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一、世界聚乙烯工业概况
(一)世界聚乙烯技术工艺
目前世界上PE生产工艺具有代表性的有5种:
1.美国联合碳化物公司(UCC)的Umipol气相流化床工艺
特点是工艺简单,操作温度80-100℃,压力低(2.1MPa),产品范围宽。中国到1997年底有9家生产厂应用此工艺,生产能力达96万吨,占总PE能力的42.29%。
2.英国石油化学公司(BP)的气相流化床工艺
此工艺比UCC技术多一个预聚工序,设备多一套旋风分离器及冷却器,减少了堵塞和结块的毛病,既可用改良的齐格勒-纳塔催化剂生产分子量分布相对较窄的PE,也可用铬系催化剂生产分子量分布相对较宽的PE。中国目前有3家生产厂应用此工艺,生产能力达30.5万吨,占总PE能力的13.44%。
3.杜邦公司的溶液聚合法工艺
此工艺反应快、单程转化率高、产品质量好、操作易控制,但反应温度为270-310℃,压力较高(11.5-17.0MPa);使用溶剂,在回收精制时增加了设备台数和流程的复杂性,导致投资大、能耗高、生产成本增加。目前中国抚顺石油化工公司乙烯化工厂的8万吨/年LLDPE装置采用该工艺。
4.英国道化学公司的低压溶液法工艺技术
该工艺聚合温度为150-200℃,压力3.5MPa,产品是公认的优质品。中国暂无此工艺装置。
以上4种工艺可生产各种密度的聚乙烯。
5.日本三井油化公司的淤浆法
该工艺的聚合温度为78-85℃,压力低于1MPa,以乙烷为稀释剂,以丁烯或丙烯为共聚单体,使用高效催化剂PZ,是生产HDPE的成熟工艺技术。中国扬子石化公司的17万吨/年HDPE和燕山石化公司的14万吨/年HDPE采用此工艺,占全国HDPE总能力的47.71%。
(二)世界PE生产发展概况
据初步统计,2002年世界PE生产能力约为5900万吨,产量为5000万吨;而随着一些新增HDPE能力于2003~2004年投运,2004年世界PE生产能力约为6200万吨,产量为5600万吨;预计到2005年PE的生产能力和产量将分别达到6786万吨和5836万吨;2008年,世界PE市场将达到8140万吨,年均增长率为6.4%。其中亚洲,尤其是中国将更快增长,而西欧增长率为4%~4.5%。到2008年,美国和西欧的市场份额将减少到49.5%。今后几年内,欧洲LLDPE需求的年增长率为8%~10%,中东新增的LLDPE能力也将面向亚洲和欧洲市场。
据统计,全球前十位聚乙烯生产商分别为:陶氏化学公司、埃克森美孚公司、埃奎斯塔化学公司、马塞尔公司、雪佛龙-菲利浦斯公司、北欧化工公司、沙特基础工业公司、BP公司、诺瓦化学公司、阿托菲纳公司等。我国中石化集团的HDPE生产能力居全球前十名。
全球PE生产现状 聚乙烯(LDPE、LLDPE和HDPE)在通用树脂中比例最大,据统计,2002年全球主要聚合物需求14,050万吨,PE需求量占40%,约5500万吨。其中HDPE17%,LLDPE10%,LDPE12%,PP23%,PS8%,ABS4%,PVC20%,PET6%。如按PE需求平均增幅3-5%/年计算,至少需新建5到6座世界级大型PE厂方可满足不断增长的需求。2003年全球新增PE生产能力220万吨/年,其中主要分布在亚太地区和中东/非洲,接近130万吨/年,西欧约40万吨,北美约15万吨,中欧及前苏联地区约20万吨;2004年全球PE新增产能约100万吨/年;2005年将新增产能390万吨/年,主要集中在中东/非洲、亚太地区,约290万吨/年,其余地区约100万吨/年,2006年将增加产能230万吨/年,其中亚太地区和中东/非洲计增加170万吨/年;2007年产能增加量将高达380万吨/年,尤以中东/非洲增加最多为220万吨/年,此外,北美和亚太地区增加产能接近,均为60万吨/年左右。
由于PE工业不断并购重组,使主要PE生产商生产能力进一步扩大,1997年全球十大PE生产商产能所占份额为38%,预计到2007年十大PE生产商产能占有率将增至45%,使产能更加集中,而且出现新的排名和新公司,如表。
图表1:预计全球10大PE生产商变化情况
公司 | 1997年 | | 2007年 |
产能 (千吨) | 产能份额 (%) | 公司 | 产能 (千吨) | 产能份额 (%) |
陶氏化学 | 3,908 | 7.55 | 陶氏化学 | 7,563 | 9.47 |
埃克森化学 | 3,697 | 7.15 | 埃克森美孚 | 6,757 | 8.46 |
联碳公司 | 2,081 | 4.02 | 雪佛龙菲利普斯 | 4,026 | 5.04 |
千禧 | 2,080 | 4.02 | 沙特 SABIC | 3,585 | 4.49 |
Borealis | 1,580 | 3.05 | BP Solvay | 3,348 | 4.19 |
Polimeri Europa | 1,380 | 2.67 | Basell | 2,811 | 3.52 |
BP化学 | 1,300 | 2.51 | 三星化学 | 2,616 | 3.28 |
Solvay | 1,296 | 2.51 | Borealis | 2,206 | 2.76 |
雪佛龙 | 1,248 | 2.41 | 阿托菲纳 | 2,056 | 2.57 |
诺华化学 | 1,177 | 2.28 | PolimeriEuropa | 1707 | 2.14 |
总计 | 19,747 | 38.17 | 总计 | 36,675 | 45.92 |
中东地区依托其原料优势,PE工业发展迅猛,已成为世界主要PE生产地区,且主要供出口,本地区消费量仅占很小一部分。2002年沙特基础工业公司(SABIC)收购荷兰DSM公司石化业务后正式进入西欧市场,并开始在西欧本地从事PE生产和销售。在东北亚,中东则取代韩国成为中国最大的PE进口来源地区。此外,中东还向非洲部分国家出口PE产品,并计划向拉美国家出口PE树脂。到2010年时,中东PE树脂将出口到世界各地,遍及亚洲(主要在中国)、非洲、欧洲、拉美及北美地区,出口总量将高达1200万吨/年,而2002年中东PE出口量为400万吨/年, 2004年中东PE出口量为510万吨/年。
预计到2007年,十大PE生产商产能占有率将增至45%。
(三)世界PE消费发展概况
从需求情况来看,到2010年时亚太地区将成为最大的PE树脂进口地区,其中中国需求量最大。虽然中国国内有相当在建PE产能,但仍需进口大量PE树脂满足消费需求。简言之,中东将成为世界最大的PE树脂出口地区,而中国将成为世界最大的PE树脂进口国。综合中东PE树脂价格优势和中国PE产品加工优势,中国正成为世界上最大的PE薄膜和包装袋最大出口国。目前大量供应北美、西欧和日本。
据美国贸易统计表明,美国2002年进口PE薄膜及包装袋制品折合PE树脂量高达63.5万吨,相当于2到3座世界规模级装置生产能力。而美国2002年进口PE包装袋中来自中国的占4成,对于欧盟情况也基本相同,2001年PE薄膜及包装袋进口量折合PE树脂为45万吨/年,其中来自中国占34%。
随着供需形式的变化,到2005年,亚太地区PE需求量将超过北美和西欧,成为PE最大消费地区。