国内外醋酸乙烯的供需现状及发展前景分析
2021-03-10崔小明
崔小明
(中国石化北京化工研究院燕山分院,北京102500)
醋酸乙烯(简称VAc)又称醋酸乙烯酯,主要用于生产聚醋酸乙烯(PVAc,又名白乳胶)、聚乙烯醇(PVA)、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液(VAE)或共聚树脂(EVA)、醋酸乙烯-氯乙烯共聚物(EVC)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)以及缩醛树脂等衍生物,此外还可用作聚丙烯腈的共聚单体,在纺织、化工、电子电气、建筑、造纸、卷烟、家具、包装、医药、印刷、橡胶、皮革、化纤以及粘接等众多领域应用广泛[1-2]。
目前,工业上生产醋酸乙烯的方法主要有乙炔法和乙烯法。乙烯法具有乙烯原料清洁干净、产品杂质较少、蒸汽消耗低、工艺流程较短、设备腐蚀程度较轻、工艺性和经济性较好等优点,不足之处是乙酸的单程转化率较低,只有15%~20%,其生产成本受石油价格影响较大。目前工业生产工艺主要有Bayer法、USI法和Leap流化床工艺等[2-3]。
乙炔法生产醋酸乙烯主要包括电石乙炔法和天然气乙炔法。电石乙炔法具有技术成熟、工艺技术简单、投资相对较少、单台设备产能大以及催化剂易得等优点,缺点是生产成本高、能耗大、对环境的污染较为严重。该技术在国外发达国家或地区已经被淘汰。由于我国煤炭资源丰富,石油储量相对不足,乙炔气相法一直是我国醋酸乙烯主要的生产方法。相比电石乙炔法,天然气乙炔法原料来源具有清洁性、生产过程污染小、原子利用率高、热能利用充分、副反应比较少、符合绿色发展的要求,缺点是投资和生产难度较大,生产原料乙炔的成本较高,目前只有中国石化四川维尼纶厂采用该方法进行生产。
1 世界醋酸乙烯的供需现状及发展前景
1.1 生产现状
近几年,先后有内蒙古蒙维科技有限公司、内蒙古双欣环保材料有限公司以及美国塞拉尼斯公司等的新建或者扩建醋酸乙烯生产装置建成投产,与此同时,由于中国大陆有多套乙炔法醋酸乙烯生产装置由于环保、经济效益或者产业调整等原因先后停产,使得世界醋酸乙烯的生产能力不断下降。2016年,世界醋酸乙烯的生产能力为8 118 kt/a,2020年下降到7 790 kt/a。
东北亚和北美地区是世界醋酸乙烯最主要的生产地区,2020年来自这两个地区的生产能力合计达到6 260 kt/a,约占世界总生产能力的80.36%,其中东北亚地区的生产能力4 405 kt/a,约占总生产能力的56.55%;北美地区的生产能力为1 855 kt/a,约占总生产能力的23.81%;东南亚地区的生产能力为560 kt/a,约占总生产能力的7.19%;西欧地区的生产能力为505 kt/a,约占总生产能力的6.48%;中东地区的生产能力为390 kt/a,约占总生产能力的5.01%;中东欧地区的生产能力为75 kt/a,约占总生产能力的0.96%。
2020年,世界上采用乙烯法的醋酸乙烯生产能力合计为5 685 kt/a,约占世界总生产能力的72.98%,生产装置主要集中在美国、德国、日本、韩国、新加坡以及中国台湾省等国家或地区;采用乙炔法工艺的醋酸乙烯生产能力合计为2 105 kt/a,约占总生产能力的27.02%,生产装置主要集中在俄罗斯和中国大陆。
2020年,中国大陆是世界上最大的醋酸乙烯生产国家,生产能力为2 750 kt/a,约占世界总生产能力的35.30%;其次是美国,生产能力为1 855 kt/a,约占总生产能力的23.81%;再次是中国台湾省,生产能力为800 kt/a,约占总生产能力的10.27%。
世界醋酸乙烯的生产能力主要集中在塞拉尼斯(Celanese)公司、中国石油化工集团有限公司、大连化学公司、安徽皖维高新材料有限公司、可乐丽公司、陶氏杜邦公司以及Millennium公司等生产企业,2020年来自这七大醋酸乙烯生产企业的生产能力合计达到5 940 kt/a,约占世界总生产能力的76.25%。塞拉尼斯公司是目前世界上最大的醋酸乙烯生产厂家,2020年生产能力为1 575 kt/a,约占世界总生产能力的20.22%,分别在美国、德国、中国大陆和新加坡建有生产装置;其次是中国石油化工集团有限公司,生产能力为1 220 kt/a,约占总生产能力的15.66%,分别在四川、北京、上海、宁夏建有生产装置;再次是大连化学公司,生产能力为1 150 kt/a,约占总生产能力的14.76%,分别在中国台湾省和新加坡建有生产装置。
2020年世界醋酸乙烯生产厂家情况见表1所示[4-5]。
表1 2020年世界醋酸乙烯生产厂家情况 kt/a
续表1
1.2 消费现状及发展前景
2014年,世界醋酸乙烯的消费量为5 934 kt,2019年增加到6 670 kt,其中东北亚地区的消费量为3 435 kt,约占世界总消费量的51.50%;北美地区的消费量为1 100 kt,约占总消费量的16.49%;西欧地区的消费量为1 070 kt,约占总消费量的16.04%;东南亚地区的消费量为365 kt,约占总消费量的5.48%;中南美地区的消费量为224 kt,约占总消费量的3.36%;印度次大陆地区的消费量为211 kt,约占总消费量的3.16%;中东地区的消费量为165 kt,约占总消费量的2.47%;世界其他地区的消费量为100 kt,约占总消费量的1.51%。预计2019—2024年,世界醋酸乙烯的需求量将以年均约2.4%的速度增长,到2024年消费量将达到约7 500 kt,其中增长最快的是印度次大陆地区,消费量的年均增长率将达到6.3%;其次是非洲地区,消费量的年均增长率将达到5.1%。2019年世界主要国家或地区醋酸乙烯的消费结构现状及2024年预测情况见表2所示。
表2 2019年世界主要国家或地区醋酸乙烯的消费结构现状及2024年预测
世界醋酸乙烯主要用于生产聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、EVA树脂和VAE乳液等,2019年消费结构为:聚乙烯醇对醋酸乙烯的需求量为2 518 kt,约占世界总消费量的37.75%;聚醋酸乙烯酯的需求量为2 304 kt,约占总消费量的34.54%;EVA树脂的需求量为552 kt,约占总消费量的8.28%;VAE乳液的需求量为880 kt,约占总消费量的13.19%;EVOH树脂的需求量为195 kt,约占总消费量的2.92%;用作腈纶单体的需求量为120 kt,约占总消费量的1.80%;其他方面的消费量为101 kt,约占总消费量的1.51%。预计2019—2024年期间,EVA树脂是醋酸乙烯需求量增长最快的领域,消费量的年均增长率将达到约4.9%;其次是VAE乳液,消费量的年均增长率将达到约2.8%。2019年世界醋酸乙烯消费结构现状及2024年预测情况见表3所示。
2019年,世界主要地区醋酸乙烯的消费量结构有所不同。聚乙烯醇是东北亚地区醋酸乙烯最大的消费领域,消费量约占总消费量的53.10%;其次是聚醋酸乙烯酯,消费量约占总消费量的18.91%。聚醋酸乙烯酯是北美地区醋酸乙烯最大的消费领域,消费量约占总消费量的35.50%;其次是聚乙烯醇,消费量约占总消费量的35.10%。聚醋酸乙烯酯是西欧地区醋酸乙烯最大的消费领域,消费量约占总消费量的54.81%;其次是聚乙烯醇,消费量约占总消费量的16.50%。聚醋酸乙烯酯是东南亚地区醋酸乙烯最大的消费领域,其消费量约占总消费量的44.71%;其次是VAE乳液,消费量约占总消费量的24.50%。
表3 2019年世界醋酸乙烯消费结构现状及2024年预测情况
2 我国醋酸乙烯的供需现状及发展前景
2.1 生产现状
近几年,我国虽然有内蒙古蒙维科技有限公司二期250 kt/a以及内蒙古双欣环保材料有限公司50 kt/a醋酸乙烯装置建成投产,但由于企业经济效益、传统产业升级改造或者产业结构调整,以及环保等多种因素的影响,先后有江西江维高科股份有限公司、牡丹江东北化工有限公司、四川宜宾天原集团公司、石家庄化工化纤有限公司、山东滕州中盛化工有限公司、云南云维股份有限公司、贵州水晶有机化工集团有限公司、福建福维有限公司、湖南湘维有限公司以及山西三维集团股份有限公司等多套采用乙炔法生产醋酸乙烯的装置停产,使得我国醋酸乙烯的生产能力不断减少[6]。2016年,我国醋酸乙烯的生产能力为3 318 kt/a,2020年下降为2 750 kt/a。
2020年,我国醋酸乙烯的生产装置主要集中在西北、华北、西南和华东地区,其中华北地区(包括北京市和内蒙古自治区)是我国醋酸乙烯最大的生产地区,生产能力为900 kt/a,约占我国醋酸乙烯总生产能力的32.73%;其次是西北地区(包括宁夏回族自治区),生产能力为710 kt/a,约占总生产能力的25.82%。此外,西南地区(包括四川省)的生产能力为500 kt/a,约占总生产能力的18.18%;华东地区(包括江苏省、上海市以及安徽省)的生产能力为540 kt/a,约占总生产能力的19.64%;华南地区(包括广西壮族自治区)的生产能力为100 kt/a,约占总生产能力的3.64%。内蒙古自治区是我国醋酸乙烯最大的生产省市区,2020年的生产能力为720 kt/a,约占总生产能力的26.18%;其次是宁夏回族自治区,生产能力为710 kt/a,约占总生产能力的25.82%。中国石化四川维尼纶厂是最大的醋酸乙烯生产厂家,2020年的生产能力为500 kt/a,约占总生产能力的18.18%。
经过近年来的产业整合,我国醋酸乙烯的生产集中度越来越高,2020年,我国醋酸乙烯的生产能力主要集中在中国石油化工集团有限公司、安徽皖维高新材料有限公司、内蒙古双欣环保材料有限公司、宁夏大地化工有限公司以及塞拉尼斯(南京)化工有限公司5家大型生产企业之中。中国石油化工集团有限公司的生产能力为1 220 kt/a,约占总生产能力的44.36%;安徽皖维高新材料有限公司的生产能力为700 kt/a,约占总生产能力的25.45%;内蒙古双欣环保材料有限公司的生产能力为270 kt/a,约占总生产能力的9.82%;宁夏大地化工有限公司的生产能力为260 kt/a,约占总生产能力的9.46%;塞拉尼斯(南京)化工有限公司的生产能力为300 kt/a,约占总生产能力的10.91%。
2.2 进出口情况
根据海关统计,2014年我国醋酸乙烯的进口量为193.0 kt,2017年的进口量为229.0 kt,同比增长约3.25%;2019年的进口量为228.4 kt,同比减少约7.19%;2020年1—9月的进口量为195.1 kt,同比增长约14.18%。在进口的同时,我国醋酸乙烯也有一定量的出口。2014的出口量为175.1 kt,2017年的出口量为154.6 kt,同比减少约22.47%;2019年的出口为182.8 kt,同比增长约16.21%;2020年1—9月的出口量为84.7 kt,同比减少约34.79%。2014—2020年我国醋酸乙烯的进出口情况见表4所示[6-7]。
表4 2014—2020年我国醋酸乙烯的进出口情况
2.3 消费现状及发展前景
近年来,我国醋酸乙烯的需求量总体呈现不断增加的发展态势。2014年我国醋酸乙烯的表观消费量为1 917.9 kt,2017年增加到2 143.4 kt,同比增长约10.52%。2019年由于产量的大幅度增加,而净进口量变化不大,导致表观消费量增加到2 327.6 kt,同比增长约10.64%。相应产品的自给率2014年为99.07%,2017年为96.53%,2019年为98.04%。2014—2019年我国醋酸乙烯的供需情况见表5所示。
表5 2014—2019年我国醋酸乙烯的供需情况
2019年我国醋酸乙烯的消费结构为:聚乙烯醇的消费量约占总消费量的61.9%,VAE乳液的消费量约占13.8%,聚醋酸乙烯的消费量约占12.9%,EVA树脂的消费量约占7.3%,腈纶的消费量约占2.8%,其他方面的消费量约占1.3%。
聚乙烯醇是目前我国醋酸乙烯下游最大应用领域。随着人们环保意识的加强,环保和无污染胶黏产品对聚乙烯醇的需求将不断增加;在纺织行业,适合纺织品不同纱种系列的高附加值聚乙烯醇的需求量将进一步增加;随着国内汽车行业和房地产行业的稳步发展,对汽车和建筑安全玻璃的需求量将不断增加,对聚乙烯醇重要下游产品聚乙烯醇缩丁醛(PVB)膜片的需求量也将不断增加[8]。加上出口量的不断增加,预计未来我国对聚乙烯醇的需求量仍将不断增加,由此将会推动产量的稳步增长,届时对醋酸乙烯的需求量也将稳步增加,预计2024年聚乙烯醇对醋酸乙烯的需求量将达到1 560 kt,占总需求量的比例将下降到60.0%。
VAE乳液是我国醋酸乙烯的第二大消费领域。随着人们生活水平提高和环保意识增强,VAE乳液在胶黏剂、外墙保温、建筑防水涂料、纺织品等市场的需求量将稳步增加。预计2024年VAE乳液对醋酸乙烯的需求量将达到340 kt,约占总消费量的13.1%。
聚醋酸乙烯乳液(又名白乳胶),是我国醋酸乙烯的第三大消费领域。随着城镇化和新农村建设的稳步推进,聚醋酸乙烯乳液产业将保持一定幅度的增长,但由于其产量不会有大的变化,加上其单耗较小,故对醋酸乙烯的需求量不会有大的变化,预计2024年对醋酸乙烯的需求量约为310 kt,占总需求量的11.9%。
随着我国功能性棚膜、包装膜、鞋料、热熔胶、电线电缆以及光伏膜等行业的蓬勃发展,对EVA树脂的需求量将稳步增长。在未来几年,我国将有多家企业计划新建或者扩建EVA树脂生产装置。如果这些装置能够按照计划实施,预计到2024年,我国EVA树脂对醋酸乙烯的需求量将达到280 kt,占醋酸乙烯总消费量的比例将达到10.8%。
加上其他方面的用途,预计2024年我国对醋酸乙烯的总需求量将达到2 600 kt,其中EVA树脂是拉动我国醋酸乙烯未来消费增长的主要推动力,2019—2024年消费量的年均增长率将达到10.5%,其次是腈纶领域,消费量的年均增长率将达到1.8%。
2.4 市场价格
我国醋酸乙烯市场价格主要受到原料、下游消费以及进口价格等因素影响。近几年,我国醋酸乙烯的市场价格总体呈现先上升,此后又下降的发展态势。2017年市场平均价格为6 505元/t,同比上涨约13.01%,其中最高价格为2月的6 200元/t,最低价格为9月的6 800元/t。2018年市场平均价格为8 125元/t,同比上涨约24.90%,其中最高价格为11月的8 450元/t,最低价格为1月的6 850元/t。2019年市场平均价格为6 674元/t,同比下跌约17.86%,其中最高价格为6月的7 260元/t,最低价格为11月的5 960元/t。进入2020年,由于受到原料价格下跌、下游需求减少,尤其是全球新型冠状病毒疫情的影响,市场价格出现下跌。市场价格最高为1月的6 230元/t,与2019年同期相比下跌12.38%;最低市场价格为4月的5 210元/t,与2019年同期相比下跌约24.16%,也是近年来的市场最低价格。此后市场价格有小幅度增长,10月的市场价格为5 600元/t,与2019年同期相比下跌约13.18%。预计今后一段时间内,随着全球疫情的有效控制,醋酸乙烯上下游生产和需求正常“运转“,市场价格将会稳步回升,但与2019年相比仍将会在较低价位运行。
3 我国醋酸乙烯行业存在的问题及今后的发展建议
经过多年的发展,我国醋酸乙烯行业得到了较快发展,生产能力大幅度增加。但与国外先进技术和大型装置相比,我国醋酸乙烯生产装置仍主要采用生产工艺相对落后的电石乙炔法,生产成本相对较高,对环境有一定的污染,装置规模较小;产品的消费结构变化不大,仍主要用于聚乙烯醇等产品的生产,各常规产品所占份额基本稳定,导致大宗产品出现过剩,而一些高档产品却仍需要依赖进口解决,我国高端醋酸乙烯产品供应不足和低端产品(主要是电石乙炔法产品)的供应过剩之间的结构化供需矛盾依然存在。另外,装置布局不太合理,过于集中在西部的内蒙和宁夏等地区,一旦该地区相关产业链受阻,则对于我国醋酸乙烯行业的发展影响较大。为此,建议今后应该:
(1)在生产技术上,适应安全和环保要求,除了不断完善现有生产工艺技术,提高产品质量,降低生产成本;积极开发新的生产技术并加快产业化步伐,以减少环境污染,实现绿色环保生产,使我国醋酸乙烯产业逐步向环境友好的方向迈进。
(2)今后几年,我国仍将有陕西延长石油榆林煤化有限公司1 000 kt/a乙酸及系列产品项目二期计划新建300 kt/a醋酸乙烯生产装置,盛虹炼化一体化项目计划采用KBR和日本化学工程公司昭和电工(Showa Denko KK)合作开发的醋酸乙烯新技术,新建300 kt/a醋酸乙烯生产装置。如果这两套装置可以按照计划完成,预计到2024年,我国醋酸乙烯的生产能力将达到3 350 kt/a,而届时的需求量只有约2 600 kt,产能过剩矛盾依然存在,市场竞争将更加激烈。因此今后不宜再新建或者扩建生产装置,而是应该在做大、做强醋酸乙烯产业链上多下功夫,尽快实现醋酸乙烯产品生产向资源、能源优势地区的扩张与转移。此外,通过重组或者兼并,使装置实现规模化生产,以降低生产成本,提高经济效益。
(3)大力发展醋酸乙烯的上下游产业链,以规避经营风险,实现效益最大化;同时,积极开拓醋酸乙烯新的应用领域,满足国内需求,进一步增强抗御市场风险的能力,避免行业内部因为产能过剩造成的无序竞争而使供需矛盾进一步加剧。
(4)随着我国醋酸乙烯生产技术的不断完善,产品质量也不断提高,出口将是未来缓解国内产能过剩的一条重要途径。今后应该主动加强与世界其他国家或地区(尤其是印度次大陆地区和东南亚地区)在产品营销和应用等方面的交流合作,取长补短,发挥各自优势,避免误判而导致竞争及反倾销事件。国内各企业之间更应该加强技术交流,协调发展,提高我国醋酸乙烯及其下游行业的综合实力,进而提升产品在国际市场竞争力,以确保我国醋酸乙烯及其相关行业健康稳步发展。