關于對湖北荊州現代化工園區產業鏈的競爭力研究

肖敦峰,霍 磊,吳殊斌

(中國五環工程有限公司,湖北 武漢 430223)

2019年9月28日,隨著“北煤南運”大通道——浩吉鐵路正式通車,“兩湖一江”地區的煤炭供給能力極大富余。浩吉鐵路近期運載能力2億t/a,遠期可達3億t/a。其中,荊州地區的下煤量為8 000萬t/a,除去本地消費及替代‘海進江’的2 000萬t/a,余量高達6 000萬t/a。這么多的煤炭對荊州地區來說既是機遇又是挑戰。如何將這些煤炭清潔高效地轉化,轉化成什么產品會在整個產業鏈條中具有比較優勢?本文將圍繞這個核心問題展開研究。

1 荊州地區化工基礎分析

首先,對荊州地區進行SWOT分析。分析結果見表1。

表1 SWOT分析

在共抓大保護、不搞大開發的大背景下,荊州地區發展現代煤化工的威脅主要來自安全和環保兩方面。

環保方面可從如下幾個方面解決:①采用清潔高效的加壓煤氣化技術,避免產生難以處理的污染物;②篩選項目,對有污染頑疾的化工項目實行一票否決;③采用前端治理與后端治理結合,園區化整體解決,做到“三廢”不出園區。

安全方面可從如下方面解決:①所有項目全部入園,集中統一規劃和管理,確保與長江和公共區的安全防護距離;②建立智慧園區,采用先進控制系統,減少現場人員操作和活動。

針對荊州地區化工基礎薄弱的劣勢,可采取有效措施來彌補。首先,荊州地區有三峽大學(含曾經的江漢石油學院),每年培養大量的化工技術人才,且周邊的武漢、荊門、宜昌、岳陽有大量的成熟技術人才可引進。

那么,荊州在浩吉鐵路開通帶來的時代機遇下,如何發揮好自身優勢,做好煤炭這篇大文章?作為一個化工行業從業者,有必要為荊州地區發展現代煤化工及與石油化工的耦合發展獻計獻策。

2 現代煤化工產品選擇

現代煤化工的主要路線和產品主要有煤制合成氨尿素、煤制甲醇、煤制乙醇、煤制乙二醇、煤制烯烴、煤制油、煤制氣。各主要產品的單位煤耗、單位水耗見表2。

表2 煤化工產品的單位煤耗、單位水耗

注:煤耗以LHV=22 900 kJ/kg煤炭計算。

由于經煤炭生產乙二醇、聚烯烴和油品的煤炭消耗較高,從內蒙古、榆林地區經浩吉鐵路到達荊州的煤炭運輸成本約200～250元/t,因此,在荊州地區建設煤制乙二醇、煤制聚烯烴、煤制油等不具有成本優勢。但在荊州地區發展煤制合成氨尿素項目具有成本優勢。

(1)華東地區液氨缺口較大,且液氨價格長期維持在2 600～3 300元/t,在荊州地區生產液氨,通過長江水道運輸到華東地區,將具有較大的利潤空間。

(2)湖北周邊企業多為固定床造氣,屬于待置換的落后產能;而在荊州地區采用新型煤氣化技術建設合成氨尿素工廠,環保性能更好,是國家鼓勵發展的方向。

(3)以華中、華東市場作為分析對象,在荊州地區建設煤制化肥項目與在陜西、內蒙古煤礦坑口建設,到化工目標市場的成本價相當。

(4)在荊州地區建設煤制化肥項目,考慮湖北地區至重慶地區的水運物流成本,仍比重慶當地天然氣制尿素生產成本低約320元/t,成本優勢明顯。

3 丙烯與合成氨、合成氣產業鏈的耦合發展

在荊州地區除了發展煤制合成氨尿素產品能輻射長江上中下游市場,且具有成本競爭力外,還有煤化工與石油化工耦合產業鏈發展的極好空間。油氣資源是氫多碳少,煤炭資源是碳多氫少。沿海地區大量發展石油化工和輕烴化工,丙烷脫氫及乙烷裂解的氫氣大量富余,由于政策約束而不能通過發展煤化工獲取碳源,因此沿海地區碳資源非常缺乏。西北地區煤化工發達,碳資源非常豐富,為了獲取氫氣資源,需要通過一氧化碳變換來獲取氫氣,且1 Nm3CO轉化為氫氣,需要排出1 Nm3CO2,碳排放壓力巨大。浩吉鐵路和長江水道的交叉,為油氣化工與煤化工的耦合架起了橋梁,而它們的交匯點正好在湖北荊州地區。因此,從碳氫平衡的角度來說,在湖北荊州地區發展煤化工與油氣化工深度耦合的下游產業鏈將具有廣闊市場前景。

湖北荊州地區可通過武漢石化、長嶺煉化、荊門石化等獲取烯烴和芳烴資源。雖然乙烯、丙烯和芳烴資源相對沿海不具有成本優勢,但該地區CO、H2和氨具有成本優勢,筆者在篩選下游產業鏈時,主要集中在消耗液氨、CO和H2相對較高的下游產業鏈。按此原則篩選后,有如下幾個產品具有顯著成本優勢:丁辛醇、丙烯腈、己內酰胺。

3.1 丁辛醇市場競爭力分析

湖北地區丙烯資源相對缺乏,其價格相對沿海地區高出300元/t,但煤制合成氣和煤鍋爐蒸汽資源非常豐富,且價格相對較低,在荊州地區建設丁辛醇裝置的單位成本測算見表3。

表3 荊州地區生產丁辛醇噸成本估算

沿海地區丙烯資源豐富且價格相對較低,但由于不能新建煤制氣項目,難以獲得廉價的H2、CO,可從丙烷脫氫或天然氣轉化項目獲取,CO可通過天然氣轉化或甲醇裂解獲取,其標方氣體的成本均在1.5元/Nm3以上,且沿海蒸汽價格高達200元/t。在沿海地區建設丁辛醇裝置的單位成本測算見表4。

表4 沿海地區生產丁辛醇噸成本估算

從表3和4的對比可以看出,在荊州地區發展丁辛醇項目還是具有較大的成本競爭力,如果能在園區繼續發展丙烯酸產業,形成丙烯酸丁酯和丙烯酸辛酯及吸水性樹脂SAP產業鏈,其競爭優勢將會更大。

3.2 丙烯腈市場競爭力分析

生產丙烯腈產品的主要原料為丙烯、液氨,煤制液氨成本相對沿海地區液氨售價便宜1 000元/t。在荊州地區建設丙烯腈裝置的單位成本測算見表5。

表5 荊州地區生產丙烯腈噸成本估算

沿海地區丙烯資源豐富且價格相對較低,但由于不能新建煤制合成氨項目,難以獲得廉價的液氨,液氨價格在3 000元/t以上,且沿海蒸汽價格高達200元/t。在沿海地區建設丙烯腈裝置的單位成本測算見表6。

表6 沿海地區生產丙烯腈噸成本估算

從表5和表6的對比可以看出,在荊州地區發展丙烯腈項目具有成本競爭力,如果能在園區形成下游ABS樹脂和MMA產業鏈,其競爭優勢將會更大。

3.3 己內酰胺市場競爭力分析

生產己內酰胺產品的主要原料為苯、液氨、硫磺、氫氣,煤制液氨成本相對沿海地區液氨售價便宜1 000元/t,煤制氫氣成本相對沿海地區甲醇裂解制氫氣便宜0.8元/Nm3。在荊州地區建設己內酰胺裝置的單位成本測算見表7。

表7 荊州地區生產己內酰胺噸成本估算

沿海地區由于不能新建煤制合成氨項目,難以獲得廉價的液氨。在沿海地區建設己內酰胺裝置的單位成本測算見表8。

表8 沿海地區生產己內酰胺噸成本估算

從表7和8的對比可以看出,在荊州地區發展己內酰胺項目具有很強的成本競爭力,可進一步延伸形成尼龍6產業。另外,副產的硫酸銨還可用于湖北地區復合肥的原料,進一步提升硫酸銨的附加值。

4 結論和建議

在荊州地區發展傳統煤化工產品要重點圍繞具有成本競爭力的煤制合成氨和尿素產品,輻射長江上中下游地區;在荊州地區要選擇性地發展煤化工與油氣化工耦合產業鏈,重點圍繞具有成本競爭力的丁辛醇、丙烯腈、己內酰胺等產品進行布局,將會形成浩吉鐵路與長江水道交匯點處獨具特色的現代化工園區;為了使荊州地區的現代煤化工與油氣化工協同發展,可適度發展煤制烯烴或丙烷脫氫產業,為乙烯丙烯與合成氣耦合發展提供乙烯和丙烯原料保障;在荊州地區發展煤化工一定要按照最嚴苛的環保標準和安全標準,選擇清潔環保且安全的綠色技術,入園集中智慧化管理,杜絕污染和安全隱患,做到發展、保護兩不誤。