不同丙烯生产路线的成本分析

2013-09-07王积欣

石油化工技术与经济 2013年1期

王积欣

(中国寰球工程公司，北京 100012)

截止到2011年，我国丙烯生产能力达到15.5 Mt，其中乙烯裂解装置联产的丙烯产能为7.2 Mt左右，占46%;炼厂丙烯产能为7.4 Mt左右，占48%;煤制烯烃项目丙烯产能为0.9 Mt，占6% 。国内丙烯产能基本来自炼厂的催化裂化装置及石油化工企业的石脑油裂解装置，所产丙烯基本上供企业内部使用，极少外供。

随着丙烯下游衍生物需求的增长，下游企业对丙烯的需求不断增加，丙烯供应缺口增大，供求矛盾加剧。近年来，国内丙烯的自给率不足70%。丙烯资源一般都掌握在大型的炼化一体化的企业手中，需要丙烯的下游企业只有通过进口加以解决。近年来，国内丙烯进口量逐年提高，2011年丙烯进口量达1.75 Mt，为此很多企业在寻求丙烯原料和生产技术的多元化途径。

预计未来国内除了传统石脑油裂解和炼厂生产丙烯外，甲醇制乙烯和丙烯(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、丙烷脱氢制丙烯等工艺路线所占比重会不断扩大。另外，随着天然气的广泛使用并逐步替代液化石油气(LPG)，或者采取与国外LPG生产商合资建厂等方式，未来有可能会实现LPG裂解生产烯烃工艺路线在中国建厂零的突破，这些不同的工艺路线的产品成本因此成为关注的焦点。

讨论某种工艺的竞争力是不能脱离建设项目的，要综合考虑该工艺所依托的建设项目所在地的自然和人文等条件，如:原料的供应量和价格、当地的水电等资源价格、技术人才的可获得性、当地运输情况、环境容量、税收政策以及目标市场等等。这些因素有些可以量化计入成本，也有些无法量化，但是都将直接或者间接地影响项目及其使用技术的综合竞争力。文章主要从成本角度分析不同工艺所产丙烯的竞争力。

1 测算对象

目前丙烯生产常用的工艺路线包括:

(1)石脑油制乙烯丙烯(传统蒸汽裂解);

(2)甲醇制烯烃电厂即(MTO和MTP);

(3)丙烷脱氢制丙烯(PDH);

(4)C3/C4裂解制乙烯和丙烯(LPG裂解);

(5)炼厂丙烯(FCC);

(6)烯烃转换(丁烯和乙烯歧化制丙烯的OCT工艺或以轻烃为原料生产乙烯和丙烯的Superflex工艺)。

在以上几种工艺路线中，炼厂丙烯成本的测算更多涉及到联产品的成本分摊问题，而烯烃转换工艺，如OCT或者Superflex往往与其他技术，如MTP和MTO联合使用，用来增加乙烯和丙烯的产量，所以这2种路线的产品成本相对比较复杂，在这里不作测算。此次测算只比较石脑油或者LPG制烯烃、甲醇制烯烃及丙烷脱氢工艺路线的产品成本。

2 成本测算的基础数据

成本测算是在一定的假设条件下进行的，一旦假设条件发生变化，测算结果也会有所不同。

2.1 测算范围及口径

考虑到乙烯和丙烯一般都是作为企业内部的中间产品，而不是作为最终产品直接出售，因此这里测算的乙烯和丙烯成本是指生产成本。具体成本要素包括:原材料、化学品、辅助材料、副产品扣除、燃料及公用工程、人工福利、折旧费、维修费及其他制造费用等。

一般来说，影响成本的主要因素是原材料和投资，这也是此次测算关注的重点，而其他因素，如人员工资、水电价格等影响较小，各工艺路线按同样数额考虑，测算口径以单位丙烯+乙烯计。

2.2 原料价格

各种工艺路线所用的原料各不相同(具体见表1)，保证原料价格在同一水平上测算是关键所在。

表1 各种工艺路线的主要原料

各种工艺路线的原料集中在石脑油、甲醇、丙烷、丁烷上，而丙烷和丁烷价格差距不大，因此这里主要讨论LPG、石脑油、甲醇价格的计取，以它们的到岸价(成本、保险费加海运费，即CIF价)为例说明相互之间的价格关系。

近5年LPG、甲醇和石脑油价格变化如图1所示。

图1 近5年LPG、甲醇和石脑油价格变化

从图1中可以看出:除了2009年因受金融危机影响价格较低外，其余年份价格波动相对较小。另外，LPG、石脑油和甲醇价格在这5年内的变化趋势是相近的。LPG、石脑油价格趋势相近是因为它们与原油价格具有强相关性，而国内甲醇大多以煤为原料，但甲醇价格走势也与它们一致，其原因需要作进一步分析。

近年国内甲醇的产能、产量、进口量和开工率情况见图 2［1］。

图2 近年甲醇产能、产量、进口量及开工率变化

从图2可以看出:目前国内甲醇装置开工率不高，近3～4年不足50%。这些年甲醇已由供给不足过渡到供求平衡，目前产能过剩，而进口量却逐年提高。进口甲醇基本上以天然气为原料，原料价格较低，其生产成本也就比较低，对国内甲醇市场造成很大冲击。国内甲醇价格越来越受到进口甲醇价格的影响，可以认为国内甲醇价格是由进口价格决定的。随着国际原油价格的一路走高，煤的价格趋势逐渐与原油价格趋势相一致。因此，此次测算把甲醇价格和LPG、石脑油价格放在同一个水平上，以同一个原油价格水平为基准。

在原料价格选取上遵循公平原则，主要原料价格均采用市场价格测算，而不是有的采用市场价格，有的采用成本价格。即使该原料由本企业上游装置生产，考虑到上游装置的盈利需要，仍统一用市场价格计算。

甲醇制烯烃装置定位于西部地区，丙烷脱氢、LPG裂解装置定位于东部或东南沿海，石脑油裂解装置则定位于炼化一体化企业。

2.3 测算规模

对各种工艺路线按其有代表性的规模进行成本测算，具体见表2。

表2 各种工艺路线测算规模假设

3 测算结果

经测算，各种工艺路线的丙烯生产成本如图3所示。

图3 不同工艺路线的丙烯生产成本比较

成本的绝对数值意义不大，因为它们依托于某一原油价格水平，原油价格一旦发生变化，成本相应发生变化。在此主要说明的是不同工艺路线丙烯生产成本的相对比较。MTO工艺路线的乙烯+丙烯成本比MTP的要低，其原因为:MTO的烯烃规模稍大、甲醇单耗低于MTP。从投资角度看，在这些生产路线中，MTP装置单位烯烃投资额最高，因而单位烯烃的折旧和其他固定成本也最高。

丙烷脱氢装置流程简单、单位烯烃投资额低、产品相对单一、丙烯产量大、副产品附加值高，因此成本也较低。

C3和C4裂解与传统石脑油裂解相比成本低，一方面是由于它的原料轻质化，烯烃收率高;另一方面是装置规模大，单位烯烃投资在以上工艺路线中最低。

对图3所示的各种工业路线的丙烯生产成本进行比较，可以看出:传统石脑油裂解路线及C3/C4裂解路线可变成本较高，远高于其他路线。因此，原料成本高是裂解工艺成本高居不下的主要原因。而丙烷脱氢、MTP、MTO路线虽然固定成本要高于蒸汽裂解路线，但原料成本低的优势足以使其生产成本具有竞争力。