原文來源:能源情報
芳烴是重要的基本有機化工原料,主要包含苯、甲苯、二甲苯。其中,二甲苯中的對二甲苯(PX)主要用于生產(chǎn)精對苯二甲酸(PTA),進而生產(chǎn)聚酯(PET),構(gòu)成了上下游緊密聯(lián)系的PX–PTA–PET芳烴產(chǎn)業(yè)鏈。PET下游生產(chǎn)的滌綸、瓶片、薄膜等,已經(jīng)成為人們生活不可或缺的必需品,具有龐大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場需求。近10年來,隨著民營聚酯頭部企業(yè)持續(xù)發(fā)力入局煉油業(yè)務(wù),通過后向一體化的發(fā)展戰(zhàn)略,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游一體化整合,我國已成為全球第一大芳烴生產(chǎn)國。因此,有必要做好芳烴產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研究,推動產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展。
01全球芳烴產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.1全球芳烴產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展現(xiàn)狀
全球PX產(chǎn)能7317.7萬噸/年,產(chǎn)量5477.8萬噸。從地區(qū)分布來看,東北亞占據(jù)全球65%的產(chǎn)能分布,其次是東南亞、印巴、中東、北美和西歐(見圖1)。
近10年來,全球PX產(chǎn)能持續(xù)擴張,2013年以來年均產(chǎn)能增速7%,新增產(chǎn)能主要集中在亞洲,我國與周邊國家的市場競爭更加激烈。2022年,全球PTA產(chǎn)能達9701.3萬噸/年,產(chǎn)量8223.7萬噸。從地區(qū)分布來看,東北亞占據(jù)PTA產(chǎn)能主導(dǎo)地位,2022年,東北亞PTA產(chǎn)能占全球比重達77.2%,是全球PTA的生產(chǎn)和消費中心(見圖2)。我國是全球最大的PTA生產(chǎn)國,預(yù)計未來5年全球PTA新增產(chǎn)能主要來自我國。
2022年,全球PET產(chǎn)能1.2億噸/年,按產(chǎn)品形態(tài)劃分,PET下游大宗產(chǎn)品主要包括聚酯纖維、聚酯瓶片、薄膜等。據(jù)相關(guān)報告顯示,2021年,全球聚酯纖維產(chǎn)能8560萬噸/年,因我國新裝置不斷投產(chǎn),東北亞產(chǎn)能占比進一步提升,約占全球產(chǎn)能的77%,其次為印度,占9%,其余產(chǎn)能主要分布于東南亞、歐美和中東地區(qū)(見圖3)。
聚酯瓶片方面,2022年,全球產(chǎn)能3445.4萬噸/年,其區(qū)域分布相對廣泛,東北亞產(chǎn)能占比最高,達46%,其次是美洲、中東、印巴、西歐和東南亞地區(qū)(見圖4)。2020—2024年,全球聚酯瓶片產(chǎn)能年均復(fù)合增長率為5.6%,我國預(yù)計達9.7%,將進一步提升在全球產(chǎn)能占比。
1.2全球芳烴產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展趨勢分析
亞洲芳烴產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展迅猛
亞洲紡織工業(yè)發(fā)達,21世紀以來,芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展由我國為代表的東北亞地區(qū)主導(dǎo)。自2000年以來,我國PET和PTA產(chǎn)能快速增長,分別于2010年和2015年達到完全自給,由PET和PTA的凈進口國轉(zhuǎn)為凈出口國。2019年以來,隨著我國民營煉化一體化項目產(chǎn)能的集中釋放,亞洲PX產(chǎn)能獲得爆發(fā)式增長。而2020年至今,除我國外,海外基本無新增PX產(chǎn)能。目前亞洲PX和PTA產(chǎn)能全球占比均已超過80%,聚酯纖維產(chǎn)能占比超90%,聚酯瓶片產(chǎn)能占比近60%。隨著亞洲尤其是我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈競爭力的不斷增強,部分海外石化巨頭,如BP已開始逐步剝離聚酯化工業(yè)務(wù),轉(zhuǎn)而聚焦清潔能源領(lǐng)域。
裝置規(guī)模日益大型化
隨著芳烴技術(shù)的不斷進步,生產(chǎn)裝置規(guī)模日益大型化,全球PX單套規(guī)模大于60萬噸/年的裝置由2010年的19套增至2015年的40套,產(chǎn)能占比由36%增至57%,預(yù)計2025年將達到59套,產(chǎn)能占比提升至73%。2010年,全球單套規(guī)模大于100萬噸/年的PTA裝置僅有我國的大連逸盛和廈門翔鷺2套,產(chǎn)能占比僅7%;2015年已增至15套,產(chǎn)能占比升至35%;預(yù)計2025年將達36套,產(chǎn)能占比升至67%。大型裝置的規(guī)模效應(yīng)顯著增強了企業(yè)的競爭優(yōu)勢。
煉化一體化優(yōu)勢凸顯
煉化一體化項目可以同時滿足成品油、烯烴、芳烴的生產(chǎn),通過實施“宜油則油、宜烯則烯、宜芳則芳”的原則,靈活匹配和優(yōu)化資源利用。近幾年,我國興建的大型煉化一體化工廠,均配套了超大規(guī)模的PX裝置,為保障最大化產(chǎn)出芳烴,采用全加氫型工藝流程,煉油部分配套建設(shè)大型高比例產(chǎn)出芳烴原料的蠟油深度加氫裂化、柴油加氫裂化裝置,甚至配套采用催化汽油改質(zhì)生產(chǎn)芳烴原料的裝置,依托先進技術(shù)和大型化、一體化優(yōu)勢,有效降低了運行成本和單位產(chǎn)能投資,提升企業(yè)抗風(fēng)險能力,市場競爭力明顯增強。
技術(shù)進步以節(jié)能、降本為主導(dǎo)方向
1)芳烴技術(shù)
目前,芳烴聯(lián)合裝置的技術(shù)進步主要體現(xiàn)在生產(chǎn)過程中降低能耗物耗、提高資源的利用效率、降低投資等方面。甲苯歧化與烷基轉(zhuǎn)移技術(shù)是芳烴聯(lián)合裝置中增產(chǎn)二甲苯的重要技術(shù),創(chuàng)新主要體現(xiàn)在重芳烴利用率的提高和通過組合工藝增強產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的靈活性。PX吸附分離技術(shù)進步主要體現(xiàn)在吸附劑的迭代更新、雙塔串聯(lián)吸附分離改為單塔吸附分離和減少吸附床層、用甲苯解吸劑替代對二乙苯解吸劑等方面。PX結(jié)晶分離技術(shù)進步主要體現(xiàn)在低溫余熱制冷技術(shù)、使用低能耗的晶體洗滌塔代替高耗能的離心機,并通過多組結(jié)晶器并聯(lián)使PX結(jié)晶裝置規(guī)模達到百萬噸級以上。
2)PTA技術(shù)
近年來,PTA技術(shù)進步主要體現(xiàn)在裝置大型化和工藝流程優(yōu)化,降低投資成本和運行成本,目前,PTA裝置最大規(guī)模已達300萬噸/年;優(yōu)化操作條件和合理利用PX氧化反應(yīng)熱量以降低能耗物耗;采用新技術(shù)、新設(shè)備不斷提升安全環(huán)保水平。
3)PET技術(shù)
近20年,PET技術(shù)進步主要體現(xiàn)在研發(fā)鈦系、鋁系及酶類催化劑等替代銻系催化劑,避免重金屬污染,減少生產(chǎn)過程的環(huán)保風(fēng)險,提高反應(yīng)活性;采用包括熔體到樹脂(MTR)技術(shù)、熔體液相增黏技術(shù)、高效預(yù)結(jié)晶和固相增黏技術(shù)、NG3工藝(瓶級PET生產(chǎn)技術(shù))等新技術(shù)簡化工藝流程,節(jié)省設(shè)備投資,降低能耗物耗并提高生產(chǎn)效率。
上述技術(shù)進展表明,為了提高市場競爭力,芳烴產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)進步主要以節(jié)約能源、降低成本為主線,發(fā)展重點在于縮短和優(yōu)化工藝流程,應(yīng)用新工藝和催化劑以提高資源轉(zhuǎn)化率以及生產(chǎn)裝置大型化。
02我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
2.1我國已成為全球第一大芳烴生產(chǎn)國
截至2022年底,我國PX產(chǎn)能達3494萬噸/年,占世界總產(chǎn)能47.7%;PTA產(chǎn)能達7025萬噸/年,占世界總產(chǎn)能72.4%;PET產(chǎn)能達7124萬噸/年,占世界總產(chǎn)能59.0%;我國PX、PTA、PET生產(chǎn)能力均居世界首位,為做強做優(yōu)我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈奠定了堅實的基礎(chǔ)。2019年以來,以恒力石化、逸盛石化為代表的民營聚酯企業(yè)興建的大型煉化一體化裝置相繼投產(chǎn),從下游PET及紡絲向上游大力發(fā)展煉油–PX–PTA全產(chǎn)業(yè)鏈,降本效應(yīng)顯著,助推了我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,同時也提升了民營頭部企業(yè)的市場話語權(quán)。2021—2024年,我國新增及計劃新增的PTA產(chǎn)能3560萬噸/年,其中上下游配套的PTA新產(chǎn)能占比達50%以上[6]。芳烴產(chǎn)業(yè)集中度的不斷提高,進一步推高了行業(yè)壁壘和入局難度,也加快了落后產(chǎn)能的淘汰速度。
2.2芳烴產(chǎn)業(yè)鏈集中于東部沿海省份
得益于經(jīng)濟發(fā)達程度和物流、消費市場等因素,我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈各生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要集中于東部沿海省份。2022年,我國PX產(chǎn)能區(qū)域分布相對廣泛,浙江、遼寧、福建、山東4省占比較高;按區(qū)域分析,華東地區(qū)的產(chǎn)能占全國比重達64%,東北和華南地區(qū)占比分別達20%和7%,東部沿海省份產(chǎn)能占比達83%。2022年,我國PTA產(chǎn)能分布更加集中,浙江、遼寧、江蘇、福建4省合計占全國比重達85%,東部沿海省份產(chǎn)能占比達95%(見圖5)。
目前國內(nèi)PET行業(yè)發(fā)展成熟,產(chǎn)業(yè)集中度已達較高水平。據(jù)中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會發(fā)布的2022年我國聚酯產(chǎn)量排名,前10名全部來自浙江和江蘇,前30名中,浙江、江蘇企業(yè)占比超2/3。2021年,浙江、江蘇兩省的PET產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能75%(見圖6),福建也是PET主要產(chǎn)地,占比8%,東部沿海省份產(chǎn)能占比達97%。
2.3PX產(chǎn)能持續(xù)擴張
我國PX產(chǎn)能在經(jīng)歷了2010—2014年的第一輪擴能周期后,2015—2018年,由于環(huán)保原因、鄰避效應(yīng)等因素,增長一度停滯,2018年,我國PX對外依存度達到59.0%的最高點。2019年之后,隨著民營煉化一體化項目投產(chǎn),PX產(chǎn)量迅猛增長,由2017年的1015萬噸增至2022年的2475萬噸,對外依存度逐年下降,從2017年的58.8%下降至2022年的29.9%(見圖7)。2023—2026年,我國仍將有超千萬噸的新增產(chǎn)能投放,自給率將進一步提升。
2.4PTA和PET產(chǎn)能面臨過剩壓力
2015年,我國已實現(xiàn)PTA自主供給。2019年以來,隨著民營聚酯企業(yè)積極向上游配套發(fā)展PTA原料生產(chǎn),產(chǎn)量迎來爆發(fā)式增長,2022年,PTA產(chǎn)量達5312.93萬噸,占全球總產(chǎn)量的64.6%。2023—2025年,我國仍將新增2870萬噸/年P(guān)TA產(chǎn)能,年均復(fù)合增長率10%以上,增幅高于下游需求增長速度,供過于求將成為常態(tài)。20世紀70年代,我國大規(guī)模引進聚酯纖維生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù),從20世紀90年代末至2000年初,我國PET產(chǎn)量快速增長,逐步成為全球最大PET生產(chǎn)國。2022年,我國PET產(chǎn)能同比增長7.0%,但產(chǎn)量僅為5670萬噸,同比下滑1.1%,10年來首次出現(xiàn)負增長。2023年,我國仍將新增885萬噸/年P(guān)ET產(chǎn)能。隨著下游紡織產(chǎn)業(yè)逐步向東南亞、印度等地區(qū)轉(zhuǎn)移,地緣政治影響疊加經(jīng)濟下行壓力,PET產(chǎn)品內(nèi)需外需均面臨不確定性,產(chǎn)能過剩壓力凸顯。
2.5滌綸長絲在PET下游產(chǎn)品中占重要地位
滌綸長絲是目前應(yīng)用最為廣泛的合成纖維,主要應(yīng)用于各類服裝和裝飾材料,2021年,我國滌綸長絲產(chǎn)能占PET產(chǎn)能比重達52%,是我國PET下游產(chǎn)能最大的產(chǎn)品(見圖8),得益于紡織服裝生產(chǎn)和進出口貿(mào)易的快速增長,經(jīng)過近20年的發(fā)展,我國已成為全球最大的紡織生產(chǎn)和消費國。2021年,我國滌綸長絲產(chǎn)量達4286萬噸,同比增長10.77%,預(yù)計未來幾年仍處于擴能周期。目前,我國已成為滌綸長絲的主要出口國,2021年出口305.1萬噸,同比增長11.20%。
2.6芳烴資源量將進一步增加
近幾年,我國持續(xù)推進汽柴油質(zhì)量升級。2021年7月,北京市第六階段車用汽柴油標準(簡稱京ⅥB標準)出臺,汽柴油中芳烴含量、餾程等指標進一步嚴格。隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴苛,我國汽油將進一步控制烯烴、芳烴含量,通過調(diào)控餾程指標禁止C9以上重芳烴調(diào)入汽油,清潔柴油也將進一步降低總芳烴和多環(huán)芳烴含量,以減少PM顆粒物和NOx排放。汽油質(zhì)量升級導(dǎo)致大量C9以上重芳烴從汽油池中釋放,加之能源結(jié)構(gòu)加快調(diào)整,我國成品油市場逐步萎縮及副產(chǎn)芳烴的乙烯工業(yè)持續(xù)發(fā)展,未來可供加工的芳烴資源將進一步增加。
03我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展建議
3.1加強頂層設(shè)計推動芳烴產(chǎn)業(yè)鏈新舊動能轉(zhuǎn)換
國務(wù)院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》中明確提出,到2025年國內(nèi)原油一次加工能力控制在10億噸以內(nèi),主要產(chǎn)品產(chǎn)能利用率提升至80%以上。2022年,我國煉油能力已達9.2億噸/年。近5年來,我國PX產(chǎn)能利用率為71%~77%,距產(chǎn)能利用率達到80%以上的要求仍有差距。應(yīng)加強芳烴產(chǎn)業(yè)鏈布局的頂層設(shè)計,統(tǒng)籌優(yōu)化存量芳烴資源,通過產(chǎn)能置換、易地搬遷、擴能改造等形式淘汰老舊裝置、升級落后產(chǎn)能,因地制宜整合區(qū)域內(nèi)芳烴產(chǎn)業(yè)鏈上中下游相關(guān)企業(yè),提升產(chǎn)業(yè)集中度,增強芳烴產(chǎn)業(yè)鏈競爭力,促進產(chǎn)業(yè)鏈的新舊動能轉(zhuǎn)換。
3.2推動芳烴產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)迭代創(chuàng)新
“雙碳”目標下,我國能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型,柴油消費已經(jīng)達峰,汽油消費預(yù)計在“十四五”末期達峰。在此背景下,煉油企業(yè)紛紛加快推進“油轉(zhuǎn)化”進程。為做好“減油增化”、高效利用重劣質(zhì)芳烴資源,應(yīng)加快推動芳烴產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)迭代創(chuàng)新,開發(fā)液相臨氫異構(gòu)化技術(shù)、裂解C9及以上重芳烴加氫裂解技術(shù)、催化柴油改質(zhì)生產(chǎn)輕質(zhì)芳烴技術(shù)、PX結(jié)晶分離新工藝、PX氧化反應(yīng)及粗PTA加氫精制反應(yīng)過程強化新技術(shù)、短流程PET技術(shù),充分利用芳烴資源,進一步降本增效,提升芳烴產(chǎn)業(yè)鏈競爭力。
3.3推進PET下游產(chǎn)品高端化、差異化發(fā)展
近年來,我國新能源、醫(yī)療衛(wèi)生材料和高端裝備等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,為PET下游產(chǎn)品高端化、差異化發(fā)展提供了市場空間,應(yīng)加快高附加值、差異化的PET下游產(chǎn)品研發(fā)。建議重點研發(fā)太陽能背板膜用PET、風(fēng)電葉片用PET泡沫芯材、醫(yī)用采血管PET、阻燃PET等專用料;新一代瓶片、高黏聚酯柔性化生產(chǎn)等瓶用PET;軌道交通等用熱塑性聚酯彈性體(TPEE)、PETG系列共聚酯等新型共聚酯;光學(xué)顯示膜、MLCC離型基膜等聚酯薄膜產(chǎn)品。
3.4關(guān)注綠色低碳發(fā)展,推動資源循環(huán)利用
芳烴產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)加快推進節(jié)能降耗技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,優(yōu)化能量梯級利用,加快淘汰“兩高”產(chǎn)能,推廣先進節(jié)能節(jié)水工藝和設(shè)備,推動清潔生產(chǎn)。對PET下游產(chǎn)品應(yīng)推進綠色設(shè)計、綠色制造、回收再利用等技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。2021年,國家發(fā)展和改革委印發(fā)的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中提出,要加強塑料垃圾分類回收和再生利用。當(dāng)前,我國的PET瓶回收普遍采用瓶到滌綸紡織品的開環(huán)回收,僅回收1次,且PET的質(zhì)量和價值隨循環(huán)而下降;而閉環(huán)回收可提高循環(huán)利用次數(shù),實現(xiàn)PET同等級回收,對于提升資源循環(huán)利用水平具有重要意義。隨著未來國內(nèi)食品級再生PET逐步放開,我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)應(yīng)加快布局再生PET市場,加強相關(guān)技術(shù)研發(fā)投入,提升我國再生PET市場競爭力。
結(jié)語
邁入新發(fā)展階段,為滿足人民美好生活和國防軍工等各方面需求,推動國民經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展,我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)繼續(xù)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局,提升先進產(chǎn)能占比,開發(fā)高附加值、高性能的下游產(chǎn)品,加快邁向全球產(chǎn)業(yè)鏈價值鏈中高端。當(dāng)前,一方面為了實現(xiàn)“雙碳”目標,石化工業(yè)亟需綠色低碳轉(zhuǎn)型;另一方面,我國成品油市場逐步萎縮、油品質(zhì)量標準更加嚴苛已成必然趨勢,加之副產(chǎn)芳烴的乙烯產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,我國芳烴資源量將持續(xù)增加,芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展面臨機遇和挑戰(zhàn)并存的局面。應(yīng)加大科技創(chuàng)新投入,持續(xù)推進技術(shù)創(chuàng)新,提升裝置節(jié)能降耗水平,推動資源循環(huán)利用,開發(fā)綠色低碳、高端化產(chǎn)品,努力實現(xiàn)我國芳烴產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量發(fā)展。
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