2020年是國內(nèi)乙二醇投產(chǎn)大年，8月24日，新疆天業(yè)集團年產(chǎn)60萬噸乙二醇項目順利產(chǎn)出聚酯級乙二醇產(chǎn)品，滿足聚酯行業(yè)對乙二醇指標(biāo)的最高要求，標(biāo)志著該項目全流程打通并進(jìn)入生產(chǎn)運行階段。
據(jù)了解，該項目主要依托天業(yè)集團在煤化工領(lǐng)域豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗和科研成果，采用國際先進(jìn)的草酸二甲酯合成、加氫技術(shù)生產(chǎn)聚酯級乙二醇，充分體現(xiàn)了項目裝置大型化、技術(shù)集約化、生產(chǎn)規(guī)?；偁巸?yōu)勢，項目核心反應(yīng)器生產(chǎn)能力、單套生產(chǎn)線規(guī)模、產(chǎn)品品質(zhì)居國內(nèi)外領(lǐng)先地位，是目前國內(nèi)已建成規(guī)模最大的煤制乙二醇項目。
乙二醇的兩種工藝路線
乙二醇的工業(yè)化生產(chǎn)工藝路線按原料不同分為兩類：
一是乙烯路線，即以原油、乙烷或甲醇為原料；是現(xiàn)有工藝中最為成熟、占絕對市場優(yōu)勢的工藝路線。
二是合成氣路線，以煤、天然氣、焦?fàn)t氣為原料，適合我國煤炭資源相對豐富的資源特點。
周小刊將圍繞新疆天業(yè)所采用的合成氣草酸酯路線制乙二醇為您解讀一二。
合成氣草酸酯路線制乙二醇包括3個步驟。
目前國內(nèi)工業(yè)化草酸酯路線技術(shù)持有方主要有日本高化學(xué)株式會社-東華科技公司-浙江聯(lián)盛化學(xué)公司聯(lián)合體、中國五環(huán)工程有限公司-華爍科技股份有限公司-鶴壁寶馬科技集團聯(lián)合體、上海浦景化工技術(shù)股份有限公司-華東理工大學(xué)-安徽淮化集團聯(lián)合體、寧波中科遠(yuǎn)東催化工程技術(shù)有限公司-中國成達(dá)工程公司-中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所-山東華魯恒升化工股份有限公司聯(lián)合體、中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所-丹化化工科技公司-上海金煤化工新技術(shù)有限公司-河南能源化工集團聯(lián)合體、中石化等。在這6家技術(shù)中，通遼金煤技術(shù)對外保密性較強，未對集團外企業(yè)轉(zhuǎn)讓；中石化技術(shù)僅在自己單位內(nèi)部應(yīng)用，不對外轉(zhuǎn)讓。
該技術(shù)路線的關(guān)鍵是羰化催化劑和加氫催化劑的性能，這與系統(tǒng)能耗和產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān)。氧化酯化單元O2、亞硝酸甲酯和NO的比例控制，以及監(jiān)測防控手段是安全運行的保證。精餾單元設(shè)計、副產(chǎn)品分離對產(chǎn)品質(zhì)量和裝置經(jīng)濟效益有重要影響。
在草酸酯路線煤制乙二醇生產(chǎn)技術(shù)已基本成熟的大前提下，羰化和加氫兩種催化劑的使用周期成為生產(chǎn)成本控制的重點。
高化學(xué)研制生產(chǎn)的一代合成氣制乙二醇SEG羰化催化劑在新疆天業(yè)乙二醇裝置上的使用壽命超過6年。2013年12月，高化學(xué)(江蘇)化工新材料公司生產(chǎn)的約11噸的一代羰化催化劑裝填在新疆天業(yè)一期5萬噸/年乙二醇裝置的一個羰化反應(yīng)器中(共有兩個羰化反應(yīng)器)，直至2020年5月該爐催化劑完成使命。6年多時間內(nèi)共生產(chǎn)約31萬噸聚酯級乙二醇，其中裝有高化學(xué)一代催化劑的反應(yīng)器約生產(chǎn)15.5萬噸乙二醇，折合每噸羰化催化劑生產(chǎn)1.4萬噸乙二醇。
新疆天業(yè)集團2013年開始展開了乙二醇催化劑關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，組建了乙二醇催化劑研發(fā)團隊，掌握了催化劑核心技術(shù)，共提出5項發(fā)明專利申請，后續(xù)將推進(jìn)催化劑產(chǎn)業(yè)化。
草酸酯路線煤制乙二醇技術(shù)已近成熟，但仍有較大潛力可挖。比如，加氫催化劑的穩(wěn)定性差、乙二醇選擇性低及產(chǎn)品雜質(zhì)多等都限制了煤制乙二醇裝置的長周期運行及其產(chǎn)品在下游聚酯行業(yè)的應(yīng)用，加氫催化劑的轉(zhuǎn)化率、選擇性、穩(wěn)定性及使用壽命成為各技術(shù)方的關(guān)注重點。在技術(shù)的工程配套上，今后的研發(fā)重點方向是系統(tǒng)優(yōu)化、能量利用，降低蒸汽和電等的消耗。預(yù)計隨著煤制路線技術(shù)水平的提高，乙二醇產(chǎn)品產(chǎn)量的提升，下游聚酯的接受度將進(jìn)一步提高。
聚酯產(chǎn)能持續(xù)擴張乙二醇自給率不足五成
2008—2019年，我國乙二醇總需求量從671萬噸增長至1785.20萬噸，增長幅度達(dá)166.05%。聚酯作為乙二醇主要消費領(lǐng)域，需求增長表現(xiàn)最為可觀：2008年聚酯對應(yīng)的乙二醇需求量為637萬噸，而2019年增長至1677.00萬噸，10年間增長幅度達(dá)到163.27%。
乙二醇其他消費領(lǐng)域占比僅在5%以下，防凍液的需求較為分散，季節(jié)性也較強，2019年實際消費量大約在26萬噸附近，預(yù)估2020年的需求量大約在25萬噸。不飽和樹脂2019年對乙二醇的實際消費量大約在40萬噸，2020年產(chǎn)能預(yù)計達(dá)500萬噸，對乙二醇需求量預(yù)估在40萬~45萬噸。聚氨酯在2020年對乙二醇需求量預(yù)估在25萬~30萬噸。
2020年我國聚酯行業(yè)產(chǎn)能預(yù)計達(dá)到6280萬噸，產(chǎn)量在5290萬噸左右，對應(yīng)乙二醇需求1772.15萬噸。
2019年，我國乙二醇自給率僅為45%。2019年新增產(chǎn)能25萬噸，總產(chǎn)能達(dá)1103.1萬噸，同比增長2.3%；產(chǎn)量達(dá)到814.9萬噸，同比增長18.3%；產(chǎn)能利用率73.9%，同比提高10個百分點。進(jìn)口994.7萬噸，表觀消費量1808.5萬噸，自給率僅為45%，同比提高3.5個百分點。
未來，乙二醇在需求方面，預(yù)計仍將維持較為穩(wěn)定的增長趨勢，但伴隨終端服裝家紡領(lǐng)域進(jìn)入瓶頸期，乙二醇需求增速將呈現(xiàn)逐步放緩狀態(tài)。2020年是國內(nèi)乙二醇投產(chǎn)大年，上半年兗礦榮信、浙江石化、恒力石化陸續(xù)投產(chǎn)近300萬噸/年，供應(yīng)端的明顯擴張導(dǎo)致市場承壓；而需求端受到新冠肺炎疫情抑制，加劇了供需矛盾，導(dǎo)致市場價格大幅下行。
煤制乙二醇面臨的兩大難題
目前，煤制乙二醇已成為我國乙二醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點，但還存在一些不足和問題：
一是經(jīng)濟性問題。在目前低油價下，煤制乙二醇原有的競爭優(yōu)勢被嚴(yán)重削弱。
二是技術(shù)性問題。煤制乙二醇技術(shù)尚未完全成熟，部分裝置運行不穩(wěn)定，難以保障長周期、高負(fù)荷穩(wěn)定運行；產(chǎn)品品質(zhì)相比乙烯法存在一定差距，無法完全應(yīng)用于聚酯生產(chǎn)，大多摻混使用。在當(dāng)前市場環(huán)境下，國內(nèi)乙二醇生產(chǎn)企業(yè)處境艱難，必須進(jìn)一步依靠科技進(jìn)步降成本、增效益。
與乙烯法乙二醇相比，煤制乙二醇還存在以下三方面的問題：
01 |品穩(wěn)定性差，同一個工廠的不同批次產(chǎn)品會出現(xiàn)有些批次產(chǎn)品達(dá)標(biāo)，有些批次不達(dá)標(biāo)的情況；
02 |用于聚酯瓶片生產(chǎn)時，煤制乙二醇生產(chǎn)的產(chǎn)品透光度較差，下游接受度較低；
03 |制乙二醇對部分滌綸長絲產(chǎn)品的染色有影響，不適合生產(chǎn)細(xì)旦絲。
因此，到目前為止，還沒有一家聚酯企業(yè)完全以煤制乙二醇為原料。另外，出口的聚酯纖維產(chǎn)品使用煤制乙二醇為原料的寥寥無幾，主要的原因是歐盟等主要出口地對原料指標(biāo)要求較高；另外，由于聚酯瓶片消費領(lǐng)域集中在飲水瓶等涉及食品的領(lǐng)域，食品安全要求更高，現(xiàn)在基本上不接受煤制乙二醇。
當(dāng)前，煤制乙二醇新增產(chǎn)能雖擴展較為迅速，但由于該領(lǐng)域技術(shù)處于成長階段，因此短期內(nèi)市場存在產(chǎn)能增速較快但產(chǎn)量增速緩慢的不匹配狀態(tài)。煤制乙二醇工藝2019年仍保持穩(wěn)定盈利，年均利潤753元/噸。新冠肺炎疫情在全球范圍內(nèi)蔓延，給世界經(jīng)濟帶來了軒然大波，金融和大宗商品市場大幅震蕩，尤其是石油價格的暴跌給石化產(chǎn)業(yè)鏈帶來了較大的沖擊。低油價背景下，煤制乙二醇的盈利空間將大概率被大幅壓縮，其生存壓力將面對前所未有的挑戰(zhàn)。
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