我國(guó)環(huán)氧丙烷產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與投資建議

于春梅

(中國(guó)石油東北煉化工程公司吉林設(shè)計(jì)院， 132002)

產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及政策研究

我國(guó)環(huán)氧丙烷產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與投資建議

于春梅

(中國(guó)石油東北煉化工程公司吉林設(shè)計(jì)院， 132002)

介紹了我國(guó)環(huán)氧丙烷生產(chǎn)、消費(fèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，并就環(huán)氧丙烷裝置投資建設(shè)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的問題進(jìn)行了探討，對(duì)我國(guó)環(huán)氧丙烷行業(yè)的發(fā)展提出了建議。

環(huán)氧丙烷 生產(chǎn) 消費(fèi) 發(fā)展趨勢(shì)

環(huán)氧丙烷(PO)又稱氧化丙烯，是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，主要用于生產(chǎn)聚醚多元醇(簡(jiǎn)稱聚醚)、丙二醇和各類非離子表面活性劑，生產(chǎn)工藝有氯醇法、共氧化法和直接氧化法。

近年國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷存在較大供應(yīng)缺口，由此引發(fā)了不少企業(yè)的投資熱情，掀起了丙烷脫氫制丙烯項(xiàng)目的建設(shè)熱潮，在建及規(guī)劃的項(xiàng)目總產(chǎn)能超過2 000 kt/a。隨著新建項(xiàng)目的投產(chǎn)，加上煤制烯烴(MTO)及煤制丙烯(MTP)項(xiàng)目，屆時(shí)國(guó)內(nèi)丙烯供應(yīng)量將大幅增加。這些大型丙烯項(xiàng)目均有下游生產(chǎn)裝置與之配套，其中多家企業(yè)選擇了環(huán)氧丙烷裝置。文章擬就與環(huán)氧丙烷項(xiàng)目投資建設(shè)有關(guān)的市場(chǎng)、原料和技術(shù)路線等問題進(jìn)行探討。

1 我國(guó)環(huán)氧丙烷生產(chǎn)和消費(fèi)現(xiàn)狀

我國(guó)環(huán)氧丙烷生產(chǎn)始于20世紀(jì)60年代，近年產(chǎn)能快速增長(zhǎng)，從2001年的480 kt/a增長(zhǎng)到2004年的560 kt/a。2004年以后，環(huán)氧丙烷擴(kuò)能進(jìn)入了高潮，2006年達(dá)到950 kt/a，2009年達(dá)到1 260 kt/a，2011 年達(dá)到 1 765 kt/a，2006 －2011年產(chǎn)能年均增長(zhǎng)率為13%。

目前我國(guó)有20多家環(huán)氧丙烷生產(chǎn)企業(yè)，除中海油殼牌石油化工有限公司、中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司的環(huán)氧丙烷裝置采用聯(lián)產(chǎn)苯乙烯的共氧化法外，其他環(huán)氧丙烷裝置均采用氯醇法。2011年我國(guó)主要環(huán)氧丙烷生產(chǎn)企業(yè)見表1。

表1 2011年我國(guó)環(huán)氧丙烷主要生產(chǎn)企業(yè)

自20世紀(jì)90年代起，我國(guó)環(huán)氧丙烷消費(fèi)量保持高速增長(zhǎng)，1990－2005年消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率高達(dá)22.6%。2005年以來，我國(guó)聚氨酯工業(yè)進(jìn)入新一輪發(fā)展時(shí)期，其原料環(huán)氧丙烷需求增長(zhǎng)進(jìn)一步加快，2008年國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷的表觀消費(fèi)量達(dá)到1 038 kt。2008年下半年開始，受金融危機(jī)的影響，環(huán)氧丙烷消費(fèi)量增長(zhǎng)趨緩。2009年隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，下游產(chǎn)品聚醚需求旺盛，環(huán)氧丙烷表觀消費(fèi)量達(dá)到1 289 kt，2011年達(dá)到1 625 kt。2005－2011年環(huán)氧丙烷表觀消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率為16.4%。2003－2011年我國(guó)環(huán)氧丙烷供需平衡情況見表2。

表2 我國(guó)環(huán)氧丙烷供需狀況

2 環(huán)氧丙烷的下游產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)及需求預(yù)測(cè)

環(huán)氧丙烷總消費(fèi)量中，生產(chǎn)聚醚占80%以上，生產(chǎn)丙二醇及丙二醇醚等各占10%左右。

同時(shí)，2011年國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷的表觀消費(fèi)量為1 625 kt，其中聚醚消費(fèi)所占比例為83.4%，占據(jù)主導(dǎo)地位;丙二醇占10.5%;其他(包括異丙醇胺、丙二醇醚等)占6.1%。預(yù)計(jì)2015年國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷的需求量將達(dá)到2 784 kt，2010－2015年年均需求增長(zhǎng)率將達(dá)11%，需求結(jié)構(gòu)仍以聚醚為主。

2.1 聚醚

聚醚是合成聚氨酯的主要原料，按用途可分成五大類:軟泡、硬泡、CASE(涂料、膠粘劑、密封膠、彈性體)、POP(聚合物多元醇)和特種聚醚。2010年國(guó)內(nèi)聚醚產(chǎn)能已超過1 900 kt/a，加上計(jì)劃新、擴(kuò)建項(xiàng)目，2012年總產(chǎn)能將達(dá)到2 600 kt/a，超過2015年聚醚消費(fèi)量預(yù)測(cè)值(2 500 kt)。因此今后幾年聚醚的生產(chǎn)能力遠(yuǎn)大于需求，裝置的開工率不會(huì)太高，競(jìng)爭(zhēng)將變得更加激烈。

《聚氨酯工業(yè)“十二五”行業(yè)規(guī)劃》已經(jīng)指出:我國(guó)聚醚多元醇產(chǎn)業(yè)要避免盲目擴(kuò)展，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、比例不合理、低端化等現(xiàn)狀。因此“十二五”期間聚醚在產(chǎn)能增長(zhǎng)方面難有大的改觀，環(huán)氧丙烷裝置的開工率必將受到影響，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)將陷入開工不足的境地。

2.2 丙二醇

丙二醇作為環(huán)氧丙烷第二大下游產(chǎn)品，約占環(huán)氧丙烷消費(fèi)量的10%左右，主要用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂，也用作醇酸樹脂的增塑劑、食品添加劑、煙草增濕劑、藥物溶劑、墨水添加劑和抗凍劑等。2005年以來我國(guó)丙二醇表觀消費(fèi)量始終保持10%以上的增長(zhǎng)率。2008年雖然受到金融危機(jī)的影響，但丙二醇的消費(fèi)量仍有所增長(zhǎng)。2009年以后隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)能的明顯增長(zhǎng)，丙二醇市場(chǎng)出現(xiàn)供大于求的局面。如2011年我國(guó)丙二醇的生產(chǎn)能力為 353 kt/a，產(chǎn)量為 193 kt，開工率為54.7%，已然影響環(huán)氧丙烷的消費(fèi)。

2.3 丙二醇醚

二元醇醚主要用于生產(chǎn)染料、工業(yè)清洗劑、溶劑偶合劑、涂料溶劑和助溶劑、航煤添加劑和化學(xué)反應(yīng)溶劑等，還可以作為中間體合成羧酸酯、醚、聚氧乙烯醚和縮醛等。由于乙二醇醚產(chǎn)品的毒性較大，作為替代品，丙二醇醚在未來幾年將得到良好的發(fā)展。隨著國(guó)內(nèi)多套大型丙二醇醚裝置的建成投產(chǎn)，環(huán)氧丙烷的消費(fèi)量將有一定增長(zhǎng)。

3 環(huán)氧丙烷裝置投資建設(shè)若干關(guān)鍵問題

3.1 市場(chǎng)情況

2009年環(huán)氧丙烷進(jìn)口量激增，達(dá)到254 kt，同比增長(zhǎng)66.1%，2010年達(dá)到362 kt，同比增長(zhǎng)42.5%。近年國(guó)內(nèi)環(huán)氧丙烷出現(xiàn)的供應(yīng)缺口激起了一些企業(yè)的投資熱情，新建丙烯項(xiàng)目多選擇環(huán)氧丙烷裝置作為下游配套裝置。除此之外，煉廠以及進(jìn)口丙烯的企業(yè)也在積極規(guī)劃或建設(shè)環(huán)氧丙烷裝置，如吉林神華化學(xué)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱吉林神華)、煙臺(tái)萬華聚氨酯股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱煙臺(tái)萬華)的大型環(huán)氧丙烷裝置都將于2013年投產(chǎn)?！笆濉逼陂g環(huán)氧丙烷規(guī)劃項(xiàng)目總產(chǎn)能超過1 000 kt/a，因此準(zhǔn)備涉足環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注新項(xiàng)目的進(jìn)展情況。

3.2 技術(shù)來源［1－2］

由于傳統(tǒng)氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)對(duì)于環(huán)境的污染過于嚴(yán)重，該法已被列入政府發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011)》限制類條目，氯醇法環(huán)氧丙烷產(chǎn)能無法進(jìn)一步大量擴(kuò)張，新建項(xiàng)目技術(shù)主要來源于共氧化法、直接氧化法。

3.2.1 共氧化法

共氧化法(聯(lián)產(chǎn)法)可分為乙苯共氧化法和異丁烷共氧化法。除環(huán)氧丙烷外，乙苯共氧化法聯(lián)產(chǎn)苯乙烯(SM)，異丁烷共氧化法聯(lián)產(chǎn)叔丁醇(TBA)。

與氯醇法工藝相比，共氧化法大幅提高了單套裝置的生產(chǎn)規(guī)模，減少了污水的排放，在一定程度上克服了氯醇法三廢污染嚴(yán)重、腐蝕強(qiáng)等缺點(diǎn)，但工藝流程長(zhǎng)、防爆要求嚴(yán)、投資規(guī)模大、對(duì)原料規(guī)格要求高、操作條件苛刻、聯(lián)產(chǎn)品比例大(每生產(chǎn)1 t環(huán)氧丙烷就有2.5 t叔丁醇或1.8 t苯乙烯生成)，因此用該工藝生產(chǎn)環(huán)氧丙烷受到副產(chǎn)品市場(chǎng)因素的制約。

采用乙苯共氧化法工藝的裝置一般建設(shè)規(guī)模較大，所以要求聯(lián)產(chǎn)品苯乙烯有充分市場(chǎng)需求或在大型石化企業(yè)內(nèi)部消化，有配套的下游生產(chǎn)裝置，如聚苯乙烯，丁苯橡膠，丙烯腈－苯乙烯－丁二烯共聚物(ABS)等，或裝置附近有消耗苯乙烯的用戶，這樣PO/SM生產(chǎn)裝置才能顯示出其優(yōu)越性。否則，一旦市場(chǎng)疲軟就會(huì)影響環(huán)氧丙烷生產(chǎn)。

采用異丁烷共氧化法，可以將PO/TBA生產(chǎn)裝置聯(lián)產(chǎn)的叔丁醇進(jìn)一步加工成甲基叔丁基醚(MTBE)，用作汽油添加劑。鑒于MTBE污染地下水，在美國(guó)已停止使用。因此國(guó)外聯(lián)產(chǎn)法裝置大多數(shù)為PO/SM生產(chǎn)裝置。由于我國(guó)汽油新標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，對(duì)清潔汽油提出了更高的要求，而添加MTBE仍將是提高汽油辛烷值的主要手段，MTBE存在一定的發(fā)展空間。

共氧化法裝置宜建在大型石油化工裝置附近，裝置能力不宜太小，一般認(rèn)為生產(chǎn)能力在300 kt/a以上才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，要求的投資額也較大。

3.2.2 過氧化氫直接氧化法(HPPO法)

HPPO法是由過氧化氫(H2O2)催化環(huán)氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的新工藝。生產(chǎn)過程中只生成環(huán)氧丙烷和水，工藝流程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品收率高，沒有其他聯(lián)產(chǎn)品，基本無污染，屬于環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)工藝。

采用該法每生產(chǎn)1 t PO要消耗0.7 t過氧化氫(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%)。鑒于高濃度的過氧化氫無法長(zhǎng)距離運(yùn)輸，需現(xiàn)場(chǎng)配套生產(chǎn)，采用該法必須解決過氧化氫的供應(yīng)問題。與其配套的雙氧水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，而且生產(chǎn)規(guī)模較大，需要引進(jìn)技術(shù)，因而投資較大，影響了裝置的效益。

總之，共氧化法雖然在環(huán)保方面優(yōu)于氯醇法，但是并非最佳工藝，其聯(lián)產(chǎn)品苯乙烯和叔丁醇的市場(chǎng)將是直接影響環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的重要因素。直接氧化法工藝是環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝的發(fā)展方向，研究重點(diǎn)將放在高效催化劑的研制、雙氧水來源和生產(chǎn)成本等問題的解決方面。

3.3 原料來源

丙烯是環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的主要原料，而我國(guó)丙烯供應(yīng)嚴(yán)重不足，2009年進(jìn)口量達(dá)1 547 kt。值得關(guān)注的是近兩年國(guó)內(nèi)掀起了丙烷脫氫制丙烯項(xiàng)目的熱潮，在建及規(guī)劃項(xiàng)目總產(chǎn)能超過2 000 kt/a，加上煤制烯烴(MTO)及煤制丙烯(MTP)項(xiàng)目，這些項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，國(guó)內(nèi)丙烯供應(yīng)將大幅增加，丙烯供應(yīng)將不成問題。除以上丙烯來源外，可考慮來自煉廠或裂解裝置的丙烯;如果項(xiàng)目選址離港口較近，也可考慮進(jìn)口丙烯，國(guó)際市場(chǎng)丙烯供應(yīng)還是很充足的。

4 發(fā)展建議

(1)建立產(chǎn)業(yè)一體化的經(jīng)營(yíng)模式。國(guó)外大部分環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廠家均建有下游生產(chǎn)裝置，環(huán)氧丙烷主要用作中間原料。國(guó)內(nèi)企業(yè)可借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，由石化、氯堿、異氰酸酯等企業(yè)聯(lián)合構(gòu)建有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)集團(tuán)。國(guó)內(nèi)以煙臺(tái)萬華為例，其發(fā)展思路是通過丙烯及環(huán)氧丙烷裝置的建設(shè)，形成了完整的集丙烯、異氰酸酯、環(huán)氧丙烷、聚酯/聚醚多醇、聚氨酯材料和制成品于一體的聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)一體化、價(jià)值最大化，這種做法同樣值得國(guó)內(nèi)企業(yè)借鑒。

(2)加大工藝研發(fā)力度。由于氯醇法工藝環(huán)境污染嚴(yán)重，流程簡(jiǎn)單、副產(chǎn)物少、無污染的綠色工藝越來越受到重視。丙烯直接氧化法因具備上述優(yōu)點(diǎn)而成為國(guó)內(nèi)外許多公司的研究熱點(diǎn)。該工藝在國(guó)外處于中試階段，一旦開發(fā)成功將成為最理想的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝。國(guó)內(nèi)要迎頭趕上，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

(3)選擇符合企業(yè)自身?xiàng)l件的工藝。近年國(guó)內(nèi)對(duì)HPPO法進(jìn)行了研究，已開發(fā)出第3代HPPO法催化劑，該工藝有望在國(guó)內(nèi)得到工業(yè)化應(yīng)用。共氧化法、HPPO法生產(chǎn)工藝在短期內(nèi)無絕對(duì)優(yōu)勢(shì)淘汰氯醇法工藝，故3種工藝會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)并存。鑒于我國(guó)環(huán)氧丙烷生產(chǎn)目前主要采用的是氯醇法，建議通過技術(shù)改造，逐漸縮短與國(guó)外先進(jìn)水平的差距;而有原料及市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)的大型石化企業(yè)可根據(jù)自身情況，建設(shè)共氧化法或HPPO法生產(chǎn)裝置。

［1］ 蔡杰，吳莉娜．國(guó)內(nèi)外環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)及市場(chǎng)分析［J］．中國(guó)氯堿，2009(5):5 －6．

［2］ 張健，謝妤，牛志蒙．環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)及市場(chǎng)綜述［J］．化工科技，2010，18(3):75 －79．

Development Analysis and Investment Proposals on Propylene Oxide Industry in China

Yu Chunmei
(Jilin Design Institute，Petrochina Northeast Refining and Chemical Engineering Co．，Ltd．，132002)

Propylene Oxide(PO)is an important chemical material．The production and consumption status and development trend of PO in China were introduced．Several aspects of PO plant construction deserving attention were discussed．Proposals were raised on development of PO industry in China．

PO，production，consumption，development trend

1674－1099 (2012)04－0001－04

TQ222.2

A

2012-03-21。

于春梅，女，1968年出生，1991年畢業(yè)于東北電力大學(xué)圖書情報(bào)專業(yè)，高級(jí)工程師，注冊(cè)咨詢工程師，現(xiàn)從事項(xiàng)目前期工作。