虽然乙烷供应依然充裕,但随着美国第一波乙烯项目陆续投产或接近尾声,由于世界各地对美国乙烷需求在不断增长,造成新建乙烯项目的成本优势乙烷供应风险增加,也促使第二波的项目规划者将不得不密切关注原料供应情况。
虽然由于供大于求,每天大量乙烷资源被丢弃,但新建分离、运输及出口设施真的划来得吗?
新项目可能没有廉价乙烷可供
IHS Markit油气中游业务总监Veeral Mehta表示,就美国国内裂解项目的乙烷需求而言,目前产量约为170万桶/日。从长期来看,美国乙烷产量将达到270万~280万桶/日。除此之外,预计乙烷出口量将由约30万桶/日增加到60万桶/日。自2017年2月以来,美国已有9套新建裂解装置投用,还有两套正在建设中,计划于2021年开始运营:分别是道达尔公司和北欧化工的合资企业Bayport Polymers在德克萨斯州亚瑟港新建的110万吨/年乙烷裂解项目,以及壳牌公司在宾夕法尼亚州莫纳卡(Monaca)新建150万吨/年裂解装置。
美国第一波裂解项目加上各种扩能项目将使美国乙烯产能增加1300万吨/年以上。同时,北美地区第二波乙烯产能项目也在启动。埃克森美孚和沙特基础工业公司(Sabic)的合资企业—Gulf Coast Growth Ventures已经开始在德克萨斯州圣帕特里西奥县(San Patricio County)建设一套产能180万吨/年的裂解装置,预计将于2022年投产。
其他几个项目可能也接近最终投资决定:台塑石化位于路易斯安那州圣詹姆斯教区的Sunshine项目,包括240万吨/年的乙烯产能;雪佛龙菲利普斯化工(CPChem)在德克萨斯州的150万吨/年乙烯项目;以及PTT全球化工公司(PTTGC)和韩国大林工业(Daelim Industrial)位于俄亥俄州贝尔蒙特县的150万吨/年Shadyside乙烷裂解项目。这些项目总计将增加乙烯产能约1400万吨/年。然而,IHS Markit烯烃业务副总裁Steve Lewandowski指出,这些拟建项目可能没有足够的具有成本优势的乙烷供应来支持。可以预计,现有的乙烷原料可以满足1000万吨/年的乙烯生产,但需要更长的时间。
乙烷原料供应限制显现
美国乙烷供应受限与2018年乙烷紧张无关,当时的情况是乙烷分馏能力不足,即有大量的乙烷从德克萨斯州的页岩矿藏中提取出来,但分离能力不足,未被分离的乙烷气体只能留在天然气流中作为燃料消耗。从那时起,美国新增加了37.5万桶/日的乙烷分馏能力,并计划到2021年再增加乙烷分馏能力150万桶/日。
然而,美国页岩气中乙烷的丢弃率(Ethane rejection)仍然很高,价格也保持在较低水平。“相当一部分乙烷仍保留在天然气流中,仅仅是因为我们没有需求。”Mehta表示。
然而,未来某个时候,也许十年或更长时间之后,多余的乙烷量将开始减少,石化项目开发可能成为一场终点赛跑。Lewandowski认为,当乙烯产能接近1000万吨/年限值时,开发项目风险会更大因为不断增加的乙烷裂解项目会造成市场短缺,从而推高乙烷价格。”
水力压裂禁令或石油需求低速增长可能会推动这一天早日到来。Mehta表示,有鉴于此,在美国单纯建设一套乙烷裂解装置可能没有意义, 因为归根结底,还是要与中国的石脑油原料的一体化乙烯裂解项目进行竞争。
特别是海外对美国乙烷需求的激增也将加剧乙烷供应不足的威胁。美国乙烷已经被出口到印度、欧洲、墨西哥、巴西以及中国,如新浦化学公司(SP Chemicals)在江苏省泰兴市建设了一套78万吨/年的乙烷/丙烷裂解项目,卫星石化公司在江苏连云港正在建设两套125万吨/年的乙烷裂解装置,计划两年内投产。这三个项目都是按进口美国乙烷进行规划的,新浦化学公司与英力士签订了乙烷供应协议,乙烷运输船“英力士灵感号” 于2019年8月靠泊江苏泰兴新浦2号码头,开始交付第一船乙烷货物。卫星石化已与Energy Transfer公司达成了供应协议,并成立了一家合资公司Orbit Gulf Coast NGL Exports, LLC在德克萨斯州内德兰德建设一座乙烷出口终端。
Lewandowski表示,在建的乙烷裂解装置受新冠疫情影响或会延迟。新浦化学裂解装置的乙烷日需求量约为1.7万桶,卫星石化每套装置的乙烷日需求量约为6.5万桶,这些需求对美国的乙烷供需平衡不会产生重大影响。但是更令人担忧的是,中国还有三个计划中的乙烯产能达700万吨/年的乙烷裂解项目,这些装置将从美国乙烷公司和Martin Midstream公司在德克萨斯州博蒙特在建的48万桶/日终端接收乙烷。Lewandowski指出,如果出现新一波建设浪潮,乙烷出口量增加50万桶/日,必然造成美国乙烷供应问题。
传统意义讲,中国乙烯裂解主要使用较重质原料—LPG(丙烷、丁烷)和石脑油,但乙烷裂解装置建设更简单、成本也更便宜,因此备受关注。然而,缺乏原料灵活性也是有风险的,特别是考虑到当前中美贸易关系。
新建石化项目患上“选址困难症”
因为具有低成本乙烷供应,且石化基础设施完备,美国第二波裂解项目几乎都集中在墨西哥湾沿岸地区,因为过于集中,这一情况也可能存在变数。
Mehta分析称,最具挑战性的是乙烷供应并不全在美国墨西哥湾沿岸。在美国墨西哥湾沿岸建设超过1000万吨/年左右的乙烯产能,必须开发东北部的马塞勒斯(Marcellus)和尤蒂卡(Utica)页岩以及北达科他州的巴克肯的页岩资源。 把东北部地区的乙烷输送到墨西哥湾沿岸成本也很高昂,以如此高成本建设一个乙烷裂解项目经济效益是否合理是个问题。
目前,只有一条管道可将马塞勒斯和尤蒂卡地区生产的乙烷输送至墨西哥湾沿岸:企业产品合作伙伴公司(Enterprise Products Partners)2014年1月开始使用的由阿巴拉契亚至德克萨斯州快线(ATEX)1200英里长管道。该管道终点位于德克萨斯州的蒙特贝尔维尤(Mont Belvieu),初始运能12.5万桶/日,最大运能为26万桶/日。2019年10月,该公司宣布计划到2022年将输送产能(目前为14.5万桶/日)提高至19万桶/日。
Nova化学公司在其中觅到了商机,从2013年开始,其通过Energy Transfer公司的Mariner West管道扩大了加拿大安大略省萨尼亚的裂解装置的乙烷原料使用比例。随着2018年Utopia管道的投用,乙烷出货量也随之增加,随后Nova化学将其裂解装置改造为纯乙烷裂解装置。
美国Mariner East管道建成后又提供了一个出口,它将俄亥俄州生产的乙烷输送到宾夕法尼亚州的Marcus Hook码头,然后装船通过海运运输到海外。
即便如此,仍有大量乙烷资源未得到充分利用。
宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州在内的行政区PADD 1仍有大量闲置供应。2019年约有4.4万桶/日乙烷被运出该地区,而乙烷供应量有20.4万桶/日。
俄亥俄州尤蒂卡的部分地区以及北达科他州巴克肯的PADD 2区情况与此类似,自2014年以来,通过Vantage管道将乙烷输送到加拿大阿尔伯塔省的陶氏和Nova化学的裂解厂。
统计数据表明,2019年该地区乙烯生产消耗乙烷约6.9万桶/日,出口量10.2万桶/日,还有23.8万桶/日的乙烷被遗弃在天然气管 中。壳牌在美国宾夕法尼亚州Monaca建成了乙烷裂解装置,并于2017年投入使用,是迄今为止唯一一家在本地利用这一资源的公司。目前,宾夕法尼亚石化厂正在建设中,包括150万吨/年的乙烷裂解装置,预计2021年将投产,下游装置包括160万吨/年的聚乙烯产能。
巴西Braskem曾计划在西弗吉尼亚州建设一个乙烷裂解装置和聚乙烯(PE)装置,但在2019年放弃该计划。PTT全球化工公司(PTT GC)也花费了不少时间,与合作伙伴韩国大林(Daelim)拟在俄亥俄州开发Shadyside乙烯项目。尽管已获得许可,但自2015年宣布该项目以来,该公司一再推迟最终投资决定。
该地区未宣布其他乙烯项目。此前,匹兹堡的一家 纸 道称,埃克森美孚一直在寻找新建石化项目地点,但该公司未发表进一步消息。
加拿大面临同样难题
加拿大在某些方面情形很类似。虽然可以获得乙烷资源,但也要考虑经济上是否划得来。“事实上,加拿大西部地区有足够的乙烷资源来支持再建一个乙烯裂解项目,与美国遭遇到的问题一样,因为需要新建乙烷分离设施来支持,” IHS Markit北美NGL执行董事比尔·拉卢西克(Bill Rawlusyk)表示,“投资数十亿美元建设一个乙烯裂解炉项目,还必须有一个约10亿美元的乙烷分离设施配套,保证9万至10万桶/日的乙烷供应。”
加拿大西部地区的大多数天然气处理厂并未深度分离,只是把丙烷和较重的天然气凝析液(NGLs)分离出来。Rawlusyk指出:“加拿大西部现在生产的乙烷和从北达科他州进口的乙烷已经足够了,而且加拿大西部没有管道来输送乙烷,所以只能依靠本地生产的乙烷来满足石化厂需求。”
加拿大不列颠哥伦比亚省蒙特尼(Montney)页岩天然气中乙烷含量一直在增加,但如果在该地区新建一个裂解项目还需要中游和下游密切协调。艾伯塔省政府在2018年重新启动石化多样化计划(PDP),也是为了解决这一问题,该省同时还启动了一个旨在鼓励发展上游的石化原料基础设施计划(PFIP)。然而,在2019年的选举中,联合保守党(UCP)击败了新民主党(NDP),PFIP计划被取消。Rawlusyk表示,这一结果使得Nova化学或陶氏这样的石化生产商,还有Pembina这样的中游公司,都变得更加困难。
与此同时,加拿大西部丙烷供应严重过剩,因此当地正在实施两个丙烷脱氢(PDH)项目以及LPG出口项目。
总体而言,美国新建乙烯项目风险可能有所增加,但与机遇相比,风险仍然不高。关键是进行投资时考虑一些多样性和灵活性。相关人士表示,展望未来,市场的不确定性可能风险更大。
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