中國煤制乙二醇行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢

陳冬燕

中國社會科學(xué)院研究生院 （上海 200072）

乙二醇（MEG）又名甘醇、1，2-亞乙基二醇，是無色無臭、有甜味的液體，對動物有毒性，人類致死劑量約為1.6 g/kg，能與水、丙酮互溶，但在醚類中溶解度較小。乙二醇的下游應(yīng)用主要是聚酯產(chǎn)品（占95%以上）。聚酯產(chǎn)品包括纖維級及非纖維級聚酯，其中：纖維級聚酯作為化纖中產(chǎn)量最大的品種，占據(jù)著化纖行業(yè)將近80%的市場份額；非纖維級聚酯主要包括瓶類、薄膜等，廣泛應(yīng)用于包裝、電子電器、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域。乙二醇還可用于其他領(lǐng)域，如配制發(fā)動機防凍液、增塑劑、不飽和聚酯樹脂、非離子表面活性劑以及炸藥等。

1 乙二醇主要生產(chǎn)工藝路線

乙二醇生產(chǎn)工藝主要分為天然氣制乙二醇、石腦油制乙醇以及煤/甲醇制乙二醇。天然氣工藝路線主要在中東地區(qū)，因為獨特的資源，以廉價的油田伴生氣中的乙烷、丙烷為原料生產(chǎn)乙烯，再通過環(huán)氧乙烷水合生產(chǎn)乙二醇，在國際市場上擁有極大的成本優(yōu)勢。目前中國主要采用的是石腦油以及煤/甲醇工藝路線。至2018年年底，中國國內(nèi)市場乙二醇產(chǎn)能預(yù)計將達到1 000萬t/a，其中60%以上的產(chǎn)能來自于石腦油裂解乙烯裝置，其余的來自于煤/甲醇制烯烴裝置。

石腦油工藝路線是通過石腦油生產(chǎn)乙烯，經(jīng)環(huán)氧乙烷合成乙二醇。中國進口石腦油的配額限制以及石腦油消費稅的征收，導(dǎo)致中國依靠石腦油路線的難度較高。另外，當(dāng)企業(yè)經(jīng)由石腦油生產(chǎn)乙烯時，涉及的下游產(chǎn)品眾多，包括聚乙烯、乙二醇、環(huán)氧乙烷、苯乙烯等，而國內(nèi)聚乙烯市場需求量以及供需缺口均較大，是國內(nèi)乙烯下游產(chǎn)品的首選品種。

煤/甲醇制工藝路線主要分成兩類。一類是先以煤制取合成氣，然后合成氣制得甲醇，經(jīng)甲醇制烯烴(MTO)得到乙烯，再通過傳統(tǒng)的石油路線由乙烯生產(chǎn)乙二醇，如國內(nèi)寧波富德能源有限公司50萬t/a的乙二醇裝置就是以外購甲醇生產(chǎn)乙烯進而得到乙二醇。另一類是以煤為原料得到合成氣，先對其進行分離提純得到一氧化碳和氫氣，其中一氧化碳通過催化偶聯(lián)合成草酸酯，再與氫氣進行加氫反應(yīng)制得乙二醇。該法還可以得到具有經(jīng)濟價值的草酸、草酰胺、碳酸二甲酯等副產(chǎn)物。目前國內(nèi)擁有煤制乙二醇生產(chǎn)裝置的公司主要有通遼金煤化工有限公司、新疆天業(yè)集團有限公司等。

2 乙二醇中國供應(yīng)現(xiàn)狀

近年來，國內(nèi)乙二醇的發(fā)展速度不及下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度，因而造成了國內(nèi)市場始終供小于求的狀態(tài)。近5年來，國內(nèi)乙二醇的自給率從30%逐步提升至40%左右，具體見表1。

在過去的數(shù)十年間，乙二醇的進口依存量不斷上升。海關(guān)數(shù)據(jù)顯示：2000年中國乙二醇總進口量僅為105萬t，到2017年，全年進口量高達875萬t。2017年乙二醇的產(chǎn)量僅為528萬t，遠小于其進口總量，因此，乙二醇依然是中國市場上緊缺的化工產(chǎn)品之一。

表1 2013—2017年中國乙二醇供需表

乙二醇進口貨源在中國市場上扮演著非常重要的角色。中國乙二醇的進口來源地主要是沙特、中國臺灣省、加拿大、韓國、科威特，這5個區(qū)域占據(jù)進口總量的80%左右。近5年中國市場乙二醇的進口情況詳見表2。

表2 2013—2017年中國乙二醇進口來源國及進口量 萬t

至2018年年底，中國乙二醇產(chǎn)能將達到1000萬t/a，其中煤/甲醇制工藝路線涉及的產(chǎn)能占30%～40%。從未來乙二醇裝置的新增或擴能來看，僅有幾套為石腦油乙烯路線，包括浙江石油化工有限公司裝置、中科合資廣東煉化一體化項目裝置在內(nèi)，所以來自石腦油路線的乙二醇資源增長十分有限，而大多數(shù)仍以煤制工藝路線為主。因此，煤制路線的占比未來幾年將進一步上升至40%～50%，也正符合中國當(dāng)前“缺油少氣多煤”的資源結(jié)構(gòu)特點。

早在20世紀(jì)70年代，受到世界石油危機的影響，各國紛紛開始研究以煤為原料替代石油生產(chǎn)乙二醇的方法。而在中國，中科院福建物構(gòu)所1982年起致力于煤制乙二醇的研究，2005年組建聯(lián)合體開展產(chǎn)業(yè)化試驗，2007年萬噸級煤制乙二醇中試技術(shù)成功，2010年世界首套裝置實現(xiàn)工業(yè)化投產(chǎn)。

2009年初，“煤制乙二醇“被列入國家石化產(chǎn)品調(diào)整和振興規(guī)劃， 2011年4月25日，國家發(fā)展和改革委員會修訂并發(fā)布了新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄，即《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》，其中20萬t/a及以上合成氣（煤）制乙二醇生產(chǎn)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用被列入鼓勵類發(fā)展項目，為國內(nèi)乙二醇市場提供了一個極佳的發(fā)展機會。

2010年3月，采用中科院福建物構(gòu)所技術(shù)的全球首個煤制乙二醇工業(yè)示范項目——通遼金煤化工有限公司20萬t/a的煤制乙二醇裝置試車成功并投入使用，這標(biāo)志著中國煤制乙二醇發(fā)展的起步。雖然后來因催化劑等技術(shù)問題，其產(chǎn)品并未大規(guī)模使用，但在2011年10月底，通遼金煤化工有限公司更換新的催化劑，產(chǎn)出的乙二醇在紫外線透光率指標(biāo)上取得明顯提高，產(chǎn)品質(zhì)量得到優(yōu)化，同時開工負荷陸續(xù)提升至70%～80%。之后幾年的發(fā)展，國內(nèi)市場也開始引進相對先進的國外技術(shù)，煤制乙二醇的發(fā)展又向前邁進了一大步。近年，采用國內(nèi)WHB生產(chǎn)技術(shù)[由中國五環(huán)工程有限公司、華爍科技股份有限公司（原湖北省化學(xué)研究院）和鶴壁寶馬實業(yè)有限公司聯(lián)合開發(fā)]的陽煤集團深州化工有限公司乙二醇裝置被浙江雙兔新材料有限公司（2018年被浙江恒逸集團有限公司收購）100%比例應(yīng)用于滌綸長絲生產(chǎn)，這標(biāo)志國內(nèi)煤制乙二醇技術(shù)發(fā)展上了一個歷史性的新臺階。截至2017年年底，國內(nèi)主要煤制乙二醇生產(chǎn)企業(yè)的總產(chǎn)能約為220萬t/a，具體見表3。

2018年，多套裝置投產(chǎn)，預(yù)計增加產(chǎn)能超過300萬t/a。當(dāng)前采用的技術(shù)主要有：上海浦景化工技術(shù)股份有限公司的煤制乙二醇技術(shù)，如鄂爾多斯市新杭能源有限公司及安徽淮化集團有限公司的裝置；中科院福建物構(gòu)所技術(shù)，如通遼金煤化工有限公司的生產(chǎn)裝置；WHB技術(shù)，如陽煤深州化工有限公司；日本宇部興產(chǎn)株式會社技術(shù)，如新疆天業(yè)集團有限公司的生產(chǎn)裝置。

3 煤制乙二醇未來發(fā)展

未來幾年內(nèi)，國內(nèi)將有大批煤制乙二醇裝置上馬。詳情見表4。然而，煤制乙二醇行業(yè)面臨著重重挑戰(zhàn)。中國市場一年約有300～400萬t的乙二醇從中東地區(qū)進口，約占進口總量的46%，滿足國內(nèi)市場30%的需求。中東乙二醇多以油田伴生氣中的乙烷、丙烷合成，成本低廉，是目前市場上最有競爭力的路線，相比較而言，當(dāng)前國內(nèi)的煤制乙二醇項目成本優(yōu)勢不明顯。另外，煤制乙二醇項目一般都配套煤氣化裝置，具有投資額度大、公用工程消耗高的特點。將公用工程、折舊費、其他費用、催化劑等固定成本包含在內(nèi)，典型的30萬t/a合成氣路線煤制乙二醇項目的投資額為45億～50億元。煤化工是高水耗行業(yè)，項目用水量大，隨著新環(huán)保法以及大氣污染、水污染、土壤污染防治等專項行動計劃的實施，煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)的環(huán)保控制要求將更加嚴(yán)格，煤制乙二醇項目獲得用水、用能、環(huán)保容量指標(biāo)的難度也將加大。如何進一步提高節(jié)能節(jié)水和環(huán)保水平，降低“三廢”處理的成本等問題，將成為煤制乙二醇等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要重點研究的問題。此外，我國實施碳交易或開征環(huán)保稅已是大勢所趨，日益嚴(yán)格的環(huán)保政策和新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的實施，勢必對煤制乙二醇項目的審批、建設(shè)、驗收及生產(chǎn)運營等帶來較大的挑戰(zhàn)。由于乙二醇消費地區(qū)多是經(jīng)濟較為發(fā)達的沿海地區(qū)，因此，從裝置地點到目標(biāo)市場的運輸能力和運輸成本值得重視，加上當(dāng)前煤制乙二醇技術(shù)仍未全面成熟，裝置開工以及產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定性仍需要進一步提升。

2017年全球乙二醇的消費量約為3000萬t，中國消費量約占全球消費總量的50%，預(yù)計2018仍將保持10%的增速，高于全球平均7%～8%的增速水平，這主要歸因于終端紡織品尤其是服裝良好的內(nèi)外銷形勢以及“廢塑令”后原生聚酯對于再生聚酯的替代需求。

表4 中國煤制乙二醇未來擴能統(tǒng)計

4 結(jié)語

未來，中國仍然是全球乙二醇最大的消費地，隨著國內(nèi)煤制乙二醇項目的陸續(xù)投產(chǎn)，中國對進口乙二醇的依存度有望進一步降低。

但相比較而言，以天然氣作為原料生產(chǎn)的乙二醇仍有絕對的成本優(yōu)勢，因此國內(nèi)乙二醇資源將逐步替代東北亞區(qū)域內(nèi)（如新加坡、中國臺灣、韓國等地）的乙烯法路線的進口貨源，再逐步和以天然氣為原料生產(chǎn)的乙二醇形成競爭局面。