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石脑油芳构化工艺缘何异军突起?
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  • 2016-08-09 09:26:51
  • 中国化工报
  •   轻烃芳构化工艺是我国采用的第一种液化气深加工工艺,产出为轻质芳烃和民用气,于2008年兴起,只用了两年左右的时间就得到迅猛发展。然而,就是这样一个新兴的朝阳产业,在烷基化、异构化等工艺的冲击下急转直下,到2014年走到了谷底。近期,石脑油芳构化工艺兴起,能否力挽狂澜拯救芳构化工艺开工颓势?

      芳构化迅速扩张

      轻烃芳构化技术是近十年来发展起来的一种新的石油化工工艺技术,主要以醚后碳四(主要为液化气)为原料生产芳烃,是从石油中获得芳烃的重要途径。其特点是利用沸石催化剂将低分子烃类直接转化为苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃。苯、甲苯和二甲苯是生产高辛烷值汽油的重要调和组分,随着油品升级对高辛烷值汽油需求增加,芳烃汽油的供需矛盾加剧。

      上个世纪80年代初,我国开始了轻烃芳构化工艺的研究。但由于当时我国液化气主要应用于民用燃料,所以轻烃芳构化工艺研究发展不甚理想。2008年以来,随着天然气等清洁能源在民用消费领域的不断应用,替换出来的液化气迎来了深度开发的黄金时代。以液化气为主要原料生产富含芳烃产品及高辛烷值汽油调和组分的轻烃芳构化工艺成为炼化企业新的发展方向。

      2008年,大连理工大学首套10万吨/年芳构化装置在山东齐旺达集团海仲石化有限公司投产,芳构化正式进入规模化生产。到了2010年,随着国际油价大幅走高,成品油市场风声水起,作为调油原料的芳烃汽油也身价暴涨。炼化企业纷纷上马芳构化装置抢占先机,芳构化装置产能迅速扩大。

      据山东一家地炼企业负责人张明介绍:“在2010年前后,山东地区芳构化产能已经达到275万吨/年。到2012年产能达到450万吨/年。2011年期间,北方地区的芳构化产能也在580万吨/年左右。到了2012年,北方地区芳构化总产能已经达到了1211万吨/年。就是起步相对较晚的华北地区,芳构化产能也从2011年的105万吨/年发展到2013年的162万吨/年。”2010年,正值芳构化工艺的鼎盛时期,张明所在企业筹集5000万元资金建设了15万吨级的芳构化装置,当时的利润在1600元/吨左右,毛利率接近50%。

      芳构化只用了短短的五六年时间,即完成了迅速扩张的过程。

      烷基化异军突起

      然而,高速发展的芳构化工艺演绎了“盛极必衰”的快进版。随着产能的井喷式发展,其市场日趋饱和,产能过剩的问题逐渐显现。金银岛分析师艾博表示:“2012年芳构化企业的开工率在50%~60%,2013年初在30%~40%,到了2013年下半年则降到了20%~30%,尤其是山东地区甚至降到了10%以下。”由于市场供大于求,使芳构化装置的利润率急速下滑,2014年初,利率已经由鼎盛时期的1600元/吨跌至亏损300~500元/吨。

      除了产能过度扩张,压垮芳构化工艺的最后一根稻草可能就是烷基化工艺的异军突起。

      烷基化工艺也是一种液化气深加工工艺,与芳构化一样生产芳烃汽油和民用液化气。相对于芳构化工艺,烷基化工艺更具优势。在技术层面,烷基化装置芳烃汽油的产出率达到70%~80%,而芳构化装置芳烃汽油的产出率只有30%~40%,烷基化装置的高产出率使其产品成本大大降低。在产品品质方面,烷基化汽油指标更为优秀,如辛烷值,烷基化汽油辛烷值一般维持在95~96,而芳构化汽油一般在90~93。

      在清洁能源方面,由于我国推广汽油标准逐渐提高,对调油原料的辛烷值、硫含量等要求更为严格,调油商也逐步由采购芳构化汽油转变为采购烷基化汽油。2014年初,芳构化工艺平均利润倒挂143.2元/吨,环比减少15.38%,烷基化盈利81.13元/吨左右,利润差距十分明显。

      此外,原料成本高企也是采用芳构化工艺的企业走入困境的原因之一。烷基化工艺迅猛发展,对醚后碳四的需求进一步增大,将其价格不断推高。2009年,醚后碳四的价格和普通民用气价格相差无几,2014年初,其价格已经涨至7000元/吨以上。芳构化在原料高成本和产品低利润的上挤下压中已无喘息之力。

      目前,国内已经完成建设并开工的芳构化装置加工能力为1211万吨/年,装置达到65套。其中大部分芳构化装置被闲置,仅有华北、东北、华南地区零星装置尚在运行中,其他地区轮番停车,全国的开工率仅在11%左右。此前,被闲置的芳构化装置中,420万吨/年产能的企业选择新建烷基化装置,有135万吨/年的产能被改造成为异构化装置,还有120万吨/年的产能新增了烷烃芳构化的配套装置,以提高收率。

      重提石脑油方案

      芳构化工艺的落寞,除去烷基化工艺的冲击外,原料醚后碳四的价格高企也是重要原因。因此,很多企业开始另辟蹊径,寻找更为低廉的原料替代品。随着研究不断深入,早在芳构化工艺出现初期就有石脑油方案渐入炼化企业视野。

      从成本层面来看,醚后碳四价格在3200元/吨甚至更高,而直馏石脑油价格仅在3000元/吨上下,具有明显的成本优势,同时避开了与烷基化工艺争夺资源;工艺层面来看,在之前芳构化工艺基础上稍加改造即可,改造成本相对较低;轻烃芳构化工艺的芳构化油收率仅在30%左右,而石脑油芳构化工艺,其芳构化油收率约70%。综合考虑产品收率提升、副产品、原料成本等因素,石脑油芳构化的利润优势明显。

      再看资源条件:自去年我国对民营企业原油进口使用权下放后,地炼企业加工原油品质及比例相应提升,使得直馏石脑油产量大幅增加,为芳构化工艺发展提供了资源保证。截至8月初,商务部公告显示有16家企业通过现场核查和获得进口原油使用资质。有数据显示,2015年山东地炼石脑油产量596万吨,较2014年增加超过30%,而2016年石脑油供应量将继续增加,石脑油供应日渐充裕。

      因此,石脑油芳构化成为炼化企业新的利润增长点。2016年,仅山东就有8家企业将轻烃芳构化工艺改为石脑油芳构化工艺,而华北及沿江地区也有改造或者投建计划。

      石脑油真的能力挽狂澜,使芳构化工艺重拾王者风范吗?据专业人士分析,尽管目前直馏石脑油资源供应相对充裕,但是同样以石脑油为原料的重整产能也在扩张。石脑油经过催化重整处理后,所产出的重整汽油一方面辛烷值大幅提高;另一方面硫、氯、重金属等杂质含量明显降低,也是清洁汽油的优质组分。近期地炼企业新建及筹建的重整产能已经超过1000万吨/年,这也给石脑油芳构化的未来发展前景蒙上了一层阴影。同时,由于芳构化油的烯烃含量过高,与油品升级进程背道而驰,应用领域也将逐渐受限。也许,未来石脑油芳构化对于轻烃芳构化闲置产能的再利用方面更具有现实意义。
  • 文章关键词: 石脑油
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