乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一，是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，其生產(chǎn)規(guī)模和水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。

 2013年，我國(guó)乙烯總產(chǎn)能為1787萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)7.5%；產(chǎn)量1622.5萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)7.1%；凈進(jìn)口量170.4萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)19.7%；表觀消費(fèi)量為1792.9萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)8.1%。

國(guó)內(nèi)的乙烯消費(fèi)主要體現(xiàn)在下游衍生物上，其中60%以上用于聚乙烯的生產(chǎn)。在消費(fèi)量統(tǒng)計(jì)上，通常采用當(dāng)量消費(fèi)量來(lái)評(píng)價(jià)乙烯的實(shí)際需求，2013年，我國(guó)乙烯當(dāng)量消費(fèi)量約為3510.6萬(wàn)噸，乙烯當(dāng)量消費(fèi)自給率約46.2%，還存在較大的供應(yīng)缺口。

2014年，我國(guó)建材、家電、汽車(chē)工業(yè)快速發(fā)展，對(duì)聚乙烯、苯乙烯、合成橡膠等乙烯衍生品的需求量仍將保持較快增速，從而帶動(dòng)乙烯市場(chǎng)需求的增加。預(yù)計(jì)2014年，國(guó)內(nèi)乙烯當(dāng)量需求量為3725萬(wàn)噸，較2013年增長(zhǎng)6.0%。未來(lái)幾年，我國(guó)單體乙烯基本能夠?qū)崿F(xiàn)自給，而當(dāng)量乙烯消費(fèi)量缺口仍較大，乙烯工業(yè)仍有一定的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

目前，中國(guó)已成為世界上僅次于美國(guó)的第二大乙烯生產(chǎn)國(guó)。但值得關(guān)注的是，近年來(lái)國(guó)際油價(jià)高企，使得以石腦油為原料的乙烯裝置競(jìng)爭(zhēng)力大幅下降，迫于競(jìng)爭(zhēng)壓力，國(guó)內(nèi)乙烯裝置近兩年開(kāi)始限產(chǎn)，而以低廉的乙烷為原料生產(chǎn)乙烯越來(lái)越顯示出成本優(yōu)勢(shì)。

1.乙烷裂解制乙烯的優(yōu)越性

乙烷裂解制乙烯具有成本低、收率高、投資少、污染小等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)CEH報(bào)告，乙烷裂解制乙烯的收率高達(dá)80.5%，遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)石腦油制乙烯35%的收率。隨著美國(guó)、加拿大及中東地區(qū)天然氣的大規(guī)模開(kāi)采，尤其是美國(guó)近幾年的頁(yè)巖氣革命，乙烷的供應(yīng)大幅增加，價(jià)格卻不斷下降，乙烷裂解制乙烯已成為頗具競(jìng)爭(zhēng)力的工藝路線。世界范圍內(nèi)，乙烷在乙烯的原料占比中由之前的不足10%，增加到2012年的34.8%。世界乙烯原料占比及我國(guó)乙烯原料構(gòu)成見(jiàn)圖1、圖2。

以2013年5月中石油石腦油報(bào)價(jià)、美國(guó)乙烷報(bào)價(jià)及亞洲乙烯報(bào)價(jià)為核算基準(zhǔn)，石腦油制乙烯和乙烷制乙烯兩種工藝路線的經(jīng)濟(jì)性見(jiàn)表1?？梢?jiàn)，乙烷制乙烯表現(xiàn)出較好的利潤(rùn)率。

2.工藝路線

乙烷廣泛存在于天然氣、石油伴生氣及石油煉廠氣中，價(jià)格低廉、資源豐富。目前，乙烷制乙烯工藝路線有多種，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的是乙烷蒸汽裂解技術(shù)。該技術(shù)發(fā)展的核心是裂解爐技術(shù)的改進(jìn)與完善，具有代表性的是美國(guó)Lummus公司、S&W公司、德國(guó)Linde公司、荷蘭KTI公司、及中石化工程建設(shè)公司。該技術(shù)具有產(chǎn)品單一，并能富產(chǎn)大量氫氣的優(yōu)點(diǎn)，但反應(yīng)條件苛刻，能耗高。

在研的工藝路線有催化膜反應(yīng)器脫氫和乙烷氧化脫氫。催化膜反應(yīng)器脫氫具有較低的反應(yīng)溫度和較高的產(chǎn)品收率，是頗有潛力的發(fā)展方向，目前尚處于起步階段。乙烷氧化脫氫工藝興起于本世紀(jì)70年代，是頗具競(jìng)爭(zhēng)力和商業(yè)化前景的技術(shù)路線，該方法具有反應(yīng)條件溫和，裝置投資和操作費(fèi)用低等顯著優(yōu)勢(shì)。乙烷氧化脫氫制乙烯依據(jù)其反應(yīng)形式不同，可分為氣相氧化裂解、催化氧化裂解和毫秒反應(yīng)。由于氣相氧化裂解在反應(yīng)活性和產(chǎn)物選擇上，與蒸汽裂解反應(yīng)仍有差距，現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)是催化氧化裂解和毫秒反應(yīng)。目前，這些技術(shù)路線尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，距離工業(yè)化尚有一段路要走。

3.國(guó)內(nèi)裝置較少

目前，乙烷裂解制乙烯裝置主要集中在美國(guó)（2405.4萬(wàn)噸）、加拿大（504.8萬(wàn)噸）、中東（2751.5萬(wàn)噸）和西歐（1169.3萬(wàn)噸），例如?？松梨诨瘜W(xué)公司（300萬(wàn)噸）、INEOS Americas公司（186萬(wàn)噸）、Sweeny Texas公司（186萬(wàn)噸）等。

據(jù)美國(guó)《世界煉油商務(wù)文摘周刊》報(bào)道，美國(guó)將新增10個(gè)乙烷裂解制乙烯項(xiàng)目，合計(jì)產(chǎn)能約1250萬(wàn)噸，大部分預(yù)計(jì)將在2016年至2018年投產(chǎn)；其中，最近宣布擬建的三套世界級(jí)乙烷裂解裝置是臺(tái)塑化學(xué)的路易斯安那州120萬(wàn)噸裝置、美國(guó)Axiall公司在路易斯安那州價(jià)值30億美元的裝置及巴西Odebrecht公司在美國(guó)西弗吉尼亞州的一項(xiàng)裝置建設(shè)計(jì)劃。

據(jù)悉，新增產(chǎn)能將為美國(guó)石化產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大變化。2013年，乙烯生產(chǎn)商獲得巨大毛利，他們購(gòu)買(mǎi)低價(jià)的頁(yè)巖乙烷并以石腦油基乙烯的價(jià)格出售乙烯，毛利達(dá)661美元/噸至1120美元/噸。

國(guó)內(nèi)采用乙烷裂解制乙烯的公司較少，主要集中在燕山石化和青島煉化。據(jù)報(bào)道，蘭州規(guī)劃的百萬(wàn)噸乙烷制乙烯項(xiàng)目已獲工信部專(zhuān)家評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)。

4.世界乙烷供應(yīng)相對(duì)不足

世界上乙烷的主要生產(chǎn)國(guó)家有美國(guó)、加拿大和中東。2012年，各主要國(guó)家的乙烷產(chǎn)量及消費(fèi)量見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，2012年世界乙烷供應(yīng)相對(duì)不足，主要乙烷生產(chǎn)國(guó)基本以國(guó)內(nèi)消費(fèi)為主，對(duì)外供應(yīng)量有限，只有中東有112萬(wàn)噸的產(chǎn)量通過(guò)管道銷(xiāo)往周邊國(guó)家。

乙烷易揮發(fā)和蒸汽壓高的特點(diǎn)，使得乙烷無(wú)法裝載傳統(tǒng)油輪運(yùn)輸，而必須進(jìn)行深冷和對(duì)船體進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，成本高昂。目前，乙烷主要通過(guò)管道和陸路輸送，海運(yùn)還是空白。美國(guó)95％以上的乙烷通過(guò)管道運(yùn)輸，根據(jù)美國(guó)發(fā)展規(guī)劃，未來(lái)將鋪設(shè)管道，主要銷(xiāo)往加拿大和墨西哥。

乙烷的儲(chǔ)存需要建造龐大的高壓容器，花費(fèi)較大，美國(guó)主要通過(guò)天然地下鹽穴儲(chǔ)存，大大節(jié)省成本。

5.未來(lái)世界乙烷供需預(yù)測(cè)

中東是世界上乙烷最便宜的地方，由于自身需求的增加及乙烷產(chǎn)量增長(zhǎng)的放緩，中東乙烷對(duì)外供應(yīng)將逐步減少。預(yù)計(jì)，未來(lái)5年，中東的乙烷需求年均增長(zhǎng)率為4.1%，至2017年，乙烷消費(fèi)量為2491.5萬(wàn)噸，出口量將大幅萎縮（不足70萬(wàn)噸）。

加拿大所有的乙烷都產(chǎn)自天然氣加工，由于天然氣產(chǎn)量的下降及不斷增加的國(guó)內(nèi)需求，未來(lái)加拿大將由乙烷出口國(guó)變?yōu)閮暨M(jìn)口國(guó)，其主要進(jìn)口對(duì)象為美國(guó)。預(yù)計(jì)，未來(lái)5年，加拿大乙烷年均需求增長(zhǎng)率為5.8%，至2017年需求量為591萬(wàn)噸，需額外進(jìn)口乙烷151萬(wàn)噸。

美國(guó)預(yù)計(jì)，2012~2017年美國(guó)頁(yè)巖氣制乙烷產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率為24.7％，至2017年頁(yè)巖氣制乙烷產(chǎn)量達(dá)到970.6萬(wàn)噸。考慮到天然氣制乙烷的增量，預(yù)計(jì)未來(lái)5年美國(guó)乙烷產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率將超過(guò)8％，至2017年，總產(chǎn)量將達(dá)到3089.9萬(wàn)噸，消費(fèi)量將達(dá)到2760萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)率5.6％。屆時(shí)將有約329.9萬(wàn)噸的乙烷可供出口。

依據(jù)美國(guó)發(fā)展規(guī)劃，2015年將向歐洲海運(yùn)出口乙烷。據(jù)美國(guó)化工周刊報(bào)道，2013年1月23日英力士歐洲公司表示，已經(jīng)與Evergas公司哥本哈根分公司簽署了為期15年的航運(yùn)協(xié)議，每天運(yùn)輸約4000噸（7萬(wàn)桶），年運(yùn)輸量150萬(wàn)噸的乙烷進(jìn)入歐洲。Evergas將建立并經(jīng)營(yíng)新的船只，2015年投入服務(wù)。同時(shí)，美國(guó)計(jì)劃2014年鋪設(shè)通往加拿大和墨西哥灣的新管道。

由于歐洲及中南美洲不斷增長(zhǎng)的乙烷需求及高昂的海運(yùn)成本，2017年前美國(guó)乙烷出口至亞洲的可能性幾乎為零。

中國(guó)2012年，國(guó)內(nèi)75%的乙烯是通過(guò)石腦油裂解獲得，乙烷制乙烯占總量的0.1%，只有少數(shù)幾家采用乙烷制乙烯工藝。加上國(guó)內(nèi)油氣資源匱乏，乙烷供應(yīng)嚴(yán)重不足，2012年國(guó)內(nèi)乙烷消費(fèi)量不足2.5萬(wàn)噸。未來(lái)，國(guó)內(nèi)制備乙烯的原料主要為石腦油和煤化工。

6.中國(guó)大規(guī)模乙烷制乙烯項(xiàng)目原料供應(yīng)可行性論證

乙烷具有易揮發(fā)、蒸汽壓高的特性，無(wú)法采用傳統(tǒng)油輪運(yùn)輸，必須重新設(shè)計(jì)專(zhuān)用船只，成本高昂。目前，乙烷幾乎完全通過(guò)管道和陸路運(yùn)輸，海運(yùn)尚屬空白。歐洲英力士公司與美國(guó)Evergas公司簽訂合作協(xié)議，打造專(zhuān)用船只，于2015年海運(yùn)乙烷至歐洲。

傳統(tǒng)乙烷主產(chǎn)地加拿大和中東由于自身需求的增加及乙烷產(chǎn)量的下降，乙烷出口將大幅萎縮，至2017年，加拿大國(guó)內(nèi)乙烷缺口150萬(wàn)噸，中東出口量不足70萬(wàn)噸。

美國(guó)由于頁(yè)巖氣的大規(guī)模開(kāi)采，乙烷產(chǎn)量將大幅增加，至2017年，有329.9萬(wàn)噸乙烷可供出口。鑒于歐洲英力士公司與美國(guó)Evergas公司簽訂合作協(xié)議，從2015年起，每年有150萬(wàn)噸乙烷供應(yīng)歐洲，同時(shí)加拿大150萬(wàn)噸的乙烷缺口及中南美洲不斷增長(zhǎng)的乙烷需求量（采用管道運(yùn)輸，大大節(jié)約運(yùn)輸成本），至2017年前，美國(guó)不會(huì)有額外產(chǎn)量運(yùn)往其它地區(qū)。

據(jù)推算，2017年世界乙烷出口量約400萬(wàn)噸，其中中國(guó)進(jìn)口量約4萬(wàn)噸，占總量的1%。2017年世界乙烷進(jìn)出口情況預(yù)測(cè)見(jiàn)圖3、圖4。

7.結(jié)論

1、乙烷制乙烯具有成本低、收率高、投資少、污染小等多重優(yōu)勢(shì)，是提升乙烯制備競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑，也是歐美、中東、南美等油氣資源豐富地區(qū)大力發(fā)展方向。

2、乙烷易揮發(fā)、高蒸汽壓的特點(diǎn)，使得它不能裝載傳統(tǒng)的油輪運(yùn)輸，必須打造專(zhuān)用船只，時(shí)間長(zhǎng)，成本高。

3、主要乙烷生產(chǎn)國(guó)中東、加拿大由于自身需求的增長(zhǎng)及乙烷產(chǎn)量的下降，對(duì)外供應(yīng)量日趨減少，其中加拿大未來(lái)3年內(nèi)將由出口國(guó)變?yōu)閮暨M(jìn)口國(guó)。

4、頁(yè)巖氣的快速發(fā)展，美國(guó)將成為最大的乙烷生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。由于地理位置及運(yùn)輸成本的限制，未來(lái)5年乙烷的主要銷(xiāo)往地為加拿大、墨西哥和西歐，銷(xiāo)往亞洲的希望渺茫。

5、中國(guó)油氣資源匱乏，乙烷供應(yīng)嚴(yán)重不足，短期內(nèi)大量進(jìn)口乙烷幾無(wú)可能。

綜上，依據(jù)世界乙烷供應(yīng)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，2017年前，由于乙烷原料供應(yīng)不足，國(guó)內(nèi)依靠大規(guī)模進(jìn)口乙烷生產(chǎn)乙烯是不可行的。