苯乙烯单体(Styrene Monomer,简称SM)是石油化工的基本原料,主要用来生产各种合成树脂和弹性体。
聚苯乙烯(PS)是苯乙烯最大的下游衍生物,分为通用级聚苯乙烯(GPPS)、高抗冲级聚苯乙烯(HIPS)、可发性聚苯乙烯(EPS)。
其他的下游衍生物包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、苯乙烯-丙烯腈(SAN)树脂,不饱和聚酯树脂(UPR),丁二烯-苯乙烯橡胶(SBR)以及丁二烯苯乙烯乳液(SBL)等。
这些产品广泛用于汽车制造、家用电器、玩具制造、纺织、造纸、制鞋等工业部门。
此外,它还可以作为医药、农药、染料和选矿剂的中间体,用途十分广泛。
一、世界苯乙烯的供需现状及预测(一)生产现状由于PS和ABS树脂等苯乙烯下游产品消费的强劲增长,近年来世界苯乙烯的生产发展很快。
苯乙烯生产能力的增长远高于需求的增长。
这一方面是受到亚洲地区新建能力不断增加的影响,同时也是中东地区大力发展石化业,乙烯配套大型苯乙烯装置不断所导致,苯乙烯的发展重心不断向亚洲及中东地区转移。
2011年,世界苯乙烯产能约为3243万吨/年。
预计2012年世界苯乙烯总生产能力将超过3255万吨/年,主要分布在东北亚、北美及西欧地区,具体产能分布情况见图1。
中国是世界上最大的苯乙烯生产国家,截至2012年10月,中国苯乙烯生产能力为655.6万吨/年,占世界总生产能力的20%;其次是美国,生产能力约489万吨/年,占总生产能力的15%;第三和第四分别是日本和韩国,其生产能力分别为300万吨/年和287万吨/年,各占世界总生产能力的9.2%和8.8%。
2012年世界主要苯乙烯生产厂家情况见表1。
表1 2012年世界苯乙烯主要生产厂家及生产能力截至2012年10月,东北亚(产能占比为44%,下同)、东南亚(6%)、北美(18%)和西欧(17%)合计占全球苯乙烯生产能力的85%。
近年来,中国苯乙烯产能的迅速扩大和北美、西欧装置的不断关闭,使得亚洲的苯乙烯产能占据世界产能的一半。
2002~2007年全球苯乙烯产量随产能平稳增长。
2002年世界苯乙烯产量约为2240万吨,到2007年增长至2640万吨。
受金融危机和经济不景气影响,2008年世界苯乙烯产量出现下降,降至2370万吨,之后开始复苏,2010年恢复到危机前的水平。
2011年世界苯乙烯产量达到约2700万吨。
(二)生产预测鉴于苯乙烯需求快速增加和发展潜力巨大,国内外多家苯乙烯生产公司纷纷计划新建或扩建苯乙烯生产装置,包括中国、印度、巴西、沙特,预计2013~2017年将新增苯乙烯产能约400万吨/年,2017年底世界苯乙烯的总产能将达到约3670万吨/年。
估计2012年全球苯乙烯产量约为2780万吨。
根据全球的经济走势分析及下游行业发展情况预测,2017年世界苯乙烯产量将达到约3300万吨。
(三)消费现状及发展前景2011年,世界苯乙烯消费量约为2710万吨,产品约60%用于聚苯乙烯(包括GPPS、HIPS、EPS),17%用于ABS/SAN树脂,其他消费依次是丁苯橡胶及胶乳(消费占比为9%,下同),不饱和聚酯树脂(5%),苯乙烯系共聚物(3%),另外,约有7%用于生产制药、染料、农药及选矿等。
估计2012年世界苯乙烯消费量将达到约2780万吨,同比增长2.6%。
预计未来5年,苯乙烯主要的下游衍生物中,消费增长最快的领域将是ABS/SAN树脂,年均增长率将达到约4.8%;其次是不饱和聚酯树脂,消费量的年均增长率将达到约4.3%。
二、我国苯乙烯的供需现状及发展前景(一)生产现状2002年,中国苯乙烯的产能为102万吨/年,之后逐年增长,经过2005~2006年集中大规模扩能,2006年底国内苯乙烯产能达到282万吨/年。
2007~2008年国内苯乙烯产能小幅增长。
2009~2010年再次快速扩容,分别新增苯乙烯产能116万吨/年和120万吨/年。
2011~2012年苯乙烯扩能增速放缓,其中,2011年新增苯乙烯产能51.2万吨/年,包括广东新华粤、常州新日化学、青岛炼化、陕西延长炼化及北京燕山石化。
2012年新增苯乙烯产能50万吨/年,包括抚顺石化、巴陵石化及吉林石化。
截至2012年10月底,我国苯乙烯产能已超过650万吨/年,主要生产企业有31家。
2012年国内苯乙烯生产企业和生产能力见表2。
表2 2012年中国苯乙烯主要生产企业及产能情况随着我国苯乙烯生产能力的不断增加,产量也不断增加。
1995年我国苯乙烯的产量只有25.6万吨,2000年增加到76.4万吨,1995~2000年国内苯乙烯产量的年均增长率达到24.4%。
2004年,我国苯乙烯的产量进一步增加到接近100万吨,2007年增至210万吨。
2008年受国际金融危机影响,下游需求减弱,苯乙烯产量小幅降至209万吨。
2009年以来,随着国内需求的回暖,苯乙烯产量迅速增长,2011年国内苯乙烯的总产量达到约440万吨。
(二)生产预测我国苯乙烯能力和产量严重不足,引发了许多公司扩能或新建苯乙烯装置以满足市场需求。
2012年国内苯乙烯在建项目主要有:新浦化学、阿贝尔化学、茂名石化实华以及多套干气制苯乙烯装置,包括中海油东方石化、中海石油宁波大榭石化、中石化湛江东兴石化、荆门石化、九江石化等。
此外,还有大量苯乙烯拟建项目,主要包括中石化上海石化、中石油浙江台州炼化项目、扬子石化-巴斯夫扩建项目以及惠州大亚湾石化工业区和山东恒源石化干气制苯乙烯装置等。
未来几年中国新建拟建苯乙烯项目计划见表4。
表3 我国在建、拟建苯乙烯装置情况由以上列举的5年内计划投产苯乙烯项目可见,未来国内苯乙烯供应仍将持续稳定提升,既有中石化、中石油体系下大规模苯乙烯生产装置,也有部分中小型装置。
这些装置的建成投产,将大幅提高国内苯乙烯供应能力。
随着国内苯乙烯新建装置的建成投产,国外一些以中国为目标市场的苯乙烯产品将被国产品所取代,国内苯乙烯生产企业间的竞争逐步成为市场竞争主体。
而中东新增苯乙烯产品以及欧美滞销苯乙烯产品仍将以中国为主要销售目标市场,市场竞争将日趋激烈。
从已有和在建、拟建苯乙烯装置看出,以炼油厂干气或裂解汽油为原料的资源综合利用项目不断涌现。
预计至2017年我国干气制苯乙烯生产能力将超过200万吨/年,裂解汽油抽提苯乙烯生产装置规模也将达到约20万吨/年。
随着中国苯乙烯产能的迅速扩张,尽管其年有效开工率偏低,但仍带来国内供应量的快速增加。
估计2012年国内苯乙烯产量约为490万吨,较2011年增长11%。
预计2017年国内苯乙烯产量将达到700万吨左右。
(三)消费现状及发展前景近年来,在下游产品市场需求的强力推动下,中国已经成为苯乙烯需求增速最快的国家之一。
2006~2011年期间,我国苯乙烯表观消费量年均增长速率为13.2%。
2009~2011年国内苯乙烯扩能高峰使我国苯乙烯产业逐步走向成熟,需求增速减缓,自给率明显提高。
2011年,中国苯乙烯需求量约为790万吨,较2010年增加约40万吨,增幅约6%,远远低于2009年的29%增速和2010年的18%增速。
究其原因,主要是受到下游ABS、PS需求不振的影响。
2006~2011年我国苯乙烯市场供需状况如表4所示。
表4 2006~2011年我国苯乙烯供需平衡状况单位:万吨/年、万吨、%年份产能产量进口量出口量表观消费量自给率2006年281.9 192.4 234.3 0.6 426.1 45.22007年292.9 210.8 310.1 忽略520.9 40.52008年324.9 208.9 281.1 0.2 489.8 42.72009年440.4 270.0 364.6 0.8 633.8 42.62010年560.4 380.0 368.7 1.1 747.6 50.82011年605.6 440.0 360.8 7.1 793.7 55.42006~2011年16.5 18.0 9.0 63.9 13.2 16.5平均增速目前,我国苯乙烯主要应用于EPS、GPPS/HIPS、ABS/SAN树脂的生产。
估计2012年我国苯乙烯下游对苯乙烯需求总量将达到约848万吨,较2011年同比增长6.8%。
2012年我国苯乙烯消费结构如图2所示。
随着建材、家电和汽车工业的稳步发展,国内市场对PS、ABS树脂以及SBR、SBS等的需求将继续保持较快增速。
其中,建筑物节能降耗工作将进一步受到重视,EPS产品作为优良的保温材料将大量用于建筑业,同时,GPPS/HIPS、ABS及SBR的需求也将保持较快速度增长。
此外,随着中国玻璃纤维增强领域(玻璃钢)、浇铸工艺品、涂料等领域的发展,中国不饱和聚酯树脂的产量将会继续增长,对苯乙烯的需求量也将不断增加。
综合来看,预计未来5年,中国苯乙烯的需求还将保持较快增长,到2017年需求量将达到1100万吨,但增速将大大低于前5年,年均增长速度为5.4%。
三、发展建议(一)开拓苯乙烯原料,综合利用裂解汽油和炼厂干气资源裂解汽油是蒸气裂解制乙烯的副产物,其产量是乙烯产量的50%~80%。
随着我国乙烯工业生产的发展,特别是乙烯规模的大型化,副产裂解汽油随之增加。
而裂解汽油中含有4%~6%的苯乙烯,采用抽提方式将其中的苯乙烯分离出来,其生产成本仅是乙苯脱氢法制苯乙烯的一半。
在裂解汽油加氢前分离出苯乙烯,不仅可回收高附加值的苯乙烯产品,而且可对裂解汽油加氢装置及芳烃抽提装置起到很好的节能降耗效果,降低生产成本,并提高混合二甲苯的质量等级。
2011年我国投产了两套裂解汽油(碳八)抽提苯乙烯装置,分别是广东新华粤石化股份有限公司3万吨/年装置和中石化燕山石化2.7万吨/年装置。
此外,目前在建、拟建的裂解汽油抽提苯乙烯装置还有大庆三聚能源净化有限公司、吉林石化、北方华锦化工等。
这些装置的建设符合资源深加工和节能减排的行业发展趋势,建议有条件的企业积极建设裂解汽油抽提苯乙烯装置。
苯乙烯生产装置的主要原料为乙烯。
我国乙烯资源供不足需,而炼油厂的催化裂化干气资源相对丰富,但其作为燃料燃烧利用转化率低,未能充分利用其资源价值。
国内的干气制乙苯和苯乙烯生产工艺已有长足发展。
中国科学院大连化学物理研究所已形成具有成套自主知识产权的、达到国际先进水平的干气制苯乙烯工艺技术。
近年来干气制苯乙烯项目大量涌现,已有15套装置,合计产能达到122万吨/年。
此外,目前在建、拟建催化裂化干气制乙苯项目还有7~8套,合计苯乙烯产能达到80万吨/年左右。
建议有干气资源的炼油企业积极建设干气制乙苯和苯乙烯的生产装置。
(二)提高生产装置规模,向大型化、特大型化发展近年来我国苯乙烯产品的市场需求强劲,但是国内生产能力不足,引发生产装置的建设热潮。
近年来国内苯乙烯装置规模逐渐向大型化发展,包括上海赛科石化(2005年投产,2009年7月扩容至65万吨/年)、中海壳牌石化(2006年投产,2010年扩能至64万吨/年)、独山子石化(2009年10月投产,32万吨/年)、天津大沽化工(2010年1月,50万吨/年)、镇利化学(2010年6月投产,62万吨/年)、吉林石化(2012年10月投产,32万吨/年)等引进装置。