国内乙烷裂解项目布局加快
随着裂解生产工艺的进步,裂解原料逐渐朝着多元化、轻质化发展。同时,为应对油品消费达峰和化工市场竞争压力,越来越多的民营企业选择非一体化路线。近年来,国内乙烷裂解项目发展迅猛。自2019年国内首套乙烷裂解装置投产以来,国内乙烷裂解(含干气乙烷及乙丙烷混合裂解)项目产能规模已超500万吨/年。其中,中国石油兰州石化长庆80万吨/年乙烷制乙烯项目、独山子石化塔里木60万吨/年乙烷制乙烯项目均采用自有油田伴生气资源;华泰盛富通过提取炼厂气中的轻质组分作为裂解乙烯原料;新浦化学、卫星化学则主要利用进口乙烷资源生产乙烯等下游化工产品。以这些企业为代表的乙烷裂解生产商已成为国内乙烯市场不容忽视的重要参与者。
截至2024年,我国乙烯生产路线中乙烷裂解产能占比已提升为8%左右;石脑油裂解路线仍是最主要的乙烯生产路线,占比70%左右;煤制烯烃路线,占比12%左右;甲醇制烯烃路线占比5%左右。预计2030年前后,国内仍有超600万吨/年乙烷裂解装置上马,涉及中国石油、万华化学、华泰盛富等多家企业,总产能将超1000万吨/年。此外,还有大量乙烷裂解项目处于规划中。
高油价下乙烷裂解经济性优势凸显
生产乙烯的原料主要包括乙烷、LPG(液化石油气)等轻烃资源及石脑油等油类资源。其中,石脑油、LPG价格与原油价格高度相关,乙烷受天然气价格影响较大,价格基本受北美供需面驱动。2022年以来,受地缘政治、欧佩克减产等多因素影响,国际油价长期在80美元/桶以上高位震荡,推动石脑油、LPG价格迅速上涨。高企的原料价格及疲软的下游需求使国内石脑油裂解价差迅速收窄。2024年,日本CFR(成本加运费)石脑油均价674美元/吨,与东北亚乙烯裂解价差仅为200美元/吨左右,远远低于裂解装置盈亏平衡水平。相比之下,北美页岩气革命爆发以来,当地天然气及伴生乙烷产量迅速增长,美湾乙烷价格相应地大幅回落。2024年,美湾乙烷现货价格仅为19美分/加仑,约140美元/吨。据此折算,乙烷裂解制乙烯成本要比石脑油裂解制乙烯成本低1000~2000元/吨。
进口乙烷裂解路线面临多重挑战
1.资源及成本
从乙烷供应情况看,全球乙烷资源主要集中在北美和中东两大区域,供应占比超85%。其中,中东乙烷资源主要来自沙特和卡塔尔的常规天然气田,乙烷含量通常较低,主要满足当地乙烯生产;美国得益于国内页岩气的丰富储量,是全球最大的乙烷资源国,占全球乙烷产量的50%,同时也是目前全球唯一的乙烷跨区出口国。2024年,美国乙烷出口规模在1000万吨左右,资源主要流向中国、欧洲、印度及加拿大市场。未来,除中国外,全球还有大量以乙烷为原料的裂解项目正在建设或规划,包括比利时INEOS项目(145万吨/年)、加拿大陶氏项目(128.5万吨/年)、印度GAIL中央邦项目(150万吨/年)等新建项目,以及越南新龙山(50万吨/年)、印度信实(90万吨/年)等改造项目。预计到2030年,美国乙烷出口规模将达1500万吨左右。考虑到美国核心产区天然气产量增长放缓等影响,美国乙烷供应充足的局面或将有所转变。美湾乙烷价格(Mont Belvieu)将出现大幅度上涨,届时涨幅或超过50%,进口乙烷裂解成本优势将被大幅削弱。
同时,进口资源未来必然会面临贸易政策、地缘政治等因素带来的冲击。进口乙烷裂解装置的成本甚至是生存,已成为市场最关注的问题。若对美进口乙烷加征125%的关税,国内进口乙烷裂解路线成本将提升4000~5000元/吨,远远超出石脑油裂解路线成本,届时进口乙烷路线将彻底失去成本竞争力优势。目前,部分企业正计划通过争取豁免、进料加工、换货等方式规避对美加征关税的不良影响,但后续实施不确定性因素较多。整体来看,中国等市场的部分损失或将影响美国乙烷的出口,进而拖累美国乙烷短期现货市场价格,但预计仍难以对冲高关税带来的影响。
2.配套设施
当前,美国有三大乙烷出口设施,全部服务存量出口合同。位于宾夕法尼亚州的Marcus Hook出口能力为140万吨/年左右,主要服务英力士、博禄;位于得克萨斯州的Morgan’s Point出口设施主要服务印度信实、英力士、沙特基础工业公司等;位于得克萨斯州的Orbit Terminal(Nederland)由卫星化学与Energy Transfer合资创立,卫星化学具有优先使用权;2019年由美国能控公司出资建立的专用于出口亚洲的Martin Terminal,目前由于资金问题处于搁置状态。
未来,Orbit Terminal有750万吨/年的扩能计划,但具体产品尚未确定;Enterprise Products Partners也计划在得克萨斯州建设120万吨/年的乙烷出口设施,计划于2025年下半年投入运行。即便如此,目前美湾地区出口能力仍无法满足在建及规划乙烷裂解项目的需求。
3.运输船只及航线
液化乙烷对运输要求十分严苛,国际上一般采用超大型乙烷船(VLEC)进行运输。目前,全球VLEC生产商主要包括韩国HD现代、三星重工、江南造船厂等公司。VLEC建造工艺复杂,单艘船的造船周期最短为28个月。目前,江南造船VLEC订单39艘,交船期已排至2027年。国内企业已通过多种途径打破乙烷运输壁垒。比如卫星化学与国际船运公司合作以租赁形式获取船只资源。根据克拉克森数据,卫星化学租赁运营VLEC共计14艘,租赁期限15年;万华化学设立合资公司委托造船订单。2022年万华化学委托江南造船订造了3艘9.9万立方米VLEC,2艘船已于2024年交付,另外一艘船预计于2027年交付。
运输方面,美国船运乙烷现有航线主要为“美欧航线”、经苏伊士运河的“美印航线”“美巴航线”及经巴拿马运河的“美亚航线”。巴拿马运河作为连接美国东海岸和远东之间的主要航线,正常每日船只通行数量为3035艘。VLEC属于新巴拿马级船只,随着亚洲地区对进口乙烷资源需求增长,巴拿马运河短期内难以承接大量VLEC船只通行,可能进一步加重巴拿马运河货运拥挤状况,届时或将有部分船只被迫绕行苏伊士运河甚至好望角,其运输成本也将因此大幅上涨。
乙烷裂解制乙烯
乙烷裂解制乙烯主要是利用乙烷在高温下发生裂解反应,生成乙烯和氢气。乙烷的分子式为C2H6,通过裂解反应,可以断裂C-C键和C-H键,形成乙烯(C2H4)和氢气(H2)。相比传统的石脑油路线,乙烷裂解制乙烯的乙烯收率高,原料具有成本优势,是乙烷资源丰富地区的首选工艺路线。
乙烷裂解制乙烯优势
◆成本优势
乙烷是天然气和页岩气的主要成分之一,相比传统的石脑油等原料,乙烷的价格通常较低。乙烷的分子结构简单,只有两个碳原子和六个氢原子,在裂解过程中所需的能量相对较少,从而降低了能源成本。乙烷裂解制乙烯的副产品主要是氢气和甲烷。氢气是一种重要的工业原料,可用于炼油、化工、电子等领域,具有较高的经济价值。甲烷可以作为燃料出售,也可以用于发电等领域。
◆技术优势
乙烷制乙烯的工艺流程相对简单,主要包括乙烷裂解和分离两个环节。与石脑油制乙烯相比,乙烷裂解不需要进行复杂的预处理和重整过程,设备投资和运行成本较低。乙烷裂解的反应温度相对较低,一般在800~900摄氏度,而石脑油裂解的反应温度通常在1000摄氏度以上。这使得乙烷裂解过程中的设备腐蚀和结焦问题相对较轻,延长了设备的使用寿命。乙烷裂解制得的乙烯纯度较高,高纯度的乙烯可以减少后续加工过程中的杂质含量,提高产品质量。乙烷裂解过程中产生的副产品较少,有利于提高乙烯的收率和产品质量的稳定性。
◆环保优势
乙烷裂解制乙烯的碳排放相对较低。由于乙烷的分子结构简单,在裂解过程中产生的二氧化碳排放量较少。相比之下,石脑油等传统原料在裂解过程中会产生较多的二氧化碳和其他污染物。乙烷可以通过管道运输,运输过程中的碳排放也相对较低。由于乙烷裂解的反应温度较低,所需的能量较少,同时副产品氢气和甲烷可以回收利用,提高了能源的综合利用效率。
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