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苯乙烯行业未来发展及市场发展趋势分析的资金申请

来源:中经纵横 更新日期:2018-12-06 15:33:53

报告内容

第一节 苯乙烯的定义

苯乙烯(Styrene,C8H8)是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物,乙烯基的电子与苯环共轭,不溶于水,溶于乙醇、乙醚中,暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。(资金申请)

第二节 苯乙烯的生产方法

乙苯催化脱氢法

乙苯在催化剂作用下,达到550~600℃时脱氢生成苯乙烯:

乙苯脱氢是一个可逆吸热增分子反应,加热减压有利于反应向生成苯乙烯方向进行。工业上采用的方法是在进料中掺入大量高温水蒸气,以降低烃分压,并提供反应所需的部分热量,水蒸气与烃的摩尔比(简称水比)视反应器类型的不同而异,范围约在6~14之间。

①催化剂

早期采用的有美国加利福尼亚标准油公司的镁系催化剂和德国法本公司的锌系催化剂。第二次世界大战后,广泛采用美国壳牌石油公司开发的以氧化铁为主要成分的催化剂(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯转化率约60%,选择性约87%。1978年,又出现了一种加有多种助催化剂的铁系催化剂,苯乙烯选择性可达95%,加入的助催化剂多为碱金属或碱土金属,如钾、钒、钼、钨、铈、铬等。80年代工业上仍在继续努力开发适用于低水比的催化剂,以节约能耗。

②反应器

乙苯脱氢反应器有等温和绝热两种。等温反应器为列管式,已很少采用。使用绝热反应器时,反应所需的热量由提高进料温度(610~660℃)和加大水比(≈14)而带入。但温度过高将引起乙苯的热裂解,通常采用径向反应器,以减小气体通过催化剂层的温度降、压力降,并分段引入过热蒸汽,使轴向温度分布均匀。

③工艺流程

包括乙苯脱氢和苯乙烯精馏分离两部分。乙苯在反应器内转化率约在35%~40%,脱氢液约含乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精馏方法可分出苯乙烯成品。由于乙苯和苯乙烯的沸点比较接近,分离时所需塔板数较多,而苯乙烯在较高温度下又极易聚合。为了减少聚合反应的发生,除加对苯二酚或硫等阻聚剂外,尚需采用减压操作,并使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔,使塔釜温度不超过90℃。

绝热脱氢工艺

目前技术最为成熟、最具发展的负压绝热脱氢 工艺为 Lummus 技术和 Fina 技术。

(1)Lummus 技术 Lummus 的 CLASSIC SM 技术,通过过热水蒸气 为热载体,采用具有级间二次加热的两级串联负压 径向固定床反应器。第一反应器进口设有静态混合 器,第二反应器内部设置中间换热器,用高温水蒸 气同反应物料间接换热补充热量。设有一组三级组 合式低压降卧式换热器,回收反应器流出物料的热 量并发生蒸汽。脱氢反应温度 620~640 ℃,脱氢 反应压力 40~56 kPa。 脱氢液分离为四塔流程,分别为(苯+甲苯+乙 苯)/苯乙烯塔、(苯+甲苯)/乙苯塔、苯/甲苯塔、 苯乙烯精馏塔。苯乙烯经历两次加热过程,乙苯、 苯乙烯分离塔塔顶操作压力为 24 kPa,塔釜温度为 106 ℃。

(2)Fina 技术 ATOFINA 技术以过热蒸汽为热载体,采用具有 级间二次加热的两级串联负压径向固定床反应器。 二台反应器之间设外置式中间换热器,补充热量。 设有一组三级组合式立式换热器,回收反应器流出 物料的热量并发生蒸汽及蒸发乙苯。脱氢反应温度 615~635 ℃,脱氢反应压力 43~68 kPa。 脱氢液分离为四塔流程,分别为(苯+甲苯)/ (乙苯+苯乙烯)塔、乙苯/苯乙烯塔、苯/甲苯塔 (该塔并入苯烃化工段)、苯乙烯精馏塔。苯乙烯经 历三次塔釜加热过程,乙苯、苯乙烯分离塔塔顶操 作压力为 10.7 kPa,塔釜温度为 89 ℃。

(3)国内技术 中国的苯乙烯工业起始于 20 世纪 60 年代,在 80 年代主要已引进国外苯乙烯装置来发展自身规 模,90 年代华东理工大学开发了乙苯负压脱氢反 应器采用轴径向反应器技术和气-气快速混合两大 关键技术。近年国内苯乙烯技术取得了较大的突破, 开发成功了新型大型化反应器以及高温管线的工程 处理,形成了独特的技术特色,主要技术指标完全 形成国内领先水平,形成了自主知识产权。先后在 抚顺石化公司 30 kt/a、兰州石化公司 60 kt/a、大连 石化公司 100 kt/a 规模的二段绝热中间再热式负压 脱氢装置和抚顺石化公司 60 kt/a 的三段绝热中间再 热式乙苯负压脱氢装置、江苏双良公司 150 kt/a、江苏东昊公司 150 kt/a、齐鲁石化公司 200 kt/a 的苯 乙烯装置中获得成功。具有良好的工业应用前景。

乙苯共氧化法

苯乙烯也通过POSM法进行商业化生产,以乙苯和丙烯为原料,得到苯乙烯和环氧丙烷。在该生产路线中,乙苯被氧气氧化生成乙苯的过氧化物,之后,该过氧化物被用来氧化丙烯,得到1-苯基乙醇和环氧丙烷。最终,1-苯基乙醇脱水后就可以得到苯乙烯。

此法的特点是生产每吨苯乙烯的同时,可联产0.4t环氧丙烷。它既不需脱氢法那样的高温,又可避免氯醇法生产环氧丙烷的污染问题。但反应复杂、副产物多、工艺过程长,乙苯单耗较脱氢法高。

第三节 苯乙烯行业未来发展

2010年以来,国内苯乙烯行业快速发展。2010至2017年期间,国内苯乙烯产能由522万吨/年增至878万吨/年,增幅为68.2%。未来将有更大规模的新增装置计划上马,其中青岛海湾50万吨/年装置已于今年1月试车成功,安徽昊源26万吨/年、中海壳牌63万吨/年等装置计划于年内投产。据不完全统计,2018及2019年计划投产的装置达387万吨/年,新增产能超过2010年以来7年总增量,国内苯乙烯产能有望迎来井喷式发展。

随着国内产能的大幅增加,国内反倾销的呼声越来越高。2月12日,商务部发布对原产于韩国、台湾地区和美国的进口苯乙烯反倾销调查的初裁裁定,判定来自以上地区的进口苯乙烯存在倾销,并决定对其实施保证金形式的临时反倾销措施。长期以来,以上地区一直是我国进口苯乙烯的主要来源地区。以2017年数据为例,所有进口来源地区中,韩国占35.4%、美国占9.5%、台湾地区占7.3%,三者相加超过了我国进口市场的半壁江山。而众所周知,苯乙烯是一个较为依赖进口的产品,进口占比达到40%左右。若终裁判定上述地区产品存在反倾销行为,国内苯乙烯供应格局将出现重塑,而国产产品将成为最大的获利者。

近些年苯乙烯不同工艺路线的产能占比同样发生变化。乙苯脱氢仍然是生产苯乙烯的最主要工艺,但共氧化法的占有率将明显提高。往年来看,仅中海壳牌及镇海炼化少数装置使用共氧化法。而拟在建装置中,万华化学、天津渤化、中化泉州等装置纷纷采用共氧化法,届时共氧化法的占比将显著提升。据悉,共氧化法的投资费用相较于单独的苯乙烯及环氧丙烷装置降低25%,操作费用降低50%,因此在建设大型一体化项目时更具竞争优势。此外,传统的乙苯脱氢工艺中,更多公司开始使用干气作为原料乙烯的来源,以此实现炼厂干气的高附加值综合利用,进一步提高资源综合利用率。

值得关注的是,苯乙烯下游发展相对滞缓,其中EPS、PS及ABS/SAN占据其消费结构的74%。2017年,EPS产能增长42万吨/年、PS产能不增反减、ABS年内增加7.5万吨产能,整体对原料苯乙烯的需求增长有限。而2018及2019年三者计划投产的产能不足100万吨/年,远低于苯乙烯产能增幅预期。

综合而言,未来几年苯乙烯行业将迎来跨越式发展。在国内产能大幅扩张及反倾销政策的有力支撑下,国产苯乙烯在市场的话语权有望大幅提高,整体供应格局将会出较大变化。但下游产品跟进不足,将在一定程度上限制苯乙烯进一步扩张步伐。

第四节 苯乙烯行业市场发展趋势分析

2018年1-5月份中国进口乙苯5.91万吨,同比去年增31%,2018年1-6月份中国进口苯乙烯133.8万吨,同比降8.7%;东北亚、北美、中东依旧是中国苯乙烯进口的主要来源区域。

中国是全球最大的苯乙烯进口国,过去两年需求量占全球的比重均在33%~34%,表观消费量达970万~980万吨,占比全球苯乙烯贸易近1/3的比例。因此,中国市场的变化对于全球苯乙烯贸易具有至关重要的影响。

从苯乙烯行业商情报告获悉:商务部发布2018年第43号公告,公布对原产于韩国、台湾地区和美国的进口苯乙烯反倾销调查的最终裁定,裁定对原产于韩国、美国和中国台湾地区的苯乙烯产品征收反倾销税,税率为3.8%~55.7%,征收期限为5年。

中国51.93%的进口苯乙烯来自韩国、美国以及中国台湾地区,实施反倾销税后,这些国家及地区的企业出口苯乙烯到中国的成本势必增加。

苯乙烯属于典型的全球流通商品,加之中国进口体量巨大,产能与需求量占比的不匹配,造就了中国苯乙烯长期的供应缺口,每年需大量进口苯乙烯及下游衍生物,虽然国内苯乙烯供应逐年递增,但国内苯乙烯对外依存度仍维持在30%以上。


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