不同丙烯生產路線的成本分析

王積欣

(中國寰球工程公司，北京 100012)

截止到2011年，我國丙烯生產能力達到15.5 Mt，其中乙烯裂解裝置聯(lián)產的丙烯產能為7.2 Mt左右，占46%;煉廠丙烯產能為7.4 Mt左右，占48%;煤制烯烴項目丙烯產能為0.9 Mt，占6% 。國內丙烯產能基本來自煉廠的催化裂化裝置及石油化工企業(yè)的石腦油裂解裝置，所產丙烯基本上供企業(yè)內部使用，極少外供。

隨著丙烯下游衍生物需求的增長，下游企業(yè)對丙烯的需求不斷增加，丙烯供應缺口增大，供求矛盾加劇。近年來，國內丙烯的自給率不足70%。丙烯資源一般都掌握在大型的煉化一體化的企業(yè)手中，需要丙烯的下游企業(yè)只有通過進口加以解決。近年來，國內丙烯進口量逐年提高，2011年丙烯進口量達1.75 Mt，為此很多企業(yè)在尋求丙烯原料和生產技術的多元化途徑。

預計未來國內除了傳統(tǒng)石腦油裂解和煉廠生產丙烯外，甲醇制乙烯和丙烯(MTO)、甲醇制丙烯(MTP)、丙烷脫氫制丙烯等工藝路線所占比重會不斷擴大。另外，隨著天然氣的廣泛使用并逐步替代液化石油氣(LPG)，或者采取與國外LPG生產商合資建廠等方式，未來有可能會實現(xiàn)LPG裂解生產烯烴工藝路線在中國建廠零的突破，這些不同的工藝路線的產品成本因此成為關注的焦點。

討論某種工藝的競爭力是不能脫離建設項目的，要綜合考慮該工藝所依托的建設項目所在地的自然和人文等條件，如:原料的供應量和價格、當?shù)氐乃姷荣Y源價格、技術人才的可獲得性、當?shù)剡\輸情況、環(huán)境容量、稅收政策以及目標市場等等。這些因素有些可以量化計入成本，也有些無法量化，但是都將直接或者間接地影響項目及其使用技術的綜合競爭力。文章主要從成本角度分析不同工藝所產丙烯的競爭力。

1 測算對象

目前丙烯生產常用的工藝路線包括:

(1)石腦油制乙烯丙烯(傳統(tǒng)蒸汽裂解);

(2)甲醇制烯烴電廠即(MTO和MTP);

(3)丙烷脫氫制丙烯(PDH);

(4)C3/C4裂解制乙烯和丙烯(LPG裂解);

(5)煉廠丙烯(FCC);

(6)烯烴轉換(丁烯和乙烯歧化制丙烯的OCT工藝或以輕烴為原料生產乙烯和丙烯的Superflex工藝)。

在以上幾種工藝路線中，煉廠丙烯成本的測算更多涉及到聯(lián)產品的成本分攤問題，而烯烴轉換工藝，如OCT或者Superflex往往與其他技術，如MTP和MTO聯(lián)合使用，用來增加乙烯和丙烯的產量，所以這2種路線的產品成本相對比較復雜，在這里不作測算。此次測算只比較石腦油或者LPG制烯烴、甲醇制烯烴及丙烷脫氫工藝路線的產品成本。

2 成本測算的基礎數(shù)據(jù)

成本測算是在一定的假設條件下進行的，一旦假設條件發(fā)生變化，測算結果也會有所不同。

2.1 測算范圍及口徑

考慮到乙烯和丙烯一般都是作為企業(yè)內部的中間產品，而不是作為最終產品直接出售，因此這里測算的乙烯和丙烯成本是指生產成本。具體成本要素包括:原材料、化學品、輔助材料、副產品扣除、燃料及公用工程、人工福利、折舊費、維修費及其他制造費用等。

一般來說，影響成本的主要因素是原材料和投資，這也是此次測算關注的重點，而其他因素，如人員工資、水電價格等影響較小，各工藝路線按同樣數(shù)額考慮，測算口徑以單位丙烯+乙烯計。

2.2 原料價格

各種工藝路線所用的原料各不相同(具體見表1)，保證原料價格在同一水平上測算是關鍵所在。

表1 各種工藝路線的主要原料

各種工藝路線的原料集中在石腦油、甲醇、丙烷、丁烷上，而丙烷和丁烷價格差距不大，因此這里主要討論LPG、石腦油、甲醇價格的計取，以它們的到岸價(成本、保險費加海運費，即CIF價)為例說明相互之間的價格關系。

近5年LPG、甲醇和石腦油價格變化如圖1所示。

圖1 近5年LPG、甲醇和石腦油價格變化

從圖1中可以看出:除了2009年因受金融危機影響價格較低外，其余年份價格波動相對較小。另外，LPG、石腦油和甲醇價格在這5年內的變化趨勢是相近的。LPG、石腦油價格趨勢相近是因為它們與原油價格具有強相關性，而國內甲醇大多以煤為原料，但甲醇價格走勢也與它們一致，其原因需要作進一步分析。

近年國內甲醇的產能、產量、進口量和開工率情況見圖 2［1］。

圖2 近年甲醇產能、產量、進口量及開工率變化

從圖2可以看出:目前國內甲醇裝置開工率不高，近3～4年不足50%。這些年甲醇已由供給不足過渡到供求平衡，目前產能過剩，而進口量卻逐年提高。進口甲醇基本上以天然氣為原料，原料價格較低，其生產成本也就比較低，對國內甲醇市場造成很大沖擊。國內甲醇價格越來越受到進口甲醇價格的影響，可以認為國內甲醇價格是由進口價格決定的。隨著國際原油價格的一路走高，煤的價格趨勢逐漸與原油價格趨勢相一致。因此，此次測算把甲醇價格和LPG、石腦油價格放在同一個水平上，以同一個原油價格水平為基準。

在原料價格選取上遵循公平原則，主要原料價格均采用市場價格測算，而不是有的采用市場價格，有的采用成本價格。即使該原料由本企業(yè)上游裝置生產，考慮到上游裝置的盈利需要，仍統(tǒng)一用市場價格計算。

甲醇制烯烴裝置定位于西部地區(qū)，丙烷脫氫、LPG裂解裝置定位于東部或東南沿海，石腦油裂解裝置則定位于煉化一體化企業(yè)。

2.3 測算規(guī)模

對各種工藝路線按其有代表性的規(guī)模進行成本測算，具體見表2。

表2 各種工藝路線測算規(guī)模假設

3 測算結果

經測算，各種工藝路線的丙烯生產成本如圖3所示。

圖3 不同工藝路線的丙烯生產成本比較

成本的絕對數(shù)值意義不大，因為它們依托于某一原油價格水平，原油價格一旦發(fā)生變化，成本相應發(fā)生變化。在此主要說明的是不同工藝路線丙烯生產成本的相對比較。MTO工藝路線的乙烯+丙烯成本比MTP的要低，其原因為:MTO的烯烴規(guī)模稍大、甲醇單耗低于MTP。從投資角度看，在這些生產路線中，MTP裝置單位烯烴投資額最高，因而單位烯烴的折舊和其他固定成本也最高。

丙烷脫氫裝置流程簡單、單位烯烴投資額低、產品相對單一、丙烯產量大、副產品附加值高，因此成本也較低。

C3和C4裂解與傳統(tǒng)石腦油裂解相比成本低，一方面是由于它的原料輕質化，烯烴收率高;另一方面是裝置規(guī)模大，單位烯烴投資在以上工藝路線中最低。

對圖3所示的各種工業(yè)路線的丙烯生產成本進行比較，可以看出:傳統(tǒng)石腦油裂解路線及C3/C4裂解路線可變成本較高，遠高于其他路線。因此，原料成本高是裂解工藝成本高居不下的主要原因。而丙烷脫氫、MTP、MTO路線雖然固定成本要高于蒸汽裂解路線，但原料成本低的優(yōu)勢足以使其生產成本具有競爭力。

4 結論

(1)傳統(tǒng)石腦油裂解裝置雙烯收率低、成本高，技術成熟、穩(wěn)定，一般有上下游一體化裝置可以依托。

(2)LPG裂解工藝相對于傳統(tǒng)石腦油原料路線投資省、原料組分輕、能耗低、產品收率高、污染物排放少，比以石腦油為原料的雙烯成本低10%左右，但是存在原料供應風險。

(3)丙烷脫氫裝置規(guī)模相對較小、投資省、丙烯產量高、副產品氫氣的附加值高，但原料依存度大，同樣存在原料供應風險。

(4)甲醇制烯烴路線產品成本較低，但是煤制甲醇工藝路線面臨著節(jié)能減排的壓力，一旦收取減排費，將提高甲醇成本，降低甲醇制烯烴的競爭力;而甲醇制烯烴裝置往往位于中國西北部，遠離目標市場，最終產品要承擔額外的運輸費用。此外，甲醇生產還面臨著水資源的制約。

［1］龔華俊，王鈺.2011年我國甲醇及下游行業(yè)現(xiàn)狀特點及2012年發(fā)展建議［J］.化學工業(yè)，2011(增刊):84.