群雄逐鹿中国α-烯烃,谁会赢?

据平头哥统计数据显示,截至到2019年底,中国聚烯烃市场规模快速增长,聚乙烯消费规模已经超过3300万吨/年规模,而聚丙烯消费规模也已达到了2500万吨年。随着中国一体化项目的上马,中国聚烯烃市场规模从2006年至2019年期间内,整体维持10%左右的速度快速增长。
根据对未来拟在建项目统计,中国至2030年期间内,仍有超过2500万吨的聚乙烯和超过1100万吨的聚丙烯拟在建项目,这些项目投产后,将会带来新增3600万吨/年聚烯烃生产能力,届时中国的聚乙烯和聚丙烯的生产规模有望接近8000万吨/年。
图1:中国2019年主要聚烯烃产品的供需情况统计(单位:万吨/年)
平头哥从进口数据可以看到一个有意思的现象,中国每年进口超过1500万吨聚乙烯产品,占到中国聚乙烯消费体量的50%及以上,并且中国每年聚乙烯开工水平却无法达到满负荷和水平。平头哥认为,中国聚乙烯庞大的进口数量背后,是中国聚乙烯产品结构与需求结构差异化的矛盾体现,这其中主要体现共聚单体α-烯烃身上。
根据平头哥了解到,中国进口的聚乙烯品种中,大部分为特殊的聚乙烯生产牌号,而此类牌号在我国供应严重不足,主要原因在于共聚单体的差异。我国聚烯烃品种中,大部分应用1-丁烯作为聚乙烯的共聚单体,其中LLDPE采用1-丁烯作为共聚单体的比重超过90%,这就造成了我国聚乙烯的牌号同质化较为严重,低端产品供应充足,而高端产品供应过剩的结构化问题。
所以,中国聚烯烃工业在过去10年中,是以规模化为核心发展思路,利用规模化优势发展差异化,有望成为未来10年的发展新方向。所以,据平头哥了解到,很多企业在寻求C4以上的α-烯烃生产方法。
α-烯烃一般是指的双键在分子链端部的单烯烃,虽然丙烯也属于低碳α-烯烃,但是工业中一般指的C4及以上的烯烃组分,可以作为聚烯烃共聚单体的烯烃,一般为C4-C8烯烃组分,多为1-丁烯、1-己烯、1-辛烯。而C8及以上的α-烯烃,可以用于PAO、表面活性剂、润滑油添加剂等
图2:不同α-烯烃的差异化应用
作为聚烯烃共聚单体的α-烯烃,多为C4-C8烯烃,其中其1-丁烯、1-己烯、1-辛烯与乙烯共聚可以制备高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚烯烃弹性体(POE),还可与乙烯、丙烯共聚制备丙烯/乙烯/丁烯三元无规聚丙烯,或者与丙烯共聚制备丁烯共聚聚丙烯等。其中用于聚烯烃共聚的α-烯烃,占到总消费规模的70%及以上。
根据平头哥调查,全球α-烯烃生产技术与产能主要掌握在CPChem, Shell, Sasol,Idemitsu, SABIC/Linde, INEOS等全球知名企业手中。截至2019年底,全球α-烯烃(不含C4分离1-丁烯)总产能为489万吨/年。前四大α-烯烃生厂商为Shell, CPChem, Sasol和INEOS,合计产能占全球总产能的81.3%,中国α-烯烃产能占比仅为1.5%。
中国目前1-丁烯的生产能力约在90万吨/年左右,其中70%及以上用于生产LLDPE的共聚单体,另外还可以应用于PB、丁酮及其他化学合成产品,是我国规模最大的低碳α-烯烃。而1-己烯由于起步较晚,目前也仅有8万吨/年左右的生产能力,而1-辛烯目前中国仍无规模化生产的案例。
中国石化在2008年展开了乙烯齐聚α-烯烃的生产研究,并在2013年完成了500吨/年的中试,在2014年完成了5万吨/年齐聚工艺包设计,并在2016年通过总部审核。目前中国石化暂无1-己烯和1-辛烯的生产装置,但是茂名石化在建5万吨/年LAO装置、1.2万吨/年PAO装置、3000吨/年mPAO中试装置,该项目可分离出1-己烯,1-辛烯等高纯度单烯烃产品。
对于中石油来说,1-己烯起步要早于中石化。早在1998年,中石油已经率先开展1-己烯的成套技术开发,并且继承了催化剂、工艺和成套工程化技术,从实验室到小试、中试和万吨级的工业生产装置。目前中石油大庆石化、独山子石化,均有规模化1-己烯生产装置,以及下游配套的相应聚烯烃生产牌号。中石油以1-己烯为单体,在LLDPE/FDPE装置上生产铬系、茂金属,及Z-N等数几十种高附加值聚乙烯产品。
图3:大庆石化1-己烯装置
中国作为全球最大的消费市场,外资企业也纷纷加入到α-烯烃市场份额的争夺中。据平头哥了解到,中海壳牌惠州三期乙烯项目中,一期100万吨/年乙烯、二期120万吨/年乙烯的基础上,三期新增150万吨/年乙烯规模,其中存在α-烯烃、聚α-烯烃、茂金属聚乙烯的生产装置计划,并且这也是壳牌的生产技术在亚太地区的首次应用。
对于民营企业来说,有规模和实力的企业,纷纷在向α-烯烃投入大量的资本。浙江石化二期2000万吨/年炼油装置,下游配套的45万吨/年FDPE装置和5万吨/年1-己烯生产装置,计划在2025年前后投产运行。另外,山东万华化学、京博石化已经纷纷突破了1-辛烯的生产工艺,目前在建的POE装置,均上游配套1-辛烯的生产。
平头哥认为,低碳α-烯烃产品中,卡脖子的产品为1-辛烯,中国每年进口超过5000吨的1-辛烯产品。并且由于国产化不足,也成为聚烯烃牌号同质化的主要原因。α-烯烃的供给体现在聚烯烃的产品化结构,随着未来中国技术研发投入加大,特别是存在一大批敢于与中国高校、科研院所等研发机构合作的实体企业的参与,必将很大程度上加大中国α-烯烃的供应规模,缓解我国聚烯烃结构化矛盾。
《产业结构调整指导目录(2019年本,征求意见稿)》中提及,高碳α-烯烃共聚高端聚烯烃的开发、生产列为鼓励类。平头哥认为,随着中国经济总量的提升,未来10年内,中国α-烯烃消费规模将快速增长,而α-烯烃市场的角逐战也将越发激烈。
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