全球化工“血拼”成本

□ 余木寶

借頁巖氣革命成功的東風(fēng)，美國化工企業(yè)在全球化工市場占據(jù)了競爭優(yōu)勢。其他地區(qū)的化工企業(yè)必須利用原油直接裂解生產(chǎn)石化產(chǎn)品可以降低生產(chǎn)成本，才能抗衡美國化工企業(yè)。

化工企業(yè)通常以石腦油為原料生產(chǎn)乙烯和丙烯等石化產(chǎn)品，然后用來制造如塑料、合成纖維等產(chǎn)品。但是這種生產(chǎn)工藝不僅生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，而且生產(chǎn)成本高。近年來，隨著美國天然氣革命的成功，美國化學(xué)工業(yè)利用供應(yīng)充足、價格低廉的天然氣作為乙烯生產(chǎn)原料，取得了明顯的成本優(yōu)勢，這給世界其他地區(qū)的化工企業(yè)帶來了巨大沖擊。成本競爭由此成為全球化工企業(yè)能否生存、發(fā)展的關(guān)鍵。一些化工企業(yè)試圖開發(fā)利用原油直接裂解生產(chǎn)石化產(chǎn)品的新工藝，來應(yīng)對美國化工企業(yè)的競爭。

頁巖氣革命助力美國化工企業(yè)

水力壓裂技術(shù)給美國帶來了天然氣和石油生產(chǎn)方面的革命。頁巖氣革命帶來的原料優(yōu)勢正以“潤物細無聲”的態(tài)勢滋潤著北美化工產(chǎn)業(yè)。頁巖氣行業(yè)的快速發(fā)展將會使美國化工行業(yè)顯著受益，美國乙烯產(chǎn)業(yè)強勢回歸并擴張。以天然氣為原料的乙烯裝置生產(chǎn)能力約占世界乙烯生產(chǎn)能力的32%，其乙烯收率比以石腦油等輕質(zhì)石油餾分為原料的約高1倍。隨著天然氣產(chǎn)量的增加和乙烷、丙烷回收率的提高，所占比例正在逐步增加。

以廉價的天然氣作為乙烯生產(chǎn)原料，為美國的化學(xué)品制造商提供了明顯的成本優(yōu)勢。2008年以前，美國乙烯生產(chǎn)原料中天然氣占50%左右，而石腦油占22%左右。到2012年初，天然氣占65%，而石腦油只占10%。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，當(dāng)前美國利用天然氣生產(chǎn)乙烯的成本略大于400美元/噸，而歐洲和亞洲利用石腦油生產(chǎn)乙烯的成本則接近1300美元/噸。

乙烷裂解生產(chǎn)乙烯的收率高達80.5%，遠高于亞洲傳統(tǒng)的石腦油制35%的乙烯收率。美國近幾年的頁巖氣開發(fā)有大量的濕氣資源，使乙烷和丙烷的供應(yīng)量大幅增加，乙烷裂解制乙烯已成為極具競爭力的工藝路線。2014年6月，陶氏化學(xué)公司宣布開始建設(shè)其位于德州自由港綜合生產(chǎn)基地內(nèi)的乙烯擴能和升級項目。該項目將以美國Marcellus和EagleFord頁巖氣區(qū)塊生產(chǎn)的乙烷為原料，乙烯設(shè)計產(chǎn)能約150萬噸/年，預(yù)計2017年上半年建成投產(chǎn)。

除陶氏之外，雪佛龍菲利普斯化學(xué)、殼牌、沙索、臺塑、?？松梨?、西湖化學(xué)、伊士曼化學(xué)、利安德巴賽爾等也都規(guī)劃了大規(guī)模的烯烴裂解裝置建設(shè)計劃。資料顯示，北美新建乙烯裝置大部分將在2016年至2017年投產(chǎn)。此外，英力士、北歐化工和沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司都宣布了通過進口美國的乙烷，在歐洲新建乙烯裝置的計劃。

美國霍尼韋爾公司已經(jīng)開發(fā)出一種可用天然氣甲烷生產(chǎn)乙烯的工藝過程。公司稱，該過程在其實驗室已經(jīng)證實，幾年后可望推向市場。目前他們已經(jīng)完成了概念性實驗工作論證，并獲得了良好的產(chǎn)率和性能。按目前價格計算，該工藝最終將會使乙烷基乙烯生產(chǎn)成本節(jié)省40%左右。

美國芳烴產(chǎn)業(yè)同樣受惠。人們曾經(jīng)認為頁巖氣革命“肥”了烯烴，“瘦”了芳烴，最明顯的就是北美地區(qū)純苯產(chǎn)量減少。但這對下游苯衍生物產(chǎn)業(yè)而言，并不是一個壞消息。IHS化學(xué)公司芳烴業(yè)務(wù)負責(zé)人彼得·馮表示，雖然頁巖氣革命大獲成功造成北美地區(qū)的純苯供應(yīng)大幅減少，從而推高了該地區(qū)純苯的價格，但從另一個方面來說，卻有利于該地區(qū)苯衍生物的生產(chǎn)。因為苯衍生物生產(chǎn)所需的乙烯、氫氣和丙烯原料都正在受益于頁巖氣革命，苯的供應(yīng)則可通過進口得到解決。乙烯、氫氣和丙烯成本降低，將使北美地區(qū)苯衍生物獲得生產(chǎn)優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。

新技術(shù)助力低成本生產(chǎn)石化產(chǎn)品

2013年，埃克森美孚正式在新加坡啟動全球首個使用原油來生產(chǎn)石化產(chǎn)品的裝置，其目的是通過這種方式降低成本，更好地應(yīng)對同業(yè)競爭。

由?？松梨谠谛录悠滦陆ǖ牧呀庋b置是世界上第一座可以直接用原油作為裂解原料的裝置，消除了石化生產(chǎn)過程中的煉油環(huán)節(jié)。這座新建的100萬噸/年的裂解裝置是?？松梨趯⑵湫录悠铝呀饽芰Ψこ痰囊徊糠?，已于去年建成投產(chǎn)。但是，今年?？松梨诓糯_認該裝置可以直接將原油作為原料進行裂解。

原油直接裂解可以降低原料成本、能源消耗和二氧化碳排放，同時還可生產(chǎn)品種更加豐富的副產(chǎn)品。?？松梨诨げ靠偛檬返俜摇て召嚑柋硎荆陆呀庋b置可以實現(xiàn)更加柔性化生產(chǎn)，可以加工的原料范圍亦十分廣泛，從輕質(zhì)氣體到原油均可作為直接裂解裝置的原料。

?？松梨诒硎?，將原油直接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)品比使用石腦油作為原料生產(chǎn)化學(xué)品更具成本優(yōu)勢。2013年，石腦油的平均價格為902美元/噸，而布倫特原油的價格平均為108.81美元/桶，相當(dāng)于816美元/噸，兩者相比，差距顯著。亞洲的大部分裂解裝置仍然使用石腦油作為原料，從生產(chǎn)成本角度上來說，競爭力就已經(jīng)打了折扣。

其實，自從20世紀70年代以來，直接原油裂解就已經(jīng)成為化工科研和專利領(lǐng)域的主題之一。但是直到現(xiàn)在，如何對裂解原油中寬范圍碳烴進行優(yōu)化仍然困擾著直接原油技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

作為早在20世紀就發(fā)明了蒸汽裂解生產(chǎn)化學(xué)品技術(shù)的行業(yè)領(lǐng)頭羊，?？松梨谠谠椭苯恿呀饧夹g(shù)的研究和應(yīng)用方面亦拔得頭籌，在原油直接裂解技術(shù)實用化方面取得了實質(zhì)性進展。但是，埃克森美孚對于具體細節(jié)言之甚少，僅透露使用了40余項專利技術(shù)。

目前，該裂解裝置的一部分產(chǎn)品送往相鄰的煉油廠，更多的產(chǎn)品則用于化學(xué)品生產(chǎn)。2014年3月，?？松梨谛录悠鹿韭暦Q將建設(shè)一座丁基橡膠生產(chǎn)廠，以利用碳四組分；還將建設(shè)一座膠黏劑組分工廠，以利用碳五組分。這兩座工廠都將于2017年建成投產(chǎn)。

沙特作為世界最大的原油出口國，計劃由沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司在延布建設(shè)一個同類工廠。沙特石油和礦產(chǎn)資源大臣納伊米近日表示，沙特計劃在延布建設(shè)一個以原油為原料直接裂解生產(chǎn)化學(xué)品的石化廠，該石化廠將不需要先把原油提煉成各類精制石油產(chǎn)品。

納伊米表示：“沙特石油和礦產(chǎn)資源部正與沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司合作開展一項創(chuàng)新技術(shù)研究，將建設(shè)一個以原油為原料直接生產(chǎn)石化產(chǎn)品的一體化綜合石化廠，而不是建設(shè)一個常規(guī)的煉油廠。”

□ 頁巖氣行業(yè)的快速發(fā)展使美國化工行業(yè)顯著受益，這其中包括將減少原料及能源的成本。李曉東 供圖

沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司計劃建設(shè)規(guī)模更為龐大的石油制化學(xué)品生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)能力將是?？松梨谛录悠鹿拘陆ㄍ愌b置的10倍。2014年5月，沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司宣布，1000萬噸/年的石油制化學(xué)品裝置正處于最后研究階段，計劃將于2020年上馬。計劃建設(shè)的裝置將先把原油分為三部分：液化天然氣、石腦油和燃料油，然后再輸至3個獨立的裂解裝置。

多年來，沙特阿美公司也一直在研究使用原油直接生產(chǎn)乙烯和丙烯的工藝技術(shù)，已開展直接原油裂解技術(shù)研究。根據(jù)沙特實現(xiàn)價值最大化和就業(yè)最大化戰(zhàn)略，沙特阿美公司利用原油作為化工原料，而不是加工成成品油。這也可避免由于頁巖油生產(chǎn)擴張導(dǎo)致原油價格長期下降的風(fēng)險。