18第21卷 第6期石油規(guī)劃設計2010年11月張桐郡*(中國石油天然氣集團公司規(guī)劃計劃部)張桐郡.利用海外甲醇資源發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的可行性分析.石油規(guī)劃設計，2010, 21 (6) : 18~20，24摘要根據(jù)當前全球的甲醇供需形勢，特別是我國甲醇引進的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，針對利用海外甲醇資源采用甲醇制烯烴技術(shù)發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思路，分析了海外采購甲醇資源的可行性以及外采甲醇通過甲醇制烯烴(MTO)工藝生產(chǎn)烯烴與以石腦油為原料采用蒸汽裂解工藝生產(chǎn)烯烴的經(jīng)濟性對比，指出了我國利用海外甲醇資源發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢和風險。關鍵詞海外甲醇資源 烯烴可行性石腦油蒸汽裂解優(yōu)勢風險的大宗化工產(chǎn)品。世界甲醇生產(chǎn)以天然氣為主要原1概述料，而我國則以煤炭為主要原料。世界甲醇生產(chǎn)能近年來，世界甲醇的生產(chǎn)重心- -直在持續(xù)地向力總體增長較快，2005 年至2008年間，世界甲醇具有豐富天然氣資源的中東、南美及大洋洲地區(qū)轉(zhuǎn)生產(chǎn)能力年均增長率達14.5%， 遠遠高于同期乙烯移。在我國隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，甲醇產(chǎn)能產(chǎn)能3.1%的增長速度，而同期甲醇需求年均增長率呈急劇膨脹狀態(tài)。但是，世界性的甲醇產(chǎn)能增長并為6.5%。到2008年，全球甲醇生產(chǎn)能力已達6859沒有帶來預期的市場需求繁榮，相反呈現(xiàn)出供應嚴萬 Va,而當年甲醇產(chǎn)量達到4126萬t,裝置平均開重過剩的態(tài)勢，市場過剩也造就了新- -輪甲醇價格工率為 60.7%，全球甲醇供應已呈過剩狀態(tài)。的持續(xù)走低。但在另一方面，- -些利用甲醇為原料從世界范圍看，甲醇產(chǎn)能主要分布在亞洲、中的新工藝、新技術(shù)(如甲醇制烯烴技術(shù))日臻完善,東和中南美地區(qū)等天然氣和煤炭資源較為豐富的地為未來甲醇消費的增長提供了較好的技術(shù)支撐。區(qū)，2008年這3個地區(qū)的產(chǎn)能已占到全球總產(chǎn)能的我國總體上屬于缺油少氣的國家，國內(nèi)石化產(chǎn)82%，其中亞洲占45%、中東占19%、中南美地區(qū)品產(chǎn)能長期不能滿足市場需求。針對目前國際甲醇占18%。而甲醇消費主要集中在亞洲、西歐和北美地市場的復雜背景，業(yè)界提出了利用海外甲醇資源、區(qū),這些地區(qū)的消費量占全球總消費量的80%以上。采用甲醇制烯烴技術(shù)發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展思從甲醇的全球貿(mào)易來看, 2008年的貿(mào)易量約為路，我國東部地區(qū)的南京化學工業(yè)園等也提出了依2440萬t， 占當年總產(chǎn)量的59%，其貿(mào)易量較2005靠水運優(yōu)勢、進口海外甲醇發(fā)展烯烴的發(fā)展規(guī)劃。年增長約300萬t。全球甲醇的貿(mào)易流向大致是從中對此，本文深人分析了海外甲醇資源的可獲得性，南美、中東及非洲流向亞洲、北美和西歐地區(qū)。以及外部采購甲醇生產(chǎn)烯烴與常規(guī)石腦油蒸汽裂解2.2我國甲醇的進口狀況制烯烴工藝相比的經(jīng)濟可行性。從2003年至2009年我國甲醇的進口情況(見表1)可以看出，在2008年前甲醇進口量總體保持2甲醇資源狀況在非常穩(wěn)定的狀態(tài)，年進口量在140萬t上下浮動。2.1全球甲醇供需狀況而自2008年全球性的金融危機爆發(fā)以來，由于其他甲醇是重要的基本有機化工原料之一，是重要地區(qū)甲醇需求萎縮,大量過剩的甲醇開始涌人我國，*張桐郡，男，工程師。1999 年畢業(yè)于天津大學化學工程專業(yè)，獲學士學位; 2006 年獲得石油大學(北京)化學工程碩士學位?，F(xiàn)在中國石油天然氣集團公司規(guī)劃計劃部，長期從事煉油化工規(guī)劃項目管理[.作。通信地址:北京市東城區(qū)東直門北大街9號, 10000第21卷第6期石油規(guī)劃設計192009年我國甲醇的進口量創(chuàng)歷史記錄，達到529考察噸烯烴的完全成本隨甲醇價格的變化情況，測萬t。2009 年6月我國商務部發(fā)布對原產(chǎn)于沙特、算結(jié)果見表 6。馬來西亞、印尼和新西蘭的甲醇實施“反傾銷立案表4300萬tWa MTO裝置投資估算調(diào)查"，國內(nèi)甲醇進口量出現(xiàn)縮量整理的趨勢，但投資費用2010年1季度甲醇進口量仍達101萬t，預計全年固定資產(chǎn)1億元45.0進口量仍將保持在高位。可見，海外甲醇資源存在無形資產(chǎn)1億元1.5 (估計值)著很強的向中國出口的驅(qū)動因素。開辦費/億元0.1預備費/億元4.7 (費率按10%計)表12003 年至2009年我國甲醇進口量建設總投資/億元51.3時間/年20032004 2005 2006 2007 2008 2009表5300萬t/aMTO裝置公用工程項目價格進口量/萬t 140 136 136 113 84 143 529公用工程價格目前，我國和中東地區(qū)的沙特、卡塔爾、阿曼循環(huán)水/(元門)0.25電元(tW.h)門0.60鍋爐給水1(元+)8.0 裝置空氣/ (元-Nm") 0.20及伊朗等國仍有大量的甲醇裝置正在建設，將在今4.2MPa蒸汽/(元中) 140儀表空氣1(元.Nm*) 0.20后幾年內(nèi)陸續(xù)投產(chǎn),預計到2013年全球甲醇產(chǎn)能將1.0MPa燕汽/(元") 110氤氣(元. Nm')0.80達到11200萬ta?？梢灶A期，未來全球甲醇的過剩0.5MPa 蒸汽/(元.) 80注:表中各項價格均為合稅價狀態(tài)將更加嚴重。表6300萬 tla MTO裝置噸烯烴成本隨甲醇價格變動3兩種烯烴生產(chǎn)工藝的成本對比甲醉價格/(元)1200 1500 1800 2100 2400噸烯烴完全成本/(元門) 4004 4941 5882 6840 79173.1 采購甲醇生產(chǎn)烯烴成本測算注:表中各項價格均含增值稅3.1.1 裝置規(guī)模、產(chǎn)量及消耗在此，假定利用外部甲醇原料建設-一個處理量由表6可知，忽略裝置規(guī)模因素帶來的成本變?yōu)?00萬t/a的甲醇制烯烴(MTO)裝置,裝置操作化因素，可擬合出甲醇價格和噸烯烴的完全成本的時間按8000h/a 計算，裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、原料和公近似線性關系式:用工程消耗情況見表2、3。MTO工藝噸烯烴完全成本= 3.242x甲醇價格+81(1)表2 300萬t/aMTO裝置主要原料和產(chǎn)品產(chǎn)量3.2 常規(guī)石腦油蒸汽裂解制乙烯裝置烯烴成本測算產(chǎn)品及原料甲醇催化劑乙烯丙烯C.C.上燃料氣數(shù)量/(a) 308 350 50.0 50.0 15.7 6.2 2.7石腦油蒸汽裂解制乙烯的成本與石腦油的價格密切相關，而石腦油價格又隨原油價格波動而波動。表3300萬 t/aMTO裝置公用工程消耗量為了便于比較，現(xiàn)將蒸汽裂解工藝烯烴成本與原油公用T.程消耗量消耗量.價格掛鉤，根據(jù)2000年至2008年新加坡市場布倫循環(huán)水(th")146504.2MPa蒸汽/ (t-h*)30特原油離岸價和石腦油離岸價的情況，進--步測算鍋爐給水/(t-h") 210 1.0MP 蒸汽/(t-h")電/kW16700 0.5MPa 蒸汽/ (t-h")80出該石腦油到我國東部沿海的到岸價，加上關稅、氮氣1 (Nm'-h")16500裝 置空氣/ (Nm’-h") 6500增值稅等，從而對布倫特原油離岸價和石腦油在中燃料氣/(.a*)7000儀表空氣/ ( Nm'.h")_ 2300國口岸的出關后價格進行關聯(lián)(見表7),得出如下公式:3.1.2裝置投資和其他經(jīng)濟評價參數(shù)按照2009年底的物價指數(shù)進行估算，處理量石腦油出關價格=63.55x原油離岸價格+379 (2)300萬la甲醇的MTO裝置的投資情況見表4,各項從擬合結(jié)果看，相對誤差最大約6%，最小僅公用工程的價格見表5。其他參數(shù)選取如下:所得0.9%，公式(2)大致可以反映出石腦油價格和原油稅稅率25%;其他制造費用定額人均9500元/a;項價格之間的關系。目定員120人;固定資產(chǎn)凈殘值率3%;項目建設期根據(jù)國內(nèi)新投產(chǎn)的百萬噸級大乙烯的投資、原2a,運轉(zhuǎn)期15a。料構(gòu)成及消耗水平,采用和MTO工藝測算時相同的3.1.3 烯烴成本測算公用工程價格，測算常規(guī)蒸汽裂解工藝噸烯烴的完以噸乙烯加丙烯(以下簡稱“噸烯烴”)為單位,全成本(見表8)。20張桐郡:利用海外甲醇資源發(fā)展我國烯烴產(chǎn)業(yè)的可行性分析2010年11月表72000年至2008年新加坡市場原油、石腦油友9 蒸汽裂解和MTO工藝噸烯烴成本相等時原料價格對比價格和中國石腦油出關后價格對比布倫特原油離岸價/噸婦烴完全成本/ 成本 相等時的甲醇價格/新加坡市場離岸價中國石廟油(美元.桶")(元()(元十)時間/年布倫特原油/石腦油/出關后價格/301213(美元.桶") (美元:門) (美元+心)562821913896852962200029.13911200124.520226710011952366200224.816284注:表中各項價格均含增值稅200329.025833200438.2348439200554.24705834風險分析200665.3327s0200772.5638780257采購海外甲醇資源發(fā)展烯烴的風險主要在于是97.4920否能獲取到穩(wěn)定可靠的長期甲醇資源供應及甲醇價格風險。表8百萬噸級蒸汽裂解制乙烯裝置噸烯烴成本隨油價變動情況4.1甲醇資源的獲得性風險從甲醇的供需現(xiàn)狀及發(fā)展來看，全球甲醇供應.布倫特原油離岸價/ 石腦油出關價/ 噸烯烴完全 成本1(元)(元心)將長期呈過剩狀態(tài)，海外過剩的甲醇資源在一定程22854014度上具有支撐國內(nèi)發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)的資源條件。但總503556體上，立足海外的甲醇，建設甲醇制烯烴裝置應合5463106734理規(guī)劃，宜結(jié)合海運條件，在東部沿海適宜地區(qū)漸次布局3~5套，如每年的海外甲醇采購量保持在由表8可知，忽略裝置規(guī)模因素帶來的成本變1000萬t以下，原料風險相對不大。為進- -步控制化因素，可擬合出原油價格和蒸汽裂解工藝噸烯烴原料供應風險，宜與國際上大型的甲醇生產(chǎn)商以合資、合作或簽訂長期供應合同等不同形式形成結(jié)盟的完全成本的近似線性關系式:關系，以化解原料供應風險。蒸汽裂解工藝噸烯烴完全成本=(3)4.2甲醇價格風險113.4x原油離岸價格+610甲醇原料費用在MTO工藝噸烯烴的總成本構(gòu)3.3兩種工藝的烯烴 成本競爭力比較成中所占的比例高達90%，甲醇價格成為影響利用根據(jù)上述針對外部采購甲醇利用MTO工藝生外部甲醇生產(chǎn)烯烴工藝成本競爭力的重要因素。產(chǎn)烯烴和以石腦油為原料采用蒸汽裂解工藝生產(chǎn)烯甲醇價格風險主要表現(xiàn)為:在預期油價水平下，烴的完全成本的分析，可得到如圖1的結(jié)果。甲醇價格高漲致使甲醇制烯烴工藝的烯烴成本競爭力顯著低于常規(guī)石腦油蒸汽裂解工藝。901 3500從近年來我國進口甲醇的價格情況，甲醇出關甘石腦油+甲醇中3000價格最高約442美元/t，最低約272美元/t，平均約70 t2500 .348美元/。當甲醇制烯烴工藝和常規(guī)石腦油制烯烴工藝烯烴產(chǎn)品成本競爭力相等時，其對應的國際油0t價水平大致在81.6美元/桶、55.6 美元/桶和63.2美:元/桶(匯率均按6.83計算)。4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000從國際原油價格發(fā)展變化看,自2008年底走出烯烴完全成本/(元心")低谷后，原油價格已步入上升通道并逐步攀升，到圖1不同甲 醇價格和油價下烯烴成本對比2010年5月初，布倫特原油價格在85美元/桶附近徘徊。從各大研究機構(gòu)對國際原油價格的預測來看,由圖1可以計算出甲醇制烯烴I藝和石腦油制雖然預測結(jié)果不盡相同，但中長期的油價均呈上漲乙烯工藝二者的噸烯烴完全成本相等時各自對應的趨勢。國際能源署在其《世界能源展望2009》中預原料價格水平。測到2030年原油價格有望攀升到190美元/桶。不同油價下的原料價格對比情況見表9。(下轉(zhuǎn)第24頁)24姚麟昱等:川西高壓高產(chǎn)氣田集輸管網(wǎng)規(guī)劃設計2010年11月由圖2可見，干線管道規(guī)格的不同對管網(wǎng)運行二是，管網(wǎng)布局優(yōu)化研究采用SI算法求取最短壓力影響較大，支線管道規(guī)格的不同對管網(wǎng)運行壓樹的思路， 相比其他規(guī)劃法，計算過程更為簡單、力影響很小,應將干線管道規(guī)格作為主要考慮因素。迅速。兩種干線規(guī)格管網(wǎng)最高管道回壓相差較大，但均低三是，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，借助TGNET軟件對于9MPa，都可選，考慮干線0219mm,投資更省,備選方案進行比選優(yōu)化，過程簡單、快捷，結(jié)果對因此，推薦選用干線0219mm。由圖3可見，干線比明顯， 且模擬了管網(wǎng)的運行情況，優(yōu)化結(jié)果有較管道規(guī)格的不同對管道流速影響相對較小，支線管強的適用性。道規(guī)格的不同對管道流速影響相對較大，應將支線工程性的規(guī)劃方法簡單，且與實際結(jié)合緊密，管道規(guī)格作為主要考慮因素。支線0159mm的管網(wǎng)做到 “地下地面”統(tǒng)-考慮,整體規(guī)劃，對類似高管道低流速段較多，因此，推薦選用支線0114mm。壓高產(chǎn)氣田集 輸管網(wǎng)規(guī)劃設計具有一-定的借鑒意 義。從管道壓力損耗、管道流速、投資等角度綜合考慮,推薦管網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)方案為干線0219mm+支線參考文獻:0114mm。[1]李波等. 管網(wǎng)布局規(guī)劃技術(shù)綜述[J].石油規(guī)劃設計，2001,12(1): 16-18.5結(jié)論[2] 陳森發(fā).網(wǎng)絡模型及其優(yōu)化[M].南京: 東南大學出版社, 1988.本文從工程的角度出發(fā)，針對川西深層高壓高[3] 商位樞. 圖論及其算法[M].北京:航空工業(yè)出版產(chǎn)氣田氣藏工程、開發(fā)實際以及集輸工藝特點，提社，1993.出了工程性的規(guī)劃方法，得出研究結(jié)論:收稿日期: 2010-02-21一是，在確定了集氣站方式、管網(wǎng)形式后進行編輯:郜婕管網(wǎng)布局優(yōu)化研究，大大簡化了優(yōu)化程序，避免了建立復雜數(shù)學模型及求解模型時復雜的過程。(上接第20頁)總體而言,只要國際原油價格能保持在60美元利用海外甲醇發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)，減少了煤制甲醇的過/桶以上,從海外進口甲醇生產(chǎn)烯烴的經(jīng)濟性風險就程，節(jié)約了大量投資;五是，從全球甲醇的供需來相對不大?？?，未來一定時期內(nèi)全球甲醇供應將呈嚴重過剩狀5我國利用海外甲醇資源發(fā)展烯烴態(tài)，世界甲醇資源現(xiàn)狀對我國利用甲醇發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)具有較強的資源支撐作用。產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢利用海外甲醇資源，這是將國外的優(yōu)勢能源資源為我所用、轉(zhuǎn)化為我國急需的石化產(chǎn)品的有效途我國利用海外甲醇資源發(fā)展烯烴產(chǎn)業(yè)具有一定徑，對于減緩國內(nèi)煤制烯烴的發(fā)展勢頭、削減廢物的優(yōu)勢:--是，甲醇制烯烴技術(shù)即將實現(xiàn)商業(yè)化。排放以及保障國家的能源安全均具有積極的意義。國內(nèi)對甲醇制取乙烯、丙烯的各種技術(shù)的研發(fā)均取得重要突破，中國科學院大連化學物理研究所開發(fā)收稿日期: 2010-07-06的DMTO(甲醇制取低碳烯烴)技術(shù)的商業(yè)化項目編輯:谷風樺在2010年9月投產(chǎn)，清華大學開發(fā)的流化床工藝FMTP (流化床甲醇制丙烯)技術(shù)也已完成3萬t/a甲醇處理量的工業(yè)試驗;二是，國內(nèi)過剩的甲醇產(chǎn)能也將提升甲醇原料供應的保障程度;三是，國內(nèi)龐大的石化產(chǎn)品市場需求提供了烯烴產(chǎn)品的巨大消費市場;四是，我國甲醇生產(chǎn)以煤炭為主要原料,