煤制乙二醇的生产工艺、利润和将面临的挑战

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　　2018-2020年全球MEG产能增速再次扩大，中国增速比较明显。2018-2020年这三年，全球将新增乙二醇产能1431万吨，主要是中国和美国地区，其中中国新增乙二醇产能1058万吨，占全球新增乙二醇产能的74%，中国新增产能主要是煤制工艺，而未来美国新增MEG产能主要乙烷裂解工艺。从国内乙二醇和聚酯产能增长情况来看，2019-2020年MEG产能增加和聚酯产能增速开始出现分化，聚酯产能增速下滑，而乙二醇产能维持增长趋势。

　　那么对于未来中国的乙二醇市场来说是否能像PTA那样由进口依存度较高到目前的自给自足？答案是否定的。相对下游聚酯市场来说，中国乙二醇产能缺口较大，目前我国乙二醇进口依存度仍在60%左右，尽管这几年国内MEG产品自给率稳步提升，未来可能继续提高，但很难完全自产自足，因为中东和美国MEG成本优势明显，而且从全球供需格局看，中东与北美地区乙二醇严重过剩，未来这些地区的乙二醇市场仍将面向中国，如果以后乙二醇出现低价竞争，那么国内煤制乙二醇市场将面临较大挑战。

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　　全球乙二醇主要生产工艺

　　由于乙二醇主要用于化纤，我国的化纤产业链是从下往上发展的过程，先有纺织行业慢慢发展到上游的聚酯，才开始有PTA、MEG，现在大力开发PX、乙烯等化工产品。从图1可以看到聚酯产品的整个生产过程，从乙二醇这条链来讲，最主要是从乙烯生产到环氧乙烷再生产到乙二醇。

　　按照原料来源不同，国际上乙二醇的生产可以分为油制和煤制两条工艺路线，其中油制工艺又分为石脑油原料法以及乙烷原料法，均是通过生产乙烯经环氧乙烷进而生产乙二醇，煤制工艺包括草酸酯法、甲醇合成法以及直接合成法，国内不同生产工艺制乙二醇的占比情况见图2。

　　目前国际和国内绝大多数装置都采用石油路线生产乙二醇。其中全球大部分地区采用的是石脑油原料法生产。油制乙二醇生产工艺的优点是工艺成熟，缺点是生产过程水耗大、能耗大、成本高，且关键技术基本由英荷Shell、美国SD公司以及美国UCC三家公司垄断。

　　石油路线可以分为石脑油原料法和乙烷原料法两种。石脑油原料法采用的是“原油石脑油乙烯环氧乙烷乙二醇”路线，其产能约占全球石油路线法总产能的70%，是目前全球普遍采用的生产方法。乙烷原料法采用的是“乙烷乙烯环氧乙烷乙二醇”路线，其产能约占全球石油路线法总产能的30%，是目前中东和北美采用的主要生产方法，最大的生产商是沙特基础工业公司和陶氏化学。

　　（2）煤制乙二醇生产工艺

　　我国目前已大规模工业化的是煤制乙二醇，该种生产工艺符合我国缺油、少气、煤炭资源丰富的资源特点，且相对石油路线法成本具备工艺流程短、能耗低、水耗低、排放低、盈利能力好等优势。煤制乙二醇工艺主要分为草酸酯法、甲醇合成法以及直接合成法，其中一般所说煤制乙二醇主要是指草酸酯法。

　　草酸酯法是以煤为原料，通过气化、变换、净化及分离提纯后分别得到CO和H2，其中CO通过催化偶联合成及精制生产草酸酯，再经与H2进行加氢反应并通过精制后获得聚酯级乙二醇的过程。该工艺流程短，成本低，是目前国内受到关注最高的煤制乙二醇技术，国内新疆天业(600075)以及通辽金煤的煤制乙二醇产品品质已达到聚酯级别。其余煤制乙二醇最多掺混20%使用，煤制乙二醇的问题在于无法连续正常供应，因工艺中催化剂的不稳定导致每批次产品质量不稳定。2015年以来煤制乙二醇产品质量已经稍有提高，慈溪方向的聚酯厂已经采用煤制乙二醇生产短纤以及黑丝，煤制MEG主要依靠船运和铁路运输。

　　甲醇合成法：即MTO法，生产工艺流程为煤—甲醇—烯烃—环氧乙烷—MEG，技术成熟，但甲醇端投资成本较高。如宁波富德能源需外购甲醇，原料端成本难以控制，原料供应存在限制、副产物多。

　　直接合成法：以煤气化(000968)制取合成气(CO+H2)，再由合成气一步直接合成乙二醇。此技术的关键是催化剂的选择，目前此工艺中的催化剂较为昂贵，对反应压力要求较高，乙二醇选择性低，在相当长的时期内难以实现工业化。

　　乙二醇各生产工艺的利润分析

　　比较乙二醇产业链不同环节的利润情况，由于目前国内生产乙二醇主要有三种工艺，乙烯制、石脑油制和煤制乙二醇，也就是石油路线和煤路线来制，下面分别分析两种路线的生产利润情况。

　　（1）石油路线生产利润分析

　　目前生产规模最成熟、应用最广泛的是传统乙烯法（石脑油制和外采乙烯制乙二醇）。下面主要比较石脑油制和外采乙烯制乙二醇的MEG现金流情况。

　　石脑油制法计算方式采用美元计算，计算公式按目前国际上通产算法，其中MEG外盘成本=0.81*石脑油价格+150美元/吨，结果见图3，可以看出近几年石脑油制MEG的利润还是比较可观的，2018年石脑油制MEG平均利润262美元/吨，目前石脑油制MEG成本大概在3800元/吨附近。

　　乙烯制法计算方式换算成人民币计算，计算公式按目前国际上通产算法，MEG内盘成本= 0.605*东北亚乙烯*1.16*1.01*人民币汇率+1000元/吨，结果见图4，可以看出近两年乙烯制MEG大部分处于盈利状态，某些时间段也有亏损，2018年外采乙烯制MEG平均利润375元/吨，近期由于乙烯价格大幅下跌，乙烯制MEG利润回升，目前乙烯制乙二醇成本大概在5200元/吨附近。

　　另外，目前石脑油制乙二醇生产利润仍较高，自产乙烯的一体化炼厂利润暂不知如何具体核算，但外购乙烯制乙二醇现金流不太稳定。

　　煤路线成本核算以20 万吨/年乙二醇项目为基准，假设100%开工运行，同时，内蒙地区以褐煤为原材料（5.6 吨/吨产品），中部地区（山西、河南）以无烟煤为原材料（3.2 吨/吨产品），此外，由于乙二醇主要消耗区域是我国东部地区，而煤制乙二醇企业在西北地区居多，故考虑乙二醇运输成本。从煤制MEG的利润来看，结果见图5，由于西北地区煤价低位优势，煤制MEG的整体利润水平较好，但是煤制MEG的利润波动比较大，主要是西北地区煤价相对稳定，煤制MEG利润的波动主要来自MEG价格的波动，2018年9月以来，随着MEG价格的大幅下跌，煤制MEG的利润大幅压缩，目前煤制MEG的成本区间大概在5200-5500元/吨（含运费）。

　　甲醇MTO制法MEG成本的计算方法为： 1.74*甲醇+1500元/吨，结果见图6，可以看出近两年甲醇制MEG大部分处于盈利状态，某些时间段有亏损，2018年甲醇制MEG平均利润372元/吨，但今年三季度以来因MEG价格大跌，导致甲醇制MEG亏损严重，目前甲醇制MEG成本在5800元/吨附近。

　　未来煤制乙二醇将面临较大挑战

　　（1）全球乙二醇产能大幅扩张

　　近年来，随着全球聚酯市场消费的急剧增长，世界乙二醇的发展较迅速。2003年世界乙二醇的总生产能力只有1586.2万吨，2006年达到1879.73万吨，2009年进一步增加到2215.1万吨；2010年随着中国大陆以及中东地区等多套新建或扩建乙二醇生产装置的建成投产，生产能力又得到了很大的发展，全球MEG产能扩大至2467万吨；2015年底，全球乙二醇产能达到2951万吨，产量2495万吨，产能利用率84.5%，全球总消费量2561万吨，全球供需基本平衡；2011-2017年投产速度明显放缓，其中截止2017年，全球乙二醇产能3125万吨；2018-2020年全球MEG产能增速再次扩大，中国增速比较明显。2018-2020年这三年，全球将新增乙二醇产能1431万吨，主要是中国和美国地区，其中中国新增乙二醇产能1058万吨，占全球新增乙二醇产能的74%，中国新增产能主要是煤制工艺，而未来美国新增MEG产能主要乙烷裂解工艺。截止2020年，全球乙二醇产能将达到4556万吨。

　　近几年中国新投产的乙二醇装置大部分都是煤制工艺，根据CCF统计，2018年11月份，中国乙二醇总产能1056万吨，其中煤制乙二醇有效总产能426万吨，占国内乙二醇产能的40.36%。对于中国煤制乙二醇路线具有本身的优势，第一是中国是产煤大国，第二是成本相对偏低，未来对于中国来说，随着技术的提升，煤制乙二醇将会在乙二醇市场上占据越来越重要的位置。国内煤制乙二醇产能占比从2013年的19%逐年提升至2018年的40%。但是前几年，国内聚酯厂对煤制乙二醇比较排斥，主要是一是煤制乙二醇工艺的开工率不太稳定，不能满足聚酯厂的稳定供应；二是煤制乙二醇中有一些杂质，可能会影响涤丝的韧性或瓶片的透明度，尤其是对产品质量要求较高或要出口的产品。随着近几年煤制乙二醇技术的改进，加上价格较乙烯制乙二醇低150-250元/吨（生产1吨聚酯产品，将减少成本67元/吨），部分聚酯厂已掺混使用煤制产品，但整体产业接受度仍有待提高。目前不同产品的煤制接受程度由高到低依次为，短纤>长丝(常规丝)>瓶片/长丝（细旦丝等非常规丝），涉及到出口的聚酯产品不会使用煤制乙二醇，外商会对出口商品指标检测严格。但是预计未来随着煤制路线以及技术工艺的提高，下游聚酯对于煤制乙二醇得接受力度也将提高。

　　从2018-2020年中国和全球乙二醇产能增速情况来看（见图7），2018和2019年中国和全球乙二醇产能同步增长，且中国产能增速快与全球产能增速；2020年中国和全球乙二醇产能增速开始劈叉，中国乙二醇产能维持30%多的高速增长，而全球乙二醇产能增速开始下降，但也在15%左右。而从国内乙二醇的产能增速和下游聚酯的产能增速对比来看，CCF数据显示，2010年来我国乙二醇产能年均增长14%左右，聚酯产能年均增速9%附近；2018年国内乙二醇产能增速和聚酯产能增速均处于增长趋势，但乙二醇产能增速远高于聚酯产能增速；2019-2020年MEG产能增加和聚酯产能增速开始出现分化，聚酯产能增速下滑，而乙二醇产能维持增长趋势。

　　那么对于未来中国的乙二醇市场来说是否能像PTA那样由进口依存度较高到目前的自给自足？答案是否定的。我们知道相对下游聚酯市场来说，中国乙二醇产能缺口较大，目前我国乙二醇进口依存度仍在60%左右，尽管这几年国内MEG产品自给率稳步提升，未来可能继续提高，但很难完全自产自足，因为中东和美国MEG成本优势明显，而且从全球供需格局看，中东与北美地区乙二醇严重过剩，未来这些地区的乙二醇市场仍将面向中国，如果以后乙二醇出现低价竞争，那么国内煤制乙二醇市场将面临较大挑战。

　　由于乙二醇生产工艺的不同，导致乙二醇的生产成本差别较大，其中中东乙烷裂解制乙二醇成本最低，因为中东乙烷多是油气田开采相伴而生成，成本非常低廉，另外，美国由于页岩气的发展，乙烷成本也较低，美国乙烷裂解成本仅次于中东。目前乙烷裂解法制乙二醇的成本大概在3000元/吨甚至偏下；此外，石脑油制乙二醇的效益也不错，2018年石脑油制MEG平均利润262美元/吨左右，目前石脑油制MEG成本大概在3800元/吨附近。外采乙烯制和甲醇MTO制乙二醇的成本相对较高，目前这两种生产工艺都在盈亏平衡附近。由于我国煤炭资源分布不均，各地成本差别较大，目前煤制乙二醇的平均成本大概在5000元/吨附近。过去几年由于煤制乙二醇的利润较好（尤其是在油价较高的时候），导致近几年国内新投产的乙二醇装置大部分都是煤制工艺。目前因上游生产企业普遍利润较高，煤制乙二醇市场尚未洗牌，但是未来两年，全球乙二醇将有1200万吨左右新装置投产，那么随着乙二醇新产能的投放，将会带来行业洗牌，由于中东和北美的乙烷制乙烯到乙二醇成本具有一定的竞争优势，因此，新产能的集中投放，势必会导致乙二醇利润的压缩，那么将对国内煤制乙二醇的生产企业带来挑战。在这个过程中，装置成本较高或的企业可能要面临淘汰或迫使煤制乙二醇技术升级。

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