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新材料
又有42万吨来了!未来BDO竞争力不单看工艺路线,还有这个因素
作者:化小北 来源:煤化工信息网 浏览次数:2246次 更新时间:2022-09-27

近日,两大正丁烷-顺酐-1,4丁二醇(BDO)项目相继官宣已正式备案。

98日,福州万景新材料氢能利用与全降解新材料项目(一期)40万吨/年正丁烷制顺酐装置及30万吨/BDO装置正式备案。该项目位于福州市福清江阴港城经济区西部化工区,总投资60.92亿元,建设周期为20227月—202412月。

96日,山东辰海新材料有限公司12万吨/年顺酐加氢法制BDO及衍生物项目正式备案。该项目位于山东省淄博市桓台经济开发区主要建设5万吨/年正丁烷法顺酐装置、10万吨/年正丁烷法顺酐装置、12万吨/BDO装置以及配套公辅工程。项目建成后年产15万吨顺酐、95032吨异丁烷、10.027万吨BDO0.59万吨/年四氢呋喃(THF)、1.181万吨γ-丁内酯(GBL)等产品。

此前,2021年齐翔腾达、盛虹石化、宇新股份、中景石化、海南星光化工、珠海中冠石化等多个石化企业均宣布进军正丁烷-顺酐-BDO-可降解塑料产业链。该产业链到底有何优势,引得一众企业纷纷布局?

工艺多元化发展,正丁烷路线优势突出

作为一种重要的有机和精细化工原料,BDO可广泛应用于医药、化工、纺织、造纸、汽车和日用化工等领域,生产THFPTMEGPBT GBLN甲基吡咯烷酮、PBAT和聚氨酯树脂、涂料和增塑剂等产品。


BDO应用示意图

目前,BDO工业化生产工艺主要包括炔醛法(Reppe法)、丁二烯法、环氧丙烷法和顺酐加氢法。

BDO生产工艺对比


炔醛法以电石、煤炭、天然气为原料,是目前最主要的生产方法,占世界总产量的40%以上,生产成本在很大程度上取决于原料乙炔的来源和价格,国内主要采用的是电石法乙炔生产BDO

●丁二烯法包括两种不同工艺路线:

一是丁二烯乙酰氧基化法,由日本三菱化成开发,工艺流程为:

①丁二烯、乙酸和空气在催化剂条件下制得1, 4-二乙酰氧基- 2- 丁烯

②加氢制得1,4- 二乙酰氧基丁烷

③水解得到BDO

该工艺流程长,多次脱醋酸蒸馏,技术难度高,经济性取决于能否获得廉价原料丁二烯,在日本以外的地区不存在太大的竞争力;

二是丁二烯氯化法,工艺流程为:

①丁二烯气相氯化  

②碱解

③加氢

该工艺由于需消耗大量氯气,目前尚未实现工业化。

环氧丙烷法代表企业为日本可乐丽和烟台万华,工艺流程为:

①环氧丙烷催化异构成烯丙醇

②有机膦催化进行氢甲酰化反应生成γ-羟基丙醛

③萃取、加氢、精制得到BDO,该工艺投资少、流程简单,即使千吨级装置也有竞争力,但羰基化的选择性低,副产品多。

●顺酐加氢法包括三种不同工艺路线:

一是顺酐酯化加氢,由英国Davy Mckee 公司开发,工艺流程为:

①顺酐与乙醇酯化发生反应

②顺丁烯二酸二乙酯加氢氢解制得BDO

③反应产物分离精制

该工艺成本高于炔醛法,国内有大量闲置产能;

二是正丁烷-顺酐路线,由HuntsmanKvaener合作开发,工艺流程为:

①正丁烷气相催化氧化生成顺酐

②顺酐与甲醇进行酯化反应,生成马来酸二甲酯

③顺酐气相催化剂加氢、氢解生成BDO

该工艺省去了顺酐脱水、提纯工序,但必须酯化,成本高于炔醛法,符合减碳背景;

三是顺酐直接加氢,由BP AmocoLurgi共同开发,工艺流程为:

①顺酐生产

②马来酸加氢

BDO精制

该工艺免去了顺酐脱水、提纯和酯化工序, 将主要工序从8 道减为4道, 从而缩短了整个流程, 减少了设备台数。

其中,正丁烷主要来源一是大型炼化装置石油裂解的C4馏分分离得到的副产品 (如惠州宇新依托中海壳牌和惠州石化的混合C4分离提纯得到BDO生产的原料正丁烷);二是油田气和湿天然气、液化石油气(LPG)的进口商,国内顺酐法制BDO企业主要分布的沿海地区,可以依托石油炼化企业或港口获得原料正丁烷。

我国“多气(天然气)”地区,还少有BDO装置,而天然气中含有约1%的正丁烷,在天然气液化的同时可以分级冷凝得到正丁烷(即在天然气脱乙烷的同时进行丁烷分离),且不影响天然气的继续使用,适用于有天然气源头的西北地区的新建企业,未来有望借此实现西北地区BDO产业的绿色低碳发展。

因此,正丁烷-顺酐法-BDO工艺路线成本优势明显,技术成熟、排污量少,具有较大的发展潜力。

扎堆扩能考验企业一体化成本优势

顺酐这个C4产业链下游重要产品在“双碳”战略提出及BDO-PBAT产业链大发展后已经迎来了新机遇。

一方面,新的下游需求增长点的出现为顺酐带来了新一轮前所未有的扩产潮,并将改变需求结构。炔醛法BDO工艺成本的大幅上升以及原料电石发展的受限使得顺酐法BDO工艺重获新生,而PBAT等可降解塑料产品对原料BDO、丁二酸等产品需求的增长也相应的带动了对上游顺酐需求量的增长。据卓创资讯统计,未来五年内,在已规划的270万吨/年顺酐法BDO的基础之上,顺酐拟建产能规模已接近500万吨/年。若拟建顺酐法BDO项目顺利落地,未来BDO也将超越不饱和树脂成为顺酐下游第一大消费市场。


20222026年顺酐下游消费结构变化预测

另一方面,顺酐行业一体化程度也将大大提速。以顺酐法制BDO工艺为核心进行的上下游延伸,可以使东部地区石油化工企业充分发挥其原料和产品体系优势。以C4原料气为起点,使用经分离过后的高纯度正丁烷氧化生产顺酐,再由顺酐加氢或电解生产BDO或丁二酸,并最终与PTA、己二酸等石油化工产品生成PBATPBS,这一生产路线正受到越来越多的石油化工企业的青睐,顺酐行业一体化水平也必将随之得到提升。据卓创资讯统计,未来顺酐自用量占比或从目前的10%左右提升至50%以上。

部分顺酐项目配套下游产品统计


截至目前,国内BDO拟在建产能规模已突破2000万吨/年。从工艺路线来看,未来炔醛法BDO项目仍占主流,占比高达72%,但受到地方能耗指标及电石供应影响,项目落实存在一定困难。值得注意的是,自2021年下半年起,顺酐法BDO项目不断增多,目前占比已达到25%,多为顺酐-BDO-可降解塑料一体化项目。

据卓创资讯分析,当下顺酐法BDO工艺发展最为关键的,是目前高油价背景下被放大的成本问题。炔醛法与顺酐法这两种工艺的成本对比,本质上仍是西北地区煤化工体系与东部沿海地区石油化工生产路线的竞争,成本的高低归根结底仍是煤炭与石油之间资源价格的对比。2012年前后顺酐法BDO工艺退出市场主要原因便是当时相比于炔醛法较高的生产成本,而在十年后的今天,这一劣势在当前高油价、低煤价的背景下再度遭到放大。

2020年,国内煤炭价格与国际油价在突发事件影响下一同经历了从低迷期到恢复性上涨的走势,此时两种工艺间成本均价差值仅为311/吨;2021年,国内煤价强势上涨,炔醛法成本压力大幅提升,成本均值高于顺酐法568/吨;2022年,国际油价在供应紧张的基本面格局以及东欧地缘局势的推动下持续攀升,而国内煤市在国家保供稳价政策影响下走势相对偏稳,原油与国内煤价走势的分化导致202217月顺酐法成本均值已高于炔醛法2144/吨。

20202022BDO生产成本均值对比  元/


如今,在成本高企叠加BDO价格快速回落的影响下,今年以来顺酐法BDO利润空间已大幅度缩水,甚至萎缩至成本线附近。

20202022年炔醛法与顺酐法BDO利润走势对比


不过,随着对全球宏观经济衰退预期的不断增强,国际油价在下半年(特别是四季度后)也将面临较大的下行压力。这将缓解顺酐法成本压力,而下半年国内经济较强的复苏预期也将对国内煤价形成有力支撑。据测算,若保持当前煤价基本稳定,则原油下行至70美元/桶左右便可实现两种生产工艺之间成本的基本持平。因此,BDO工艺成本也将随着下半年大宗商品市场的波动而充满变数。

从后市庞大的拟建规模以及所带来的深远影响看,2022年的顺酐-BDO-PBAT产业链毫无疑问的正处于行业大发展及大变革的前夜。卓创资讯预计,2023年后相关产品均将陆续迎来项目落地高峰。

随着工艺路线发展的多元化及大型化工企业入场,未来BDO市场竞争已经不单单是工艺路线的竞争,考验的将是企业一体化成本优势,尤其是新疆地区煤化工一体化项目与东部地区石油化工一体化项目的综合实力竞争。