一、 產業鏈總體狀況
(一) 化纖分類
化纖是紡織纖維的一類。紡織纖維分為:天然纖維和化學纖維。紡織纖維是指用來紡織布的纖維。紡織纖維的特點:具有一定的長度、細度、彈性、強力等良好物理性能,還具有較好的化學穩定性。
化學纖維是用天然的或合成的高分子化合物作原料,經過化學和物理方法加工而製得的纖維的統稱。因所用高分子化合物的來源不同,可分為人造纖維和合成纖維兩大類。一般是將高分子化合物製成溶液或熔體,再從噴絲頭細孔中壓出,即成為纖維。產品可以是連綿不斷的長絲,也可以是未曾切斷的絲束和切成一定長度的短纖維。
合成纖維是石油化工工業和煉焦工業中的副產品。例如:滌綸、錦綸、睛綸、維綸、丙綸、氯綸等都屬於合成纖維。
圖1、纖維分類圖
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(二)MEG產業鏈結構
滌綸的學名為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)纖維經過噴絲形成極細的纖維,簡稱為聚酯纖維。它的強度高,彈性好,耐磨。耐日曬、耐酸而不耐鹼。作為衣著原料尚存一些缺點,例如吸溼性和染色性差,易起球等。故滌綸短纖常與棉、毛、麻、粘纖等混紡,從而使其織物既保持了滌綸的堅牢、耐磨、挺括、易收藏等特點,又兼有天然纖維吸溼、保暖、靜電少等特點。
滌綸的主要原料是乙二醇(MEG)和精對苯二甲酸(PTA)。乙二醇的源頭是石油,石油經過減壓蒸餾生產出石腦油,石腦油經過裂解產生乙烯,乙烯經過一定工藝過程合成環氧乙烷,環氧乙烷與水在190~200 ℃、2.23 MPa操作條件下,反應0.5h,生成乙二醇含量約10%的乙二醇、二乙二醇、三乙二醇混合水溶液,再經分離製得乙二醇。PTA+MEG生產出PET(聚酯切片)(生產1噸PET需要0.85-0.86噸的PTA和0.33-0.34噸的MEG);PET分為聚酯纖維、聚酯薄膜、聚酯瓶片。聚酯纖維(滌綸的學名)分長絲和短纖,長絲大約佔滌綸的62%、短纖大約佔38%,長絲為紡織企業使用,短纖一般與棉花混紡。滌綸和棉紗對紡織行業有競爭,棉紗一般佔紡織原料的60%,滌綸佔30-35%。長絲和短纖的生產有兩種:一種是PTA和MEG生產出切片、用切片融解後噴絲而成;一種是PTA和MEG在生產過程中不生產切片,而是直接噴絲而成。
圖2、產業鏈結構示意圖
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簡單地說,乙二醇的原料是乙烯,乙烯的原料是石油。乙二醇的下遊產品主要為滌綸長絲、短纖、切片(包括纖維切片、瓶用切片、薄膜切片)。在滌綸產業鏈中,乙二醇是石油的末端產品。同時,由於很多大的聚酯廠中間不切片,而直接從乙二醇生產出滌綸短纖和長絲,因此,乙二醇是化纖的前端產品,也可以說,乙二醇是石化與化纖產業鏈的分水嶺,承前啟後。
圖3、MEG下遊產品示意圖
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二、 MEG性質與質量標準
(一)MEG物理及化學性質
MEG是乙二醇(Ethylene glycol)的英文簡稱,是重要的大宗有機原料之一,其主要用途是生產聚酯纖維(滌綸)、聚酯瓶片和聚酯薄膜,並用作染料、油墨等的溶劑、配製發動機的抗凍劑、氣體脫水劑等方面,與人民生活水平的高低密切相關。有超過90%的乙二醇被用來生產聚酯纖維,另外有約3%的乙二醇用來生產防凍液等,3%的乙二醇用來生產聚氨酯。
乙二醇無色無臭,但對於動物由毒性,人類致死劑量約為1.6 g/kg,皮膚接觸、吸入、食入均有較大危害。運輸過程中遇明火、高熱或與氧化劑接觸,有引起燃燒爆炸的危險。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。
(二)MEG質量標準
1、國家標準
三、 MEG 生產工藝和現金流對比
(一)MEG 生產工藝
從全球乙二醇生產工藝來看,主要分為油制和煤制兩種,其中油制工藝又分為石腦油原料法以及乙烷原料法(天然氣制),均是通過生產乙烯經環氧乙烷進而生產乙二醇;煤制工藝包括草酸酯法、甲醇合成法以及直接合成法。
1、油制工藝
目前全球絕大多數乙二醇生產裝置都採用石油路線生產,大部分地區採用的是石腦油原料法生產,超過一半產能為石腦油制,其中一體化佔比超過80%,非一體化(乙烯單體)制技術集中分布在亞洲地區。
另外,天然氣制乙二醇技術大約佔1/3,結合天然氣資源的分布,該技術主要集中在中東、加拿大及美國等地區。
油制乙二醇生產工藝的優點是工藝成熟,缺點是生產過程水耗大、能耗大、成本高,且關鍵技術基本由SHELL、SD以及UCC三家公司壟斷。
2、煤制工藝
近幾年隨著煤制化工類技術的不段進步,煤制乙二醇產能也在不斷擴充,中國為煤資源大國,因此煤制乙二醇產能絕大部分集中在中國。另外,隨著煤制技術的發展,中國煤制甲醇產能不斷擴大,甲醇制乙二醇技術近幾年突破明顯。
草酸酯法以煤為原料,通過氣化、變換、淨化及分離提純後分別得到CO和H2,其中CO通過催化偶聯合成及精製生產草酸酯,再經與H2進行加氫反應並通過精製後獲得聚酯級乙二醇。該工藝流程短、成本低,是目前最受關注的煤制乙二醇技術。其餘煤制乙二醇最多摻混20%使用,煤制乙二醇的問題在於無法連續正常供應,因工藝中催化劑的不穩定導致每批次產品質量不穩定。2015年以來,煤制乙二醇產品質量已經稍有提高,產品主要依靠船運和鐵路運輸。
甲醇合成法即MTO法,生產工藝流程為煤—甲醇—烯烴—環氧乙烷—乙二醇,技術成熟,但甲醇端投資成本較高。如寧波富德能源需外購甲醇,原料端成本難以控制,原料供應存在限制、副產物多。
直接合成法以煤氣化製取合成氣(CO+H2),再由合成氣一步直接合成乙二醇。此技術的關鍵是催化劑的選擇,目前此工藝中的催化劑較為昂貴,對反應壓力要求較高,乙二醇選擇性低,在相當長的時期內難以實現工業化。
圖4、MEG生產工藝圖
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(二)不同生產工藝下MEG現金流對比分析
1、石油路線生產利潤分析
目前生產規模最成熟、應用最廣泛的是傳統乙烯法(石腦油制和外採乙烯制乙二醇)。下面主要比較石腦油制和外採乙烯制乙二醇的現金流情況。
石腦油製法計算方式採用美元計算,計算公式按目前國際算法,其中MEG外盤成本=0.81×石腦油價格+150美元/噸。近幾年石腦油制乙二醇的利潤還是比較可觀的,2015年年底因乙二醇大幅下跌導致利潤壓縮嚴重;2016年至今乙二醇整體現金流在150—400美元/噸水平;2017年上半年因石腦油價差偏弱,乙二醇利潤達到400美元/噸的高點,下半年因原油和石腦油走勢較強,利潤壓縮至250—300美元/噸的水平。
圖5、石腦油制乙二醇利潤情況(單位:元/噸)
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乙烯製法計算方式換算成人民幣計算,計算公式按目前國際算法,乙二醇內盤成本=0.605×東北亞乙烯×1.17×1.01×人民幣匯率+1000元/噸。近幾年乙烯制乙二醇大部分處於虧損狀態,尤其是2016年長時間處於虧損狀態,主要原因是2016年乙烯下遊聚烯烴消費較好,乙烯價格大幅上漲。2017年年後因宏觀面偏空、國際油價大跌、下遊需求不及預期及PTA大幅下跌等影響,乙二醇下跌幅度較大,一度出現虧損;下半年隨著聚酯需求及乙二醇基本面的好轉,乙二醇價格開始反彈,而同時乙烯價格較弱,乙二醇利潤擴大;下半年乙二醇行情僵持,乙烯制乙二醇利潤一般,在成本上偏上一點。但是從2017年全年來看,乙二醇利潤水平好於2016年。 。
圖6、乙烯制乙二醇利潤情況(單位:元/噸)
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目前石腦油制乙二醇生產利潤仍較高,外購乙烯制乙二醇一直以來現金流情況不佳,2017年二季度由於乙烯價格大幅下跌,外購乙烯制乙二醇現金流才有所恢復。
2、煤路線生產利潤分析
煤路線成本核算以20萬噸/年乙二醇項目為基準;100%開工運行;內蒙古地區以褐煤為原材料(5.6 噸/噸產品),中部地區(山西、河南)以無煙煤為原材料(3.2 噸/噸產品);乙二醇消耗主要在我國東部地區,而煤制乙二醇企業在西北地區居多,故考慮乙二醇運輸成本。
表2、煤制乙二醇成本估算(單位:元/噸)
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圖7、煤制乙二醇現金流情況(單位:元/噸)
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3、甲醇製法生產利潤分析
圖8、甲醇制乙二醇現金流情況分析(單位:元/噸)
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從甲醇製法計算公式按目前算法,乙二醇內盤成本=1.74×甲醇+1500元/噸。近兩年甲醇制乙二醇利潤水平還是比較可觀的,2017年年底甲醇制乙二醇開始出現虧損,主要是一方面11月中下旬起,乙二醇維持振蕩走勢,整體價格重心波動較小;另一方面,甲醇因現貨緊缺價格大幅上漲,造成甲醇制乙二醇利潤大幅下滑,甚至出現虧損。
總體來看,2017年石腦油制、煤制乙二醇(合成氣草酸酯法)、甲醇制的利潤均較高。油價下跌以後,煤制工藝幾乎喪失了其成本優勢,石腦油制乙二醇生產利潤最高,外購乙烯制乙二醇一直以來現金流情況不佳。
4、各製法整體比較
表3、乙二醇各類生產路線相關比較
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圖9、乙二醇生產工藝佔比
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