乙二醇技术市场与投资分析
乙二醇技术市场与投资分析乙二醇的生产长期以石油乙烯法工艺路线为主。2009年以来，受国家煤化工产业政策的支持和多种煤制乙二醇工艺技术相继研发成功的“双重利好”刺激，我国煤制乙二醇得到了快速发展，产能从2010年的20万t增加到2019年的550万t，20202021年预计有1000万t左右的产能投产，并且拟建、规划中的乙二醇产能更是“数量庞大”。乙二醇的主要消费领域是聚酯行业，在消费结构中占比超过90%。在乙二醇产能快速扩张的同时，我国的聚酯需求增长却是稳中趋缓，加之中美贸易战的因素，聚酯的出口也受到影响。目前，华东、华南地区乙二醇售价仅4500元/t左右，与前两年高点时超过8000元/t的价格相比，几近腰斩，为数不少的煤制乙二醇企业出现亏损，中国乙二醇存在产能过剩的潜在风险。应该讲，管理层也看到了煤制乙二醇产业“过热”扩张的风险，产业结构调整指导目录（2019年本），征求意见稿中，已将“20万t/a及以上合成气制乙二醇生产装置”从鼓励类中取消。在上述背景下，本文对业界关注的乙二醇技术进展、市场新动态、产业现状及前景等进行分析，供相关人员参考。1 乙二醇制备的技术进展乙二醇原料来源广泛，石油、煤、天然气、生物质以及煤化工行业的电石炉尾气、焦炉煤气、甲醇/合成氨弛放气、荒煤气等都可用来生产乙二醇。乙二醇的生产方法概括起来主要有乙烯法路线和合成气法路线，详见图1。图1 不同原料路线乙二醇生产工艺示意图1.1 乙烯法路线1.1.1 目前主流工艺及未来发展方向乙烯法路线是乙烯通过氧化得到环氧乙烷，环氧乙烷再通过水合法（包括直接水合法、催化水合法）得到乙二醇。其中，环氧乙烷直接水合法是目前的主流工艺，主要技术商包括壳牌（Shell）、美国SD、陶氏化学（Dow）等，采用上述三家技术建设的乙二醇装置产能占到全球总产能的90%以上。环氧乙烷直接催化水合法是乙烯法路线的发展方向，因其在简化工艺流程、节能降耗等方面的巨大优势，吸引了国内外诸多研究机构的开发，国外俄罗斯门捷列夫化工大学和Shell、Dow等公司都在致力于解决催化剂热稳定性问题；国内中国石化上海石油化工研究院也对该工艺进行了较为系统的研究开发，并与相关单位合作建设了1500t/a中试装置，2010年成功试车。总体讲，催化水合法技术还在实验室、中试阶段，距离工业化还有一定的距离。1.1.2 不同乙烯来源的竞争力分析乙烯经环氧乙烷制乙二醇技术路线的乙烯来源主要有三种途径：炼厂的石脑油裂解制乙烯；甲醇制乙烯（MTO）；油田伴生气、页岩气中的乙烷裂解制乙烯。石脑油裂解制乙烯工艺完全依赖于石油资源，易受石油价格波动的影响，在50美元/桶的低油价下具有一定的竞争力。乙烷裂解制乙烯工艺是北美及中东地区生产乙二醇的主要方法，乙烷主要来源于油田伴生气、页岩气，价格低廉，在成本方面是最具有竞争力的。煤基甲醇制乙烯工艺，技术成熟，但投资较大，工艺路线较长，在煤炭资源地建设装置也有一定竞争力。宁波富德能源有限公司通过进口甲醇制乙烯，再经环氧乙烷制乙二醇，建有50万t/a乙二醇装置。1.2 合成气法路线广义上讲，以煤、天然气、生物质、电石炉尾气、焦炉煤气、甲醇/合成氨工厂弛放气、钢厂高炉煤气等为原料制取乙二醇的技术都属于合成气法路线，主要包括合成气直接法、合成气间接法。1.2.1 合成气直接法该方法的化学反应属于原子经济性反应，因而极具吸引力。但是受化学反应平衡的限制，在热力学上较难进行，因而存在反应条件苛刻（50MPa高压，250高温）、催化剂稳定性和活性不能兼顾等问题。该技术最早由美国杜邦公司提出，后美国UCC公司进行了改进，但没实现工业化应用。1.2.2 合成气间接法间接法是通过合成气（CO+H2）先生产某些中间产品，再通过对中间产品加氢生产乙二醇，主要有甲醛法和草酸酯法。甲醛法包括甲醛羰化法、甲醛氢甲酰化法、甲醛缩合法等，大都仍处于试验阶段，距离工业化还有一定距离；但因合成气通过甲醇制甲醛已经是非常成熟的技术，因此甲醛法制乙二醇的技术开发极具意义。合成气间接法目前的主流工艺是草酸酯法。国外美国UCC公司、日本宇部兴产，以及国内福建物构所、华东理工大学等早在上世纪80年代就已开始研发，进入21世纪，多家研发单位的技术取得重大突破，且已进入大规模工业化生产应用阶段。1.3 乙二醇新技术研发动态1.3.1 以CO2为原料生产乙二醇中国科学院过程工程研究所历时15年持续研发，在2014年与江苏奥克化学有限公司合作开发了“固载离子液体催化二氧化碳转化制备碳酸二甲酯/乙二醇（DMC/EG）”绿色工艺，并于2018年12月通过了由中国石化联合会组织的科技成果鉴定。该工艺以CO2为原料，与环氧乙烷在离子液体催化剂的作用下，通过羰基化反应生成碳酸乙烯酯，碳酸乙烯酯再与甲醇反应生产碳酸二甲酯和乙二醇。1.3.2 甲醇直接制乙二醇据文献报道，厦门大学王野教授团队与中科院大连化物所邓德会课题组、程俊课题组利用各自在催化剂、材料、理论计算方面的优势，合作开发，在甲醇C-C键偶联直接制乙二醇的研究上取得重要突破。主要技术创新点是成功构建了“CdS纳米棒催化剂”，并提出了“CdS上的光生空穴通过质子和电子协同转移过程，在不影响甲醇O-H键的情况下，选择性地活化C-H键生成羟甲基自由基”的反应机理。2 乙二醇国内外市场分析2.1 世界乙二醇的生产与消费2017年全球乙二醇生产能力为3250万t/a，产量为2641万 t。近十年来，产能年均增长率在4%5%。世界乙二醇主要生产地区是中东、东北亚、北美，2017年，东北亚、中东、北美三个地区乙二醇产能各自占世界乙二醇总产能的比例为39%、29%、14%，综合考虑原料、成本、竞争力等因素，世界乙二醇产能“三足鼎立”的格局短时间难以改变。未来，20192023年是全球产能的高速扩张期，新增加的产能仍然集中在上述三大地区：东北亚地区的产能增加更加明显，尤其是中国的煤（合成气）制乙二醇在今后35年会迎来“井喷式”增加；中东地区将继续利用其原料优势，规划和建设包括大型乙二醇装置和聚酯装置在内的石化装置；北美地区利用丰富的页岩气中的乙烷资源制取乙二醇发展加快。世界乙二醇的产能非常集中，2017年，沙特基础工业公司、中石化、壳牌（Shell）、台塑、陶氏杜邦等前十大乙二醇生产厂家合计产能占世界总生产能力的53%。2017年世界乙二醇消费量为2712万t，消费结构以聚酯 （PET）为主，占比超过87%；防冻剂为乙二醇第二大消费领域，占比7%；其他占比约6%。消费地区主要集中在亚洲、北美、西欧，三个地区消费总量超过全球消费总量的80%。2.2 中国乙二醇市场20082018年，中国乙二醇的产能、产量、进口量、表观消费量、自给率等综合市场数据见表1。表1 中国乙二醇的生产、消费、进出口数据年份产能/万t产量/万t进口量/万t出口量/万t表观消费量/万t自给率/%2008228195521.62.94713.6627.32009270204582.80.67786.1326.02010355267664.40.50930.928.72011378290727.00.601016.428.52012453341796.41.081136.3230.02013506350824.60.541174.0629.82014602422845.10.571266.5333.32015754461877.21.991336.2134.52016819550757.31.961305.3442.12017856589875.01.811462.1940.320181068718980.01698.042.32.2.1 生产2010年以前，我国的乙二醇装置都采用石油乙烯法工艺。2010年3月，第一套煤（合成气）制乙二醇装置投产，随后煤制乙二醇在我国得到快速发展。从表1中可见，中国乙二醇产能从2008年的229万t增加到2018年的1068万t；产量从2008年的195万t，增加到2018年的718万t，增长之快可见一斑。最新数据显示，2018年共新增乙二醇产能212万t，同比增加22%；新增产能中煤制乙二醇的产能为172万t/a，约占全年新增产能的80%。由于前些年投产的煤制乙二醇装置运行逐步达到“安稳长满”，2018年产量增加也较快，达到718万t，同比增加21.9%。浙江、江苏、河南省是目前我国乙二醇产能最大的三个省份，生产能力分别为143.0万t/a、103.2万t/a和100.0万t/a。随着煤制乙二醇新产能投产，到2021年，前三位的位置极有可能被西部富煤地区的省份取代。2013年，我国煤制乙二醇产能为135万t，占总产能的26.7%；2018年煤制乙二醇生产能力已达423万t，占总生产能力的39.6%，今后几年这个占比还将继续增大。未来35年，我国乙二醇装置新增或扩建产能，仅有几套为石脑油乙烯路线，而大多数仍以煤制乙二醇工艺路线为主，因此，煤制乙二醇路线的占比未来几年将进一步上升至50%以上。2.2.2 消费从表1可见，中国乙二醇表观消费量从2008年的713.66万t，增加到2018年的1698.0万t，10年消费量增加了138%。2018年，乙二醇的产量和进口量较2017年年均增加超过100万t；表观消费量增加达到236万t，同比增长16.12%。华东地区是我国PET生产聚集地，也是我国乙二醇最大的消费地区；我国乙二醇主要消费领域为聚酯原料，2018年聚酯领域消费占比93.1%，防冻液占比3.3%，其他3.6%。目前，煤制乙二醇由于透光率等指标与石油路线乙二醇存在差距，仅有部分煤制乙二醇装置的产品被聚酯行业接受。我国聚酯行业经过前些年的快速发展，未来对乙二醇需求的增长将稳中趋缓；而随着我国汽车工业的发展，乙二醇在防冻液方面的需求会持续稳步增长。2.2.3 进出口21世纪前10年，我国聚酯行业迅速发展，对乙二醇需求快速增加，同时由于油价高企，石油乙烯路线乙二醇装置的产能增加跟不上需求的增加，对外进口乙二醇的数量也快速增加。2000年中国乙二醇总进口量仅为105万t，2008年这一数字达到521.64万t，2012年进一步增加到796.4万t，10余年时间进口量增加658.5%。进入2013年以来，随着煤制乙二醇产能的快速增加，乙二醇的进口才逐步稳定在850万t左右。2018年，中国乙二醇进口量达到创纪录的980万t。预计我国乙二醇产不足需的情况还将维持一段时间。我国乙二醇的进口主要集中在江苏、浙江、福建、上海等省市。2019年18月份，江苏省进口量270.8万t，占比41%；浙江省进口量217万t，占比32%；北京市进口量37.1万t，占比6%；福建省进口量32万t，占比5%。沙特阿拉伯、中国台湾、加拿大、新加坡一直是我国大陆乙二醇货源的主要进口来源地。2019年18月我国累计进口乙二醇总计667.6万t，同比下降1.02%。其中沙特进口量299.7万t，占比44.90%；中国台湾地区进口量84.6万t，占比12.68%；加拿大进口量68.2万t，占比10.22%；新加坡进口量47.9万t，占比7.17%。未来，随着乙二醇尤其是煤制乙二醇产能的快速增加，自给率会逐年提高，进口量会呈现下降的趋势。3 煤制乙二醇产业发展建议3.1 提高产品质量，满足聚酯行业标准要求（1）新标准的发布及意义乙二醇行业近年来采用的工业用乙二醇（GB/T46492008）是
