聚丙烯原料多元化及其市場研究

摘要：21世紀以來，全球非常規資源的發現進入活躍期，也影響了聚丙烯產品的生產。中國的能源結構富煤、貧油、少氣，現階段國內煤制聚烯烴產品的發展已成為聚烯烴行業關注的焦點，煤制聚烯烴現階段面臨許多問題和挑戰。

關鍵詞：聚丙烯;原料多元化

一、煤制聚丙烯

2010年10月原神華集團（現國家能源投資集團）全資子公司神華包頭煤化工有限公司全球第一套煤制聚丙烯裝置開車成功。2010年美國頁巖油產量不到50萬桶/日（約合2500萬噸/年）;2018年增長到600萬桶/日（約合3億噸/年）[1]，頁巖油革命致使廉價的丙烷涌入國際市場。新興的丙烷脫氫（PDH）制備聚丙烯技術，在中國沿海大量投建新工廠。持續的“低油價”時代促使傳統石油制聚丙烯同樣吸引投資者的目光，位于浙江舟山的浙江石化5000萬噸/年，煉油裝置一期配套90萬噸/年。聚丙烯裝置2019年12月初投產，2020年1月份正式商業化運行，其中煤制烯烴是烯烴原料多元化進程的主力。

聚丙烯由丙烯原料聚合而成。原料丙烯分子式為C3H6，結構式CH3CH=CH2，分子中有一個C-C雙鍵。常溫常壓下，丙烯為氣態。無色、易燃，略帶烴類的特殊甜味。不溶于水，低毒。丙烯來源主要有兩類。一是蒸汽裂解、催化裂化等傳統石油路線;二是基于工藝路線變革的原料多元化（MTP/MTO、丙烷脫氫等）路線[2]。

目前工業上傳統的丙烯來源均為石油制取乙烯的副產物，有兩大類加工路線[3]。一是由石腦油等輕烴蒸汽裂解制取乙烯、丙烯，二是原油煉廠氣通過流化催化裂化FCC（Fluid Catalytic Cracking）和深度催化裂解工藝DCC（Deep Catalytic Cracking）等工藝創新直接裂解制取乙烯、丙烯。蒸汽裂解副產丙烯仍然是全球丙烯生產的主要來源，截至2019年底全球丙烯產能中，70%為石化廠生產乙烯副產的丙烯，其中有41%來自石腦油裂解制烯烴裝置，29%來自煉廠氣裂解制烯烴裝置;18%來自以美國和中東輕烴類資源豐富的丙烷脫氫和烯烴歧化，8%來自我國通過MTO或MTP工藝生產的煤制丙烯。

新興路線分為二大類，一是以煤、天然氣為原料，通過氣化合成甲醇產品，由甲醇生成乙烯、丙烯產品的甲醇制丙烯工藝MTP（Methanol to Polypropylene）和甲醇制烯烴工藝MTO（Methanol to Olefins）。二是以丙烷為原料的丙烷脫氫工藝PDH（Propane Dehydrogenation）。目前全球新興路線都集中在我國。甲醇制丙烯工藝MTP和甲醇制烯烴工藝MTO集中在我國西部煤炭資源豐富的地區，丙烷脫氫工藝PDH則集中在東部、南部沿海地區，充分利用來自美國和中東地區的廉價液化氣資源。

以煤炭為原料制取烯烴通過中間產品甲醇合成，分為甲醇制丙烯工藝MTP和甲醇制烯烴工藝MTO兩種。甲醇制烯烴工藝MTO應用工業化最廣泛的是我國大連物化所的DMTO專利技術。截至2020年底已有工業化裝置26套。甲醇制丙烯工藝MTP工業化裝置僅有3套，其中2套在寧夏煤業有限責任公司，另外1套在內蒙古大唐能源公司。

二、聚丙烯樹脂及其的生產工藝

聚丙烯樹脂是無色、無臭、無毒、半透明固體顆粒，五大通用塑料之一，性能優良的熱塑性塑料。聚丙烯樹脂具有優異的機械特性、熱性能和易于加工的可塑性。是僅次于聚氯乙烯、聚乙烯的第三大通用塑料[4]。

淤漿法是最早工業化的生產方法，在上世紀80年代曾占據主導地位，目前已經淘汰。液相本體法和氣相法不使用稀釋劑、流程短、能耗低等優點，已經成為現代聚丙烯生產工藝的主流[5]。2000年后新增產能以更先進的氣相法為主，占比達八成以上。國內新增聚丙烯產能均采用氣相法聚合工藝技術，主要工藝包括：BP公司的Innovene工藝、Dow公司的Unipol工藝和ABB lummus公司Novolen工藝。截至2020年，國內采用Unipol工藝的聚丙烯裝置已達15家，產能為488萬噸/年;采用Innovene工藝的聚丙烯裝置已達16家，產能為448萬噸/年;采用Novolen工藝的聚丙烯裝置共6家，產能為280萬噸/年，約占國內聚丙烯總生產能力的11.71%。

三、聚丙烯樹脂市場供需

2010年以來，國內聚丙烯行業共經歷三次大擴能，如圖1所示。2014年、2016年的前兩次大擴能主力均是以煤化工和丙烷脫氫PDH為主的新技術擴能，2019～2022年第三次擴能進入了大煉化時代。2010～2013年國內聚丙烯裝置處于集中建設期，2014年新建成產能集中投放。2015年開始，進入穩定生產期，因過度投產導致了聚丙烯產品的低價競爭加劇，部分計劃上馬的裝置出現延期。2016年投產步伐加快，十三五期間，石化產業規劃布局方案提出重點建設七大石化產業基地，淘汰落后產能，民營企業成為煉化一體化的重要參與者與領跑者。以恒力石化、榮盛石化、盛虹化工、東華能源、衛星石化、寧夏寶豐等為代表的上市企業進入聚丙烯市場，并進行較大規模的產能布局。長期持續的中低油價給煉化企業帶來廉價的原料，催化了2020年國內聚丙烯市場十年內的第三輪擴能高峰。2021年國內聚丙烯市場預計新增產能430萬噸。

四、聚丙烯樹脂的下游應用變化預測

國內聚丙烯主要用于生產編織制品、薄膜制品、注塑制品、紡織制品等。未來幾年，聚丙烯在各個領域的需求量持續增長，消費結構也將逐步發生變化。2020年國內聚丙烯表觀消費量2577萬噸（見表1）。

國內聚丙烯消費結構中，低端產品占比相對較高，如編織制品和普通包裝膜，尤其是編織制品占比明顯高于全球平均水平。目前國內編織制品主要用于糧食、化肥、水泥等大宗固體產品的包裝。房地產調控政策的持續收緊將影響到水泥等建筑材料對編織袋的需求，編織制品聚丙烯需求占比呈下降趨勢。

注塑制品主要應用于汽車、家電、日用品、玩具等領域。近年來外賣行業的興起，外賣所使用的各類餐盒多采用透明性、流動性較好的薄壁注塑聚丙烯制作，也促進了薄壁注塑聚丙烯的需求增長。2020年爆發的“新冠肺炎疫情”大幅推進全民公共衛生領域的發展，醫療用品行業對高透明聚丙烯產品需求將逐年增長。

BOPP薄膜具有質輕、機械強度高、尺寸穩定性好等優點，廣泛應用于印刷、軟包裝及快遞等行業。國內軟包裝行業快速發展及快遞量的迅猛增加推動了作為軟包裝膜的增長，但該行業技術含量和產品附加值不高，同質化嚴重，市場競爭激烈，BOPP行業正處于結構調整升級階段。

五、結束語

2010年10月世界第一套煤制聚丙烯神華包頭工廠投產以來，國內煤制聚丙烯逐步成熟。美國頁巖油革命，丙烷脫氫制備聚丙烯技術廉價的丙烷原料涌入國內。連續多年的“低油價”時代，大型煉化一體化裝置帶來投資熱潮[6]。

隨著原料多元化的進展，聚丙烯生產、產品鏈及下游應用產業進一步發展和完善。煤制聚丙烯起步晚，以生產通用牌號產品為主，正積極尋求高質量專用料的開發與質量提升，獲得行業認可。通過歷史數據的對比、國內宏觀經濟形勢的分析及市場實際調研結果，對2020年國內聚丙烯需求結構變化預測為：注塑類共聚產品占比增長最快，預計增長23%;管材料因房地產及國家基礎建設投入建設增長至5%左右;透明料占增長至5%;CPP占比增長至近3%。

參考文獻：

[1]趙文明.全球烯烴原料多元化對中國烯烴產業影響[C].2017.

[2]陳碩，王定博，吉媛媛，等.丙烯為目的產物技術進展[J].石油化工，2011，40（02）：217-224.

[3]朱根權.工藝條件對催化裂解輕汽油裂化制低碳烯烴反應的影響[J].石油煉制與化工，2015，46（06）：8-11.

[4]董文鐸，余嬌，高麗春.聚丙烯市場現狀及發展預測[J].化工技術經濟，2003，21（07）：33-39.

[5]李健.氣相法聚丙烯工藝生產對比分析[J].化工管理，2017（43）：187-188.

[6]丁巍.能源和化工產業展望[C]. 2018.

作者簡介：馮濤（1979，11月—），男，寧夏銀川人。所在單位及職稱：國家能源集團寧夏煤業有限公司煤制油化工銷售分公司經濟師職稱。教育經歷：1997.9～2001.7，華東理工大學，資源與環境工程學院，工學學士學位;2018.9～2021.6，浙江大學，化學工程與生物工程學院，工程碩士學位。