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新品种上市:乙二醇(MEG)基础知识介绍之产业
发布时间发布时间:2020-11-18 08:43

  化纤是纺织纤维的一类。纺织纤维分为:天然纤维和化学纤维。纺织纤维是指用来纺织布的纤维。纺织纤维的特点:具有一定的长度、细度、弹性、强力等良好物理性能,还具有较好的化学稳定性。

  化学纤维是用天然的或合成的高分子化合物作原料,经过化学和物理方法加工而制得的纤维的统称。因所用高分子化合物的来源不同,可分为人造纤维和合成纤维两大类。一般是将高分子化合物制成溶液或熔体,再从喷丝头细孔中压出,即成为纤维。产品可以是连绵不断的长丝,也可以是未曾切断的丝束和切成一定长度的短纤维。

  合成纤维是石油化工工业和炼焦工业中的副产品。例如:涤纶、锦纶、睛纶、维纶、丙纶、氯纶等都属于合成纤维。

  涤纶的学名为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维经过喷丝形成极细的纤维,简称为聚酯纤维。它的强度高,弹性好,耐磨。耐日晒、耐酸而不耐碱。作为衣着原料尚存一些缺点,例如吸湿性和染色性差,易起球等。故涤纶短纤常与棉、毛、麻、粘纤等混纺,从而使其织物既保持了涤纶的坚牢、耐磨、挺括、易收藏等特点,又兼有天然纤维吸湿、保暖、静电少等特点。

  涤纶的主要原料是乙二醇(MEG)和精对苯二甲酸(PTA)。乙二醇的源头是石油,石油经过减压蒸馏生产出石脑油,石脑油经过裂解产生乙烯,乙烯经过一定工艺过程合成环氧乙烷,环氧乙烷与水在190~200 ℃、北京快3,2.23 MPa操作条件下,反应0.5h,生成乙二醇含量约10%的乙二醇、二乙二醇、三乙二醇混合水溶液,再经分离制得乙二醇。PTA+MEG生产出PET(聚酯切片)(生产1吨PET需要0.85-0.86吨的PTA和0.33-0.34吨的MEG);PET分为聚酯纤维、聚酯薄膜、聚酯瓶片。聚酯纤维(涤纶的学名)分长丝和短纤,长丝大约占涤纶的62%、短纤大约占38%,长丝为纺织企业使用,短纤一般与棉花混纺。涤纶和棉纱对纺织行业有竞争,棉纱一般占纺织原料的60%,涤纶占30-35%。长丝和短纤的生产有两种:一种是PTA和MEG生产出切片、用切片融解后喷丝而成;一种是PTA和MEG在生产过程中不生产切片,而是直接喷丝而成。

  简单地说,乙二醇的原料是乙烯,乙烯的原料是石油。乙二醇的下游产品主要为涤纶长丝、短纤、切片(包括纤维切片、瓶用切片、薄膜切片)。在涤纶产业链中,乙二醇是石油的末端产品。同时,由于很多大的聚酯厂中间不切片,而直接从乙二醇生产出涤纶短纤和长丝,因此,乙二醇是化纤的前端产品,也可以说,乙二醇是石化与化纤产业链的分水岭,承前启后。

  MEG是乙二醇(Ethylene glycol)的英文简称,是重要的大宗有机原料之一,其主要用途是生产聚酯纤维(涤纶)、聚酯瓶片和聚酯薄膜,并用作染料、油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂、气体脱水剂等方面,与人民生活水平的高低密切相关。有超过90%的乙二醇被用来生产聚酯纤维,另外有约3%的乙二醇用来生产防冻液等,3%的乙二醇用来生产聚氨酯。

  乙二醇无色无臭,但对于动物由毒性,人类致死剂量约为1.6 g/kg,皮肤接触、吸入、食入均有较大危害。运输过程中遇明火、高热或与氧化剂接触,有引起燃烧爆炸的危险。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

  从全球乙二醇生产工艺来看,主要分为油制和煤制两种,其中油制工艺又分为石脑油原料法以及乙烷原料法(天然气制),均是通过生产乙烯经环氧乙烷进而生产乙二醇;煤制工艺包括草酸酯法、甲醇合成法以及直接合成法。

  目前全球绝大多数乙二醇生产装置都采用石油路线生产,大部分地区采用的是石脑油原料法生产,超过一半产能为石脑油制,其中一体化占比超过80%,非一体化(乙烯单体)制技术集中分布在亚洲地区。

  另外,天然气制乙二醇技术大约占1/3,结合天然气资源的分布,该技术主要集中在中东、加拿大及美国等地区。

  油制乙二醇生产工艺的优点是工艺成熟,缺点是生产过程水耗大、能耗大、成本高,且关键技术基本由SHELL、SD以及UCC三家公司垄断。

  近几年随着煤制化工类技术的不段进步,煤制乙二醇产能也在不断扩充,中国为煤资源大国,因此煤制乙二醇产能绝大部分集中在中国。另外,随着煤制技术的发展,中国煤制甲醇产能不断扩大,甲醇制乙二醇技术近几年突破明显。

  草酸酯法以煤为原料,通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2,其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯,再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇。该工艺流程短、成本低,是目前最受关注的煤制乙二醇技术。其余煤制乙二醇最多掺混20%使用,煤制乙二醇的问题在于无法连续正常供应,因工艺中催化剂的不稳定导致每批次产品质量不稳定。2015年以来,煤制乙二醇产品质量已经稍有提高,产品主要依靠船运和铁路运输。

  甲醇合成法即MTO法,生产工艺流程为煤—甲醇—烯烃—环氧乙烷—乙二醇,技术成熟,但甲醇端投资成本较高。如宁波富德能源需外购甲醇,原料端成本难以控制,原料供应存在限制、副产物多。

  直接合成法以煤气化制取合成气(CO+H2),再由合成气一步直接合成乙二醇。此技术的关键是催化剂的选择,目前此工艺中的催化剂较为昂贵,对反应压力要求较高,乙二醇选择性低,在相当长的时期内难以实现工业化。

  目前生产规模最成熟、应用最广泛的是传统乙烯法(石脑油制和外采乙烯制乙二醇)。下面主要比较石脑油制和外采乙烯制乙二醇的现金流情况。

  石脑油制法计算方式采用美元计算,计算公式按目前国际算法,其中MEG外盘成本=0.81×石脑油价格+150美元/吨。近几年石脑油制乙二醇的利润还是比较可观的,2015年年底因乙二醇大幅下跌导致利润压缩严重;2016年至今乙二醇整体现金流在150—400美元/吨水平;2017年上半年因石脑油价差偏弱,乙二醇利润达到400美元/吨的高点,下半年因原油和石脑油走势较强,利润压缩至250—300美元/吨的水平。

  乙烯制法计算方式换算成人民币计算,计算公式按目前国际算法,乙二醇内盘成本=0.605×东北亚乙烯×1.17×1.01×人民币汇率+1000元/吨。近几年乙烯制乙二醇大部分处于亏损状态,尤其是2016年长时间处于亏损状态,主要原因是2016年乙烯下游聚烯烃消费较好,乙烯价格大幅上涨。2017年年后因宏观面偏空、国际油价大跌、下游需求不及预期及PTA大幅下跌等影响,乙二醇下跌幅度较大,一度出现亏损;下半年随着聚酯需求及乙二醇基本面的好转,乙二醇价格开始反弹,而同时乙烯价格较弱,乙二醇利润扩大;下半年乙二醇行情僵持,乙烯制乙二醇利润一般,在成本上偏上一点。但是从2017年全年来看,乙二醇利润水平好于2016年。 。

  目前石脑油制乙二醇生产利润仍较高,外购乙烯制乙二醇一直以来现金流情况不佳,2017年二季度由于乙烯价格大幅下跌,外购乙烯制乙二醇现金流才有所恢复。

  煤路线万吨/年乙二醇项目为基准;100%开工运行;内蒙古地区以褐煤为原材料(5.6 吨/吨产品),中部地区(山西、河南)以无烟煤为原材料(3.2 吨/吨产品);乙二醇消耗主要在我国东部地区,而煤制乙二醇企业在西北地区居多,故考虑乙二醇运输成本。

  从甲醇制法计算公式按目前算法,乙二醇内盘成本=1.74×甲醇+1500元/吨。近两年甲醇制乙二醇利润水平还是比较可观的,2017年年底甲醇制乙二醇开始出现亏损,主要是一方面11月中下旬起,乙二醇维持振荡走势,整体价格重心波动较小;另一方面,甲醇因现货紧缺价格大幅上涨,造成甲醇制乙二醇利润大幅下滑,甚至出现亏损。

  总体来看,2017年石脑油制、煤制乙二醇(合成气草酸酯法)、甲醇制的利润均较高。油价下跌以后,煤制工艺几乎丧失了其成本优势,石脑油制乙二醇生产利润最高,外购乙烯制乙二醇一直以来现金流情况不佳。

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