝階段容易發生一些副反應,使得得到的產品乙二醇雜質較多且不易分離,影響透光率以及純度。
目前,我國乙二醇生產工藝,大致分為石油乙烯路線、煤制路線、MTO路線。而石油乙烯路線以中石油和中石化兩大集團為主,集中分布在華東、華中等地區,見圖1。主要依托于離港口較近,石油資源獲取較容易。而西北、華北、中南地區依托于煤炭資源豐富,受到國家政策性支持,大力發展煤制乙二醇。

圖1 我國乙二醇產能分布
如圖1所示,目前我國華東地區產能約為451.2萬噸,約占全國產能的42.9%,而華北以及中南地區分別以218.7萬噸和196.8萬噸分別占20.81%以及18.7%。這三個地區依托各自地域以及資源優勢,所產乙二醇占全國的82.41%。剩下的東北、西南以及西北分別73.9萬噸、64.9萬噸、45.3萬噸占余下的17.59%。

圖2 乙二醇原料路線分布
如圖2所示,從乙二醇生產路徑上來看,石油乙烯制法占比最多,達到49%。煤制乙二醇依托各種有利因素,發展較快,市場占比為46%,大有趕超之勢。
我國乙二醇需求量較大,國內生產量滿足不了下游行業需求,目前我國乙二醇進口量遠大于自產,主要進口國為阿拉伯、加拿大等國家。圖3展示了我國從2000~2018年我國進口量與自我產量的相關情況,從圖3中可以看出,乙二醇2017年、2018年進口量分別為875萬噸和979萬噸。進口占比分別為61%和59.5%左右。而我國進口量大,出口量少,雖然自給率在逐年遞增,但同比進口量,受國外乙二醇價格影響依舊很大。

圖3 我國乙二醇供需情況
原油作為全球乙二醇生產的主要原材料,且原油作為不可再生能源,其價格的變化是乙二醇價格影響因素之一??v觀我國乙二醇的價格走勢,在2007~2008年,乙二醇的價格出現了暴漲與暴跌,先是大幅度上漲到15700元/噸,而后又迅速下降,暴跌至3500元/噸。而乙二醇價格的劇烈變化,主要就是因為國際原油價格暴漲暴跌所致。在2007~2008年乙二醇的高低價分別對應的國際油價大概是150美元/桶和30美元/桶[6]。由此,受能源價格影響,生產乙二醇所需的成本根據能源原料價格漲跌而變化。
我國乙二醇下游行業主要以聚酯行業,防凍液以及URP產業為主。下游產業增產明顯,需求量穩定、需求量大都可能間接的影響我國乙二醇的價格。從圖4中可以看出,我國聚酯行業也在不斷的發展,2018年聚酯產能4548萬噸,對乙二醇需求1546萬噸,占乙二醇總需求的93%。聚酯行業的發展將會更好的帶動我國乙二醇的發展,隨著聚酯行業對乙二醇的需求不斷增加,聚酯行業的好壞也將間接的影響乙二醇的價格。

圖4 我國近幾年聚酯產能增長率
從最近幾年乙二醇發展情況來看,乙二醇產能在持續增大,進口量也居高不下。在進口以及自產都居高不下的情況下,雖然我國聚酯行業同樣在不斷發展,但遠遠達不到供需平衡的狀態。聚酯行業的波動都會導致乙二醇港口的庫存量發生變化,從而直接影響價格的變化。
我國近些年汽車行業的發展,帶動防凍液的需求量。在2018年,我國防凍液產業發展較快,大約消耗了55萬噸左右的乙二醇,占乙二醇消費的3.3%。而其他下游產品,諸如粘合劑、涂料溶劑、潤滑油等,在2018年累計用量也達到了60萬噸左右,占乙二醇消費的3.6%。
隨著國家對化工行業的整治和治理,化工行業面臨著不小的挑戰。乙二醇行業在整體大環境下,也面臨著更為嚴峻的挑戰。在2017~2018年間,乙二醇發展良好,價格普遍較高,大約在6000~8000元/噸左右,而到了2019年上半年,乙二醇價格迅速下降,最低降到在4600元/噸。國內外產能的增加,聚酯行業的接受程度差,使乙二醇價格在2019年4月~9月這半年的時間內,均在四千多左右徘徊。根據以往的數據,石腦油制乙二醇的成本較低,維持在3800 元/噸;乙烯制乙二醇成本相對較高,大概5200 元/噸,其利潤受乙烯價格影響比較明顯;而煤制乙二醇工藝成本則大概在4350~4600元/噸,但煤制乙二醇成本受諸多原因影響,波動較大[1]。在今年的上半年以及年中,乙二醇的整體形勢特別嚴峻,企業大都處于虧損的狀態。2019年8月左右,乙二醇價格開始回升,在9月價格開始回升,價位在5000元/噸左右,10月中旬達到一個小高峰約5200元/噸,行業整體處于一個回暖的趨勢。
從世界聚酯行業發展來看,乙二醇的需求將會不斷的增加。我國乙二醇需求量在2020年將達到1880噸,年增長率大約在7%。而到2020年,我國乙二醇實際生產的乙二醇在1000萬噸左右,缺口大概在900萬噸左右。而在2021年到2025年,需求增速放緩,所需外來供應缺口會逐漸縮小。未來乙二醇的發展主要還是技術的革新,目前各投產裝置所暴露出的一系列問題,包括裝置中反應器阻力大、循環量無法增加、催化劑壽命較短等,而這些問題就需要技術革新和裝置優化去解決。
隨著乙二醇下游產業的不斷發展,所需求的乙二醇也會持續增加,世界上產能過剩,而我國供不應求。國內乙二醇行業有發展潛力,也有相應的競爭壓力。伴隨著煤制乙二醇技術的不斷改進,生產中相應的問題不斷地被解決,可以看到未來我國煤制乙二醇將占據主導地位。但這需要新技術的出現來降低成本,以應對未來更大的挑戰,獲取更大的利潤。