战国时代之α-烯烃(二):不同生产工艺的α-烯烃成本差异有多大?

财富   财经   2024-11-27 11:30   上海  

随着中国化工技术的突破和消费市场的崛起,α-烯烃行业被广泛关注,越来越多的化工企业加大了对α-烯烃市场的研究,甚至选择发展α-烯烃装置作为企业发展的重要战略方向。平头哥认为,这是中国化工产业精细化转型的重要表现之一。

α-烯烃是指双键在分子链端部的单烯烃,分子式R-CH=CH2,其中R为烷基。若R为直链烷基,则称为直链α-烯烃,简称为LAO。虽然丙烯等低碳烯烃也属α-烯烃范畴,但工业上习惯指碳原子数为4或6以上的称为α-烯烃,其中碳原子数量分布区间达到了4-40。

根据平头哥调查,目前α烯烃的生产工艺分为五种:1、石蜡裂解法;2、乙烯三/四聚;3、乙烯齐聚、4、费托合成分离法、5、高碳醇脱水法。根据碳数不同,低碳的α烯烃多采用乙烯齐聚、乙烯三聚、低聚或共聚的方式,而高碳的α烯烃多采用乙烯齐聚、石蜡裂解法、费托合成法生产。

α-烯烃生产工艺众多,并且拟在建的项目中有多种生产方式,不同工艺生产的同一种α-烯烃,其原料不同,产生的市场竞争优劣势也有明显的差异。平头哥了解到,目前已经工业化的α-烯烃有丁烯、己烯、辛烯、癸烯及偶数高碳α-烯烃,其中市场规模最大的为己烯装置,目前大部分通过乙烯三聚的方式生产,其他的α-烯烃全部采用乙烯齐聚的生产方式。

不同的生产工艺之间成本差异有多大?平头哥通过几种常用不同的α-烯烃生产工艺,采用同一工况前提下进行了成本粗略测算(理论计算,仅供参考),得到了如下结论。

一、测算环境及前提条件说明

拟在建的α-烯烃项目大部分采用了乙烯四聚的生产工艺,有2-3套装置采用乙烯齐聚的生产工艺,有3套左右装置采用费托合成分离的生产工艺。另外,已经工业化生产的α-烯烃装置规模最大的为乙烯三聚,产品为己烯。这几种生产工艺中,α-烯烃存在产品相同的为己烯。所以,可以选择对乙烯三聚、乙烯四聚、乙烯齐聚、费托合成这四种生产工艺,对比其生产经济性。

另外需要特别说明的是,乙烯四聚和齐聚均采用乙烯为原料生产,而费托合成采用煤制油费托合成蜡分离,其原料存在明显差异,而煤炭与石油之间的数据拟合度不高,无法通过乙烯成本反推原油成本,去界定煤炭成本。但是可以通过在历史上同一时间下的原油和煤炭的价格,去测算α-烯烃的成本,作为历史时间内同一时间点下的成本对比。

二、计算方法及时间点说明

根据上面的分析,只要定位同一时间下的原料成本,制备的己烯成本,就可以区分出不同α-烯烃生产成本的差异。所以,需要对比的是乙烯三聚、乙烯四聚、乙烯齐聚、费托合成分离这四种α-烯烃的生产成本。

乙烯三聚产品只有己烯,乙烯四聚主产品为辛烯,副产物为己烯。而乙烯齐聚可以得到C4-C20+内的偶数碳α-烯烃,产品数量最少达到10个以上。费托合成产品是C4+的所有α烯烃产品,产品数量至少17个以上,但是其工艺也是最为复杂。

对于选择历史点的计算,因为布伦特原油在全球油品市场及化工品市场都有显著的指导意义,就以布伦特原油历史价格为波动依据。此外,选择时间要去掉经济危机、突发事件、政策变动及其他突发因素的影响,这些突发事件对价格带来市场以外的影响,不能充分反映价格的真实波动。根据观察,我们选择在2023年11月27日,这一天布伦特油价的收盘价为80美元/吨整数,并且这一时间内前后无明显突发事件出现。

而对于煤炭的选择,应重点考虑中国市场中影响力最大的煤炭市场,选择用环渤海5500大卡动力煤市场价格作为计算依据,在2023年11月27日,该市场的动力煤市场价格约在900元/吨。

三、计算结果差异性对比

费托合成分离的方法暂无工业化,而且目前技术突破存在难点,所以计算方法均为纯理论的模型计算方法。乙烯齐聚和费托合成的其他α-烯烃,市场价格保持相对平稳的价格波动情况。

另外需要说明的是,在原油80美元/桶的前提下,石脑油成本约在4800元/吨,乙烯成本价格约在6800元/吨。煤炭在900元/吨的前提下,煤制成品油成本约在4500元/吨,费托合成蜡成本约在4000元/吨。

根据计算结果可以得到,在同样的价格前提下,乙烯齐聚成本最低,第二是乙烯三聚,第三是乙烯四聚,第四是费托合成分离。竞争力排名为:乙烯齐聚>乙烯三聚>乙烯四聚>费托合成。

四、计算结果差异性说明

对于这一计算结果,平头哥有以下几点观点:第一,乙烯齐聚装置生产竞争力最强,是因为该工艺产品最为丰富,产品线最长,给装置带来了更多的收益。另外,利用乙烯生产α-烯烃较煤炭相比,更具有清洁化原料生产的优势。第二,乙烯三聚较乙烯四聚竞争力强,是因为三聚产品单一,技术工艺路线成熟度较高,并且也经过了市场的多年发展,具有技术实力。而四聚产品有辛烯和己烯,产品技术生产过程中的控制成本较高。第三,费托合成生产α-烯烃竞争力最弱,是因为其分离成本最高,生产过程中的能耗成本也最高,虽然产品线是最丰富的,但是牺牲了加工成本,这也导致综合的成本最高。

为什么乙烯齐聚生产工艺竞争力最强,而大家却都在上马四聚和三聚的装置?这主要是基于中国化工产业的发展历程,中国α-烯烃工业先实现了三聚法生产,多年以来,三聚生产的己烯更多选择出口消化,这导致中国己烯产品在中国市场的供需错配。随着POE产业的蓬勃发展,市场中对辛烯需求比较迫切,在齐聚工艺尚未普及的前提下,企业只能选择四聚工艺来弥补辛烯的供应短缺。

平头哥认为,四聚装置的拟在建,这可能也是乙烯齐聚工艺发展不成熟而采用的替代方案。当然,费托合成法成本较高也是因为技术的不成熟,如果技术推进超预期,未来煤制费托合成法能够实现全产业链α-烯烃的供应

平头哥认为,某种程度上,α-烯烃是中国化工品高端化的关键因素之一,一方面它可以解决聚烯烃差异化共聚单体的问题,另一方面可以解决润滑油高端化发展的问题,三可以解决洗涤剂行业发展的基本保障问题,四可以解决烷基苯产业的烯烃供应不足的问题,五可以解决高端润滑油添加剂原料供应不足的问题,这些问题的解决,都需要依托α-烯烃产业的发展。

在国外α-烯烃已经发展了多年,他们本身对于α-烯烃的需求也比较大,很少有产品外流,中国化工行业长期受制于α-烯烃的供应不足。随着中国化工技术的突飞猛进,α-烯烃供应增长,也将会从根本上解决这一难题。但是从长远期的发展考虑,需要综合考虑具有技术突破前景且经济性最优的生产方式。

平头哥之前写过多篇关于α-烯烃的文章,《战国时代之α-烯烃(一):市场规模将呈现爆发式增长?》、《群雄逐鹿中国α-烯烃,谁会赢?》、《高碳α-烯烃即将迎来爆发?》,感兴趣的朋友可以点击浏览。

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