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(xì)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(qiáng)勢回歸并擴(kuò)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(dá)80.5%，遠(yuǎn)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(kuò)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、埃克森美孚、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(jìn)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(rèn)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(fù)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(jìn)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。

由埃克森美孚在新加坡新建的裂解裝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/年的裂解裝置是埃克森美孚將其新加坡裂解能力翻番工程的一部分，已于去年建成投產(chǎn)。但是，今年埃克森美孚才確認(rèn)該裝置可以直接將原油作為原料進(jìn)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。埃克森美孚化工部總裁史蒂芬·普賴爾表示，新建裂解裝置可以實現(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。

埃克森美孚表示，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(jì)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(jìn)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(jì)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，埃克森美孚在原油直接裂解技術(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(jìn)展。但是，埃克森美孚對于具體細(xì)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，埃克森美孚新加坡公司聲稱將建設(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)能力將是埃克森美孚新加坡公司新建同類裝置的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(dú)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(kuò)張導(dǎo)致原油價格長期下降的風(fēng)險。