利用海外甲醇資源發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的可行性分析

18第21卷 第6期石油規劃設計2010年11月張桐郡*(中國石油天然氣集團公司規劃計劃部)張桐郡.利用海外甲醇資源發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的可行性分析.石油規劃設計，2010, 21 (6) : 18~20，24摘要根據當前全球的甲醇供需形勢，特別是我國甲醇引進(jìn)的現狀和發(fā)展趨勢，針對利用海外甲醇資源采用甲醇制烯烴技術(shù)發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路，分析了海外采購甲醇資源的可行性以及外采甲醇通過(guò)甲醇制烯烴(MTO)工藝生產(chǎn)烯烴與以石腦油為原料采用蒸汽裂解工藝生產(chǎn)烯烴的經(jīng)濟性對比，指出了我國利用海外甲醇資源發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢和風(fēng)險。關(guān)鍵詞海外甲醇資源 烯烴可行性石腦油蒸汽裂解優(yōu)勢風(fēng)險的大宗化工產(chǎn)品。世界甲醇生產(chǎn)以天然氣為主要原1概述料，而我國則以煤炭為主要原料。世界甲醇生產(chǎn)能近年來(lái)，世界甲醇的生產(chǎn)重心- -直在持續地向力總體增長(cháng)較快，2005 年至2008年間，世界甲醇具有豐富天然氣資源的中東、南美及大洋洲地區轉生產(chǎn)能力年均增長(cháng)率達14.5%， 遠遠高于同期乙烯移。在我國隨著(zhù)煤化工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，甲醇產(chǎn)能產(chǎn)能3.1%的增長(cháng)速度，而同期甲醇需求年均增長(cháng)率呈急劇膨脹狀態(tài)。但是，世界性的甲醇產(chǎn)能增長(cháng)并為6.5%。到2008年，全球甲醇生產(chǎn)能力已達6859沒(méi)有帶來(lái)預期的市場(chǎng)需求繁榮，相反呈現出供應嚴萬(wàn) Va,而當年甲醇產(chǎn)量達到4126萬(wàn)t,裝置平均開(kāi)重過(guò)剩的態(tài)勢，市場(chǎng)過(guò)剩也造就了新- -輪甲醇價(jià)格工率為 60.7%，全球甲醇供應已呈過(guò)剩狀態(tài)。的持續走低。但在另一方面，- -些利用甲醇為原料從世界范圍看，甲醇產(chǎn)能主要分布在亞洲、中的新工藝、新技術(shù)(如甲醇制烯烴技術(shù))日臻完善,東和中南美地區等天然氣和煤炭資源較為豐富的地為未來(lái)甲醇消費的增長(cháng)提供了較好的技術(shù)支撐。區，2008年這3個(gè)地區的產(chǎn)能已占到全球總產(chǎn)能的我國總體上屬于缺油少氣的國家，國內石化產(chǎn)82%，其中亞洲占45%、中東占19%、中南美地區品產(chǎn)能長(cháng)期不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。針對目前國際甲醇占18%。而甲醇消費主要集中在亞洲、西歐和北美地市場(chǎng)的復雜背景，業(yè)界提出了利用海外甲醇資源、區,這些地區的消費量占全球總消費量的80%以上。采用甲醇制烯烴技術(shù)發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思從甲醇的全球貿易來(lái)看, 2008年的貿易量約為路，我國東部地區的南京化學(xué)工業(yè)園等也提出了依2440萬(wàn)t， 占當年總產(chǎn)量的59%，其貿易量較2005靠水運優(yōu)勢、進(jìn)口海外甲醇發(fā)展烯烴的發(fā)展規劃。年增長(cháng)約300萬(wàn)t。全球甲醇的貿易流向大致是從中對此，本文深人分析了海外甲醇資源的可獲得性，南美、中東及非洲流向亞洲、北美和西歐地區。以及外部采購甲醇生產(chǎn)烯烴與常規石腦油蒸汽裂解2.2我國甲醇的進(jìn)口狀況制烯烴工藝相比的經(jīng)濟可行性。從2003年至2009年我國甲醇的進(jìn)口情況(見(jiàn)表1)可以看出，在2008年前甲醇進(jìn)口量總體保持2甲醇資源狀況在非常穩定的狀態(tài)，年進(jìn)口量在140萬(wàn)t上下浮動(dòng)。2.1全球甲醇供需狀況而自2008年全球性的金融危機爆發(fā)以來(lái)，由于其他甲醇是重要的基本有機化工原料之一，是重要地區甲醇需求萎縮,大量過(guò)剩的甲醇開(kāi)始涌人我國，*張桐郡，男，工程師。1999 年畢業(yè)于天津大學(xué)化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位; 2006 年獲得石油大學(xué)(北京)化學(xué)工程碩士學(xué)位?，F在中國石油天然氣集團公司規劃計劃部，長(cháng)期從事煉油化工規劃項目管理[.作。通信地址:北京市東城區東直門(mén)北大街9號, 10000第21卷第6期石油規劃設計192009年我國甲醇的進(jìn)口量創(chuàng )歷史記錄，達到529考察噸烯烴的完全成本隨甲醇價(jià)格的變化情況，測萬(wàn)t。2009 年6月我國商務(wù)部發(fā)布對原產(chǎn)于沙特、算結果見(jiàn)表 6。馬來(lái)西亞、印尼和新西蘭的甲醇實(shí)施“反傾銷(xiāo)立案表4300萬(wàn)tWa MTO裝置投資估算調查"，國內甲醇進(jìn)口量出現縮量整理的趨勢，但投資費用2010年1季度甲醇進(jìn)口量仍達101萬(wàn)t，預計全年固定資產(chǎn)1億元45.0進(jìn)口量仍將保持在高位?？梢?jiàn)，海外甲醇資源存在無(wú)形資產(chǎn)1億元1.5 (估計值)著(zhù)很強的向中國出口的驅動(dòng)因素。開(kāi)辦費/億元0.1預備費/億元4.7 (費率按10%計)表12003 年至2009年我國甲醇進(jìn)口量建設總投資/億元51.3時(shí)間/年20032004 2005 2006 2007 2008 2009表5300萬(wàn)t/aMTO裝置公用工程項目?jì)r(jià)格進(jìn)口量/萬(wàn)t 140 136 136 113 84 143 529公用工程價(jià)格目前，我國和中東地區的沙特、卡塔爾、阿曼循環(huán)水/(元門(mén))0.25電元(tW.h)門(mén)0.60鍋爐給水1(元+)8.0 裝置空氣/ (元-Nm") 0.20及伊朗等國仍有大量的甲醇裝置正在建設，將在今4.2MPa蒸汽/(元中) 140儀表空氣1(元.Nm*) 0.20后幾年內陸續投產(chǎn),預計到2013年全球甲醇產(chǎn)能將1.0MPa燕汽/(元") 110氤氣(元. Nm')0.80達到11200萬(wàn)ta?？梢灶A期，未來(lái)全球甲醇的過(guò)剩0.5MPa 蒸汽/(元.) 80注:表中各項價(jià)格均為合稅價(jià)狀態(tài)將更加嚴重。表6300萬(wàn) tla MTO裝置噸烯烴成本隨甲醇價(jià)格變動(dòng)3兩種烯烴生產(chǎn)工藝的成本對比甲醉價(jià)格/(元)1200 1500 1800 2100 2400噸烯烴完全成本/(元門(mén)) 4004 4941 5882 6840 79173.1 采購甲醇生產(chǎn)烯烴成本測算注:表中各項價(jià)格均含增值稅3.1.1 裝置規模、產(chǎn)量及消耗在此，假定利用外部甲醇原料建設-一個(gè)處理量由表6可知，忽略裝置規模因素帶來(lái)的成本變?yōu)?00萬(wàn)t/a的甲醇制烯烴(MTO)裝置,裝置操作化因素，可擬合出甲醇價(jià)格和噸烯烴的完全成本的時(shí)間按8000h/a 計算，裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、原料和公近似線(xiàn)性關(guān)系式:用工程消耗情況見(jiàn)表2、3。MTO工藝噸烯烴完全成本= 3.242x甲醇價(jià)格+81(1)表2 300萬(wàn)t/aMTO裝置主要原料和產(chǎn)品產(chǎn)量3.2 常規石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置烯烴成本測算產(chǎn)品及原料甲醇催化劑乙烯丙烯C.C.上燃料氣數量/(a) 308 350 50.0 50.0 15.7 6.2 2.7石腦油蒸汽裂解制乙烯的成本與石腦油的價(jià)格密切相關(guān)，而石腦油價(jià)格又隨原油價(jià)格波動(dòng)而波動(dòng)。表3300萬(wàn) t/aMTO裝置公用工程消耗量為了便于比較，現將蒸汽裂解工藝烯烴成本與原油公用T.程消耗量消耗量.價(jià)格掛鉤，根據2000年至2008年新加坡市場(chǎng)布倫循環(huán)水(th")146504.2MPa蒸汽/ (t-h*)30特原油離岸價(jià)和石腦油離岸價(jià)的情況，進(jìn)--步測算鍋爐給水/(t-h") 210 1.0MP 蒸汽/(t-h")電/kW16700 0.5MPa 蒸汽/ (t-h")80出該石腦油到我國東部沿海的到岸價(jià)，加上關(guān)稅、氮氣1 (Nm'-h")16500裝 置空氣/ (Nm’-h") 6500增值稅等，從而對布倫特原油離岸價(jià)和石腦油在中燃料氣/(.a*)7000儀表空氣/ ( Nm'.h")_ 2300國口岸的出關(guān)后價(jià)格進(jìn)行關(guān)聯(lián)(見(jiàn)表7),得出如下公式:3.1.2裝置投資和其他經(jīng)濟評價(jià)參數按照2009年底的物價(jià)指數進(jìn)行估算，處理量石腦油出關(guān)價(jià)格=63.55x原油離岸價(jià)格+379 (2)300萬(wàn)la甲醇的MTO裝置的投資情況見(jiàn)表4,各項從擬合結果看，相對誤差最大約6%，最小僅公用工程的價(jià)格見(jiàn)表5。其他參數選取如下:所得0.9%，公式(2)大致可以反映出石腦油價(jià)格和原油稅稅率25%;其他制造費用定額人均9500元/a;項價(jià)格之間的關(guān)系。目定員120人;固定資產(chǎn)凈殘值率3%;項目建設期根據國內新投產(chǎn)的百萬(wàn)噸級大乙烯的投資、原2a,運轉期15a。料構成及消耗水平,采用和MTO工藝測算時(shí)相同的3.1.3 烯烴成本測算公用工程價(jià)格，測算常規蒸汽裂解工藝噸烯烴的完以噸乙烯加丙烯(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“噸烯烴”)為單位,全成本(見(jiàn)表8)。20張桐郡:利用海外甲醇資源發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的可行性分析2010年11月表72000年至2008年新加坡市場(chǎng)原油、石腦油友9 蒸汽裂解和MTO工藝噸烯烴成本相等時(shí)原料價(jià)格對比價(jià)格和中國石腦油出關(guān)后價(jià)格對比布倫特原油離岸價(jià)/噸婦烴完全成本/ 成本 相等時(shí)的甲醇價(jià)格/新加坡市場(chǎng)離岸價(jià)中國石廟油(美元.桶")(元()(元十)時(shí)間/年布倫特原油/石腦油/出關(guān)后價(jià)格/301213(美元.桶") (美元:門(mén)) (美元+心)562821913896852962200029.13911200124.520226710011952366200224.816284注:表中各項價(jià)格均含增值稅200329.025833200438.2348439200554.24705834風(fēng)險分析200665.3327s0200772.5638780257采購海外甲醇資源發(fā)展烯烴的風(fēng)險主要在于是97.4920否能獲取到穩定可靠的長(cháng)期甲醇資源供應及甲醇價(jià)格風(fēng)險。表8百萬(wàn)噸級蒸汽裂解制乙烯裝置噸烯烴成本隨油價(jià)變動(dòng)情況4.1甲醇資源的獲得性風(fēng)險從甲醇的供需現狀及發(fā)展來(lái)看，全球甲醇供應.布倫特原油離岸價(jià)/ 石腦油出關(guān)價(jià)/ 噸烯烴完全 成本1(元)(元心)將長(cháng)期呈過(guò)剩狀態(tài)，海外過(guò)剩的甲醇資源在一定程22854014度上具有支撐國內發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)的資源條件。但總503556體上，立足海外的甲醇，建設甲醇制烯烴裝置應合5463106734理規劃，宜結合海運條件，在東部沿海適宜地區漸次布局3~5套，如每年的海外甲醇采購量保持在由表8可知，忽略裝置規模因素帶來(lái)的成本變1000萬(wàn)t以下，原料風(fēng)險相對不大。為進(jìn)- -步控制化因素，可擬合出原油價(jià)格和蒸汽裂解工藝噸烯烴原料供應風(fēng)險，宜與國際上大型的甲醇生產(chǎn)商以合資、合作或簽訂長(cháng)期供應合同等不同形式形成結盟的完全成本的近似線(xiàn)性關(guān)系式:關(guān)系，以化解原料供應風(fēng)險。蒸汽裂解工藝噸烯烴完全成本=(3)4.2甲醇價(jià)格風(fēng)險113.4x原油離岸價(jià)格+610甲醇原料費用在MTO工藝噸烯烴的總成本構3.3兩種工藝的烯烴 成本競爭力比較成中所占的比例高達90%，甲醇價(jià)格成為影響利用根據上述針對外部采購甲醇利用MTO工藝生外部甲醇生產(chǎn)烯烴工藝成本競爭力的重要因素。產(chǎn)烯烴和以石腦油為原料采用蒸汽裂解工藝生產(chǎn)烯甲醇價(jià)格風(fēng)險主要表現為:在預期油價(jià)水平下，烴的完全成本的分析，可得到如圖1的結果。甲醇價(jià)格高漲致使甲醇制烯烴工藝的烯烴成本競爭力顯著(zhù)低于常規石腦油蒸汽裂解工藝。901 3500從近年來(lái)我國進(jìn)口甲醇的價(jià)格情況，甲醇出關(guān)甘石腦油+甲醇中3000價(jià)格最高約442美元/t，最低約272美元/t，平均約70 t2500 .348美元/。當甲醇制烯烴工藝和常規石腦油制烯烴工藝烯烴產(chǎn)品成本競爭力相等時(shí)，其對應的國際油0t價(jià)水平大致在81.6美元/桶、55.6 美元/桶和63.2美:元/桶(匯率均按6.83計算)。4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000從國際原油價(jià)格發(fā)展變化看,自2008年底走出烯烴完全成本/(元心")低谷后，原油價(jià)格已步入上升通道并逐步攀升，到圖1不同甲 醇價(jià)格和油價(jià)下烯烴成本對比2010年5月初，布倫特原油價(jià)格在85美元/桶附近徘徊。從各大研究機構對國際原油價(jià)格的預測來(lái)看,由圖1可以計算出甲醇制烯烴I藝和石腦油制雖然預測結果不盡相同，但中長(cháng)期的油價(jià)均呈上漲乙烯工藝二者的噸烯烴完全成本相等時(shí)各自對應的趨勢。國際能源署在其《世界能源展望2009》中預原料價(jià)格水平。測到2030年原油價(jià)格有望攀升到190美元/桶。不同油價(jià)下的原料價(jià)格對比情況見(jiàn)表9。(下轉第24頁(yè))24姚麟昱等:川西高壓高產(chǎn)氣田集輸管網(wǎng)規劃設計2010年11月由圖2可見(jiàn)，干線(xiàn)管道規格的不同對管網(wǎng)運行二是，管網(wǎng)布局優(yōu)化研究采用SI算法求取最短壓力影響較大，支線(xiàn)管道規格的不同對管網(wǎng)運行壓樹(shù)的思路， 相比其他規劃法，計算過(guò)程更為簡(jiǎn)單、力影響很小,應將干線(xiàn)管道規格作為主要考慮因素。迅速。兩種干線(xiàn)規格管網(wǎng)最高管道回壓相差較大，但均低三是，管網(wǎng)結構參數優(yōu)化，借助TGNET軟件對于9MPa，都可選，考慮干線(xiàn)0219mm,投資更省,備選方案進(jìn)行比選優(yōu)化，過(guò)程簡(jiǎn)單、快捷，結果對因此，推薦選用干線(xiàn)0219mm。由圖3可見(jiàn)，干線(xiàn)比明顯， 且模擬了管網(wǎng)的運行情況，優(yōu)化結果有較管道規格的不同對管道流速影響相對較小，支線(xiàn)管強的適用性。道規格的不同對管道流速影響相對較大，應將支線(xiàn)工程性的規劃方法簡(jiǎn)單，且與實(shí)際結合緊密，管道規格作為主要考慮因素。支線(xiàn)0159mm的管網(wǎng)做到 “地下地面”統-考慮,整體規劃，對類(lèi)似高管道低流速段較多，因此，推薦選用支線(xiàn)0114mm。壓高產(chǎn)氣田集 輸管網(wǎng)規劃設計具有一-定的借鑒意 義。從管道壓力損耗、管道流速、投資等角度綜合考慮,推薦管網(wǎng)結構參數方案為干線(xiàn)0219mm+支線(xiàn)參考文獻:0114mm。[1]李波等. 管網(wǎng)布局規劃技術(shù)綜述[J].石油規劃設計，2001,12(1): 16-18.5結論[2] 陳森發(fā).網(wǎng)絡(luò )模型及其優(yōu)化[M].南京: 東南大學(xué)出版社, 1988.本文從工程的角度出發(fā)，針對川西深層高壓高[3] 商位樞. 圖論及其算法[M].北京:航空工業(yè)出版產(chǎn)氣田氣藏工程、開(kāi)發(fā)實(shí)際以及集輸工藝特點(diǎn)，提社，1993.出了工程性的規劃方法，得出研究結論:收稿日期: 2010-02-21一是，在確定了集氣站方式、管網(wǎng)形式后進(jìn)行編輯:郜婕管網(wǎng)布局優(yōu)化研究，大大簡(jiǎn)化了優(yōu)化程序，避免了建立復雜數學(xué)模型及求解模型時(shí)復雜的過(guò)程。(上接第20頁(yè))總體而言,只要國際原油價(jià)格能保持在60美元利用海外甲醇發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)，減少了煤制甲醇的過(guò)/桶以上,從海外進(jìn)口甲醇生產(chǎn)烯烴的經(jīng)濟性風(fēng)險就程，節約了大量投資;五是，從全球甲醇的供需來(lái)相對不大?？?，未來(lái)一定時(shí)期內全球甲醇供應將呈嚴重過(guò)剩狀5我國利用海外甲醇資源發(fā)展烯烴態(tài)，世界甲醇資源現狀對我國利用甲醇發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)具有較強的資源支撐作用。產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢利用海外甲醇資源，這是將國外的優(yōu)勢能源資源為我所用、轉化為我國急需的石化產(chǎn)品的有效途我國利用海外甲醇資源發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)具有一定徑，對于減緩國內煤制烯烴的發(fā)展勢頭、削減廢物的優(yōu)勢:--是，甲醇制烯烴技術(shù)即將實(shí)現商業(yè)化。排放以及保障國家的能源安全均具有積極的意義。國內對甲醇制取乙烯、丙烯的各種技術(shù)的研發(fā)均取得重要突破，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所開(kāi)發(fā)收稿日期: 2010-07-06的DMTO(甲醇制取低碳烯烴)技術(shù)的商業(yè)化項目編輯:谷風(fēng)樺在2010年9月投產(chǎn)，清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的流化床工藝FMTP (流化床甲醇制丙烯)技術(shù)也已完成3萬(wàn)t/a甲醇處理量的工業(yè)試驗;二是，國內過(guò)剩的甲醇產(chǎn)能也將提升甲醇原料供應的保障程度;三是，國內龐大的石化產(chǎn)品市場(chǎng)需求提供了烯烴產(chǎn)品的巨大消費市場(chǎng);四是，我國甲醇生產(chǎn)以煤炭為主要原料,