丙烷脱氢和丙烷裂解经济性对比

价格测算，丙烷脱氢的烯桂成本基本都是低于丙烷裂解的，只有丙烷价格很低的极端情况除外；二者经济性的

差别取决于乙烯和丙烯的价格，丙烯和乙烯价格基本接近时，丙烷脱氢路线更具经济性，但是在近年来乙烯价

格远高于丙烯的情况下，静态指标和动态指标都表明，丙烷裂解路线更具经济性。关键词：丙烷脱氢；丙烷裂解；经济性；分析文章编号：1673-9647 （ 2019 ） 05-0047-06

中图分类号：TQ221.1+3

文献标识码：A丙烷是液化石油气的主要成分，我国主要来 降，下游石化产品的高额利润致使原油路线的乙

自炼厂气分装置以及从中东和北美等地区进口。

丙烷的传统应用范围主要是民用及工业燃气，但

烯裂解建设一直热度不减。以丙烷为原料或者为

主要原料的裂解制烯怪的项目研究一直没有中断 过，但真正落实的只有烟台万华的100万t/a乙

越来越多地向工业化方向应用，石脑油裂解装置

中逐渐掺混一定比例的丙烷等轻质原料，以提高 收率、降低成本。烯装置，目前正在建设中。如何充分利用丰富的丙烷资源获取最大收益？

是建设丙烷脱氢装置还是丙烷裂解装置？哪种工 艺路线更具经济性？它们各自的适应性如何？本

2012—2014年间，是国内丙烷脱氢装置的第 一轮建设高峰，原料基本来源于进口丙烷。截止

到2018年底，国内已投产运行的丙烷脱氢装置产 文将主要从这两种工艺路线的经济性上加以探讨。

能达461万t/a,混合烷姪脱氢产能118万t/a。 2019-2020年丙烷脱氢项目将迎来第二轮投产高

峰期，卫星石化二期、巨正源一期、福基石化二 期、福建美得将陆续投产，合计产能约237万t/a。

1丙烷脱氢、丙烷裂解路线的对比基准目前，全球有超过40套的丙烷脱氢装置在

运行。已工业化的丙烷脱氢制丙烯工艺技术主要

有美国UOP公司的Oleflex工艺、美国CBI&Lum-

随着国内丙烷脱氢产能的不断增加，我国丙烷进

mus公司的Catofin工艺、德国KruppUhde公司的 Star工艺等。以UOP公司的Oleflex工艺为例说

明，其工艺采用移动床反应器和钳催化剂，以氢

口量快速增加。2012—2018年，我国丙烷进口量 由188万t增长到1 350万t,年均增长率高达

38.9%o我国进口丙烷主要来自中东地区和美国，

气为稀释剂，丙烷单程转化率为35%~40%,丙烯

2018年我国进口丙烷约64%来自中东地区，约

11%来自美国。受中美贸易摩擦影响，从美国进

选择性为84%,丙烯收率约为85%。乙烯裂解装置有Lummus （鲁姆斯）、SW、

KBR和Linde （林德）等国外专利商。国内乙烯

口的丙烷量较2017年减少55.7%。中国已经成为

全球丙烷进口量最大的国家，预计未来随着国内 新建丙烷脱氢装置的投产，我国丙烷进口量还将 进一步增加。这对我国丙烷进口的提振作用十分

裂解工业起步较晚，主要有中国石油下属的中国 寰球工程有限公司开发的乙烯裂解技术和中国石 化SEI开发的乙烯裂解技术。上述乙烯技术都是明显，进口复合增长率已经达到11%。目前全球

丙烷贸易量接近6 000万t,中东地区和美国是丙 烷主要输岀地，占全球丙烷总贸易量的75%以上。2014年下半年开始，国际原油价格大幅下

收稿日期：2019-08-21作者简介：王积欣（1968-）,女.吉林省人，教授级高级经济师,

从事技术经济评价工作。化学工业• 48 •以蒸汽裂解加深冷分离为主流技术路线。CHEMICAL INDUSTRY2019年第37卷丙烯外的其他产品均作为副产品计算，公用工程

以丙烷为原料，选用典型规模，从不同层面 消耗按外购考虑。成本要素包括：原材料、化学

分析、比较丙烷脱氢和丙烷裂解工艺路线的经济

性。丙烷脱氢选取60万t/a丙烯规模，丙烷裂解

品、辅助材料、副产品扣除、燃料及公用工程、

人工福利、折旧费、维修费、其它制造费用、财

选取100万t/a乙烯规模。考虑到两套装置的体 务费用、管理费用。所有涉及的价格均为不含税

量不同，主要是投资额、原料量、产品量差异较 价格。大，很难从经济上作出比较。因此我们采用相同 的丙烷原料量为基准，比较两种工艺技术，以3 套丙烷脱氢对一套丙烷裂解为例加以测算。考虑到乙烯和丙烯价格的差异性，烯桂成本

只能反映竞争能力的一个侧面。因此除了测算成

本，也要从收入、利润、内部收益率、财务净现

值等指标多方位考察工艺路线的经济性。需要说

3套60万t/a丙烷脱氢装置原料丙烷进料量

为216万t/a,生产丙烯180万t/a；以丙烷为裂 解原料的乙烯装置规模为100万t/a,消耗原料丙

明的是，由于两个工艺路线投资额有一定差异, 当内部收益率和财务净现值指标表示结果不一致

时，以财务净现值为准；表示一致时，以内部收

烷220万t/a,生产乙烯100万t/a,丙烯48.12

万t/a。按中石油70美元/bbl价格和近年来市场 价格分别测算。益率为准。（1）丙烷脱氢工艺路线烯桂成本丙烷脱氢路线副产大量氢气，当前已建的丙 烷脱氢装置中，很多都是受限于当地园区的上下

70美元/bbl体系下，原料丙烷不含税价格

3 854元/t；产品是丙烯，体系下不含税丙烯价格 5 672元/t。为了统一计算口径，副产品氢气、燃

游布局，副产的氢气没有去处，就只能作为燃料

烧掉。氢气能否有效利用对丙烷脱氢路线的收益

影响较大。本文分别对丙烷脱氢（氢气外卖）、丙

料气、轻桂、C4+重组份等从成本中扣除。副产品氢气如果作为产品外卖，可以有效降 低丙烯成本，经测算丙烯成本为5 079元/t；如果

当地没有氢气用户，就作为燃料气烧掉，同时减 少燃料气外购量，则丙烯成本为5 210元/t。烷脱氢（氢气作燃料）以及丙烷裂解路线进行研

究，分析它们的经济竞争力。2布伦特原油70美元/bbl体系下经济性

对比分析以工艺装置作为测算范围，计算烯姪的完全 成本，乙烯和丙烯价值按照1：1考虑，除乙烯和

丙烷脱氢路线（氢气外卖）烯桂成本结构及

利润见图1,丙烷脱氢路线（氢气作燃料）烯绘

成本结构及利润见图204

(L •

呎)、®緩

27・

76收入燃料气其他丙烷氢气催化剂燃料公用人工

副产品成本 化学品 工程其他

制造费用

抓日

维修

期间

费 用 销售

税 金

单位

利润总 额

图1丙烷脱氢路线（氢气外卖）烯怪成本结构及利润示意第5期王积欣等：丙烷脱氢和丙烷裂解经济性对比・49 •443 4606、487收入 燃料气其他丙烷氢气催化剂燃料公用副产品成本化学品工程人工其他

制造费用

抑日

维修

期间

费 用 销售

税 金

单位

利润总 额

图2丙烷脱氢路线（氢气作燃料）烯怪成本结构及利润示意（2）丙烷裂解路线烯姪成本丙烷裂解技术烯姪成本结构及利润见图3。70美元/bbl体系下，原料丙烷不含税价格

3 854元/t,产品是乙烯和丙烯，生产乙烯100万 t/a,丙烯生产4&12万t/a。中石油价格体系中，

（3）静态及动态盈利指标汇总及分析表1是在中石油70美元/bbl价格体系下，丙 烷脱氢（氢气外卖）和丙烷裂解工艺路线的经济

乙烯的不含税体系价格为5 712元/t,丙烯为5 672 指标，在中石油体系下，乙烯和丙烯价格基本一

致，乙烯只比丙烯价格高40元/t,经计算，丙烷

元/t。计算烯桂单位成本，主要副产物氢气、燃 料气、裂解汽油从成本中扣除，其余的联产品混

脱氢（氢气外卖）工艺无论从成本、利润还是财

合碳四、混合碳五、裂解汽油也作为副产品从成

本中扣除。经计算，每吨烯怪单位不含税完全成

务净现值指标都优于丙烷裂解。可见，当乙烯和

丙烯价格差别较小时，丙烷脱氢（氢气外卖）经 济性要好于丙烷裂解。本 5 165 元/t。804 5 722o后5 699'—5408 31 172收入燃料气其他丙烷催化剂燃料公用成本化学品 工程人工

其他

制造费 用

抓日

维修

期间

费 用 销售

税 金

单位

利润总 额

图3丙烷裂解技术烯怪成本结构及利润示意化学工业2019 年・50・CHEMICAL INDUSTRY表1 70美元/bbl体系下，丙烷脱氢及丙烷裂解工艺经济指标对比第37卷序号12项目名称吨烯婭销售价格/（元・L）吨烯桂完全成本/（元・L）丙烷裂解丙烷脱氢（氢气外卖）丙烷脱氢（氢气作燃料）备注5 6995 1651345 6725 0795 6725 210133不含税不含税34吨烯炷流转税金及附加/（元・L）152576144吨烯炷利润/（元・L）吨烯疑所得税/（元・L）519447112567130389吨烯桂税后利润/（元43216.6533514.12从装置角度从装置角度项目投资内部收益率/%项目投资财务净现值/万元17.09182 9798241 246144 261但是如果副产品氢气没有销售渠道，只能作

为装置燃料气烧掉时，会影响到丙烷脱氢的经济

氢工艺路线的烯怪单位成本。从图中我们可以看

出：性，此时和丙烷裂解相比，丙烷脱氢（氢气作燃 2012-2018年数据表明，丙烷价格与布伦特 原油价格变化趋势一致，而两种工艺路线的烯怪

料）单位烯桂成本高，利润低，内部收益率和财 务净现值低，经济性不如丙烷裂解。成本的变化趋势也与原油价格基本一致。总的趋势看，丙烷脱氢路线在副产氢气外卖

3市场价格体系下静态及动态指标比较以上计算的70美元/bbl体系下的烯桂成本，

从计算结果看，丙烷裂解制烯怪的经济性好于丙 烷脱氢路线（氢气作燃料），但是比丙烷脱氢路线

和作燃料两种情况下，烯姪成本低于丙烷裂解工 艺，丙烷价格越高，成本差距越大。但是在2016

年，丙烷不含税价格达到历史低点2 759元/t,此

（氢气外卖）差，现在的问题是，这个结论是否有 时丙烷裂解的成本要低于丙烷脱氢（氢气外卖），

代表性，尤其是在过去几年中，丙烷价格变化很 更是低于丙烷脱氢（氢气作燃料）。因此可以说， 以近些年丙烷价格计算，总体上丙烷脱氢路线

大，这两个技术路线单位烯姪的丙烷消耗不同， 丙烷裂解单位烯桂消耗丙烷为1.48 t,丙烷脱氢单 位烯桂消耗丙烷为1.2 t,但是丙烷裂解的副产品

（氢气外卖）生产的烯桂成本更具竞争优势，只有

在丙烷价格明显偏低的情况下，丙烷裂解的成本

产量较高，能够降低烯怪成本。这些因素决定了

两种工艺路线的成本结构不同，在不同的丙烷价

才会比丙烷脱氢的低。（2）利润及动态指标格下可能会导致不同工艺的烯桂成本对比结果发 生变化。同时，近年来乙烯和丙烯价格，尤其是

它们之间的相互价差变化很大，也会导致两种工

在丙烷裂解成本测算中，丙烯和乙烯作为联 产品，其成本价值是按照1：1的比例计算的，即

是在1吨乙烯和1吨丙烯成本价值一样的假定前

艺的利润差异。因此有必要对过去一定时间段的丙烷价格和

提下计算的。由于近年来丙烯和乙烯市场需求关 系不断变化，导致二者之间的价格高低关系一直

处于变化中。2012年左右，丙烯价格要高于乙

相应的烯桂成本进行计算和梳理，并结合乙烯、丙

烯价格变化趋势对两种工艺路线的盈利进行判断。统计2012-2018年布伦特原油、丙烷、乙 烯、丙烯价格，计算烯怪单位成本、利润及单装

置的内部收益率、财务净现值，计算结果如下：烯，但是在2013年以后，丙烯价格持续走低，乙

烯价格一直高于丙烯。因此我们在判断不同工艺

路线的经济性时，单纯从成本角度分析是不够全

面的，需要从静态和动态指标不同层面进行分析。 静态指标主要是吨烯怪利润，动态指标是财务内

（1）烯桂成本计算图4表示的是在2012—2018年，布伦特原油

价格、丙烷价格，以及相应的丙烷裂解及丙烷脱

部收益率和财务净现值。图5用财务内部收益率

表7K。第5期王积欣等：丙烷脱氢和丙烷裂解经济性对比• 51 •(匚・吧

M亠、庶<

年份f-原油价格；Tl丙烷裂解单位烯桂利润；——丙烷脱氢烯桂成本（氢气外卖）;-•-丙烷脱氢烯烂成本（氢气作燃料）；*••丙烷价格图4丙烷裂解及丙烷脱氢工艺烯怪单位成本示意®

S?X)H

遍姿遐底必谨叙婆E

100008 0006 0004 000一

2 00002011

30 25 209

2012 2013 2014 2015 年份2016 2017 2018201T»-乙烯价格；一♦一丙烯价格； Tl丙烷裂解单位烯桂利润； ——丙烷裂解单位烯桂利润（氢气做燃料）；一・一丙烷脱氢IRR;一*—丙烷裂解单位烯怪利润（氢气外卖）；T*一丙烷裂解IRR图5丙烷裂解及丙烷脱氢工艺烯怪单位利润及装置IRR示意图5中包括了近年来乙烯、丙烯价格，丙烷

裂解及丙烷脱氢吨烯姪利润，以及两种工艺路线 的财务内部收益率。从图5可以看出：从2013年

合，为炼油提供氢气，通过原料互供可以实现利 益最大化。而丙烷裂解的优势在于投资规模大、

产品品种多、抵抗市场风险能力强、对周边经济

开始，丙烯价格低于乙烯价格，差额基本都在 1 000元/t以上，有时甚至达到2 000元/t以上。

随着乙烯价格与丙烯价格差距逐渐拉大，丙烷裂

带动作用明显。从经济性上来说，无论是采用中石油体系价 格还是近年来丙烷市场价格测算，丙烷脱氢的烯 桂成本基本都是低于丙烷裂解的，只有丙烷价格

解工艺的吨烯桂利润和财务内部收益率都高于丙 烷脱氢路线（氢气外卖），更是高于丙烷脱氢路线

（氢气作燃料）。很低的极端情况除外；二者经济性的差别取决于 乙烯和丙烯的价格，丙烯和乙烯价格基本接近时,

4结论丙烷脱氢技术流程短、消耗低、收率高，单 套投资少，适合于投资额有限、丙烯目标市场清

晰的情况，尤其是如果能够和周边炼油装置相结

丙烷脱氢路线更具经济性，但是在近年来乙烯价

格远高于丙烯的情况下，静态指标和动态指标都

表明，丙烷裂解路线更具经济性。化学工业・52・CHEMICAL INDUSTRY2019年第37卷Economy Analysis of Propane Dehydrogenation and Propane CrackingWANG Ji-xin, BAI Yue-han, JIN Hong-quan, CA 0 Jia-tian, ZHANG Xiao-yu(Beijing Branch of China HuanqiuEngineering co., LTD., Beijing 100012, China)Abstract: The propane dehydrogenation and propane pyrolysis of economy are analyzed, and pointed out that whether the oil system

of price or propane market price is calculated in recent years, propane dehydrogenation of olefin cost is lower than that of propane pyrolysis, basic except propane prices very low extreme cases, the difference of the economy depends on the price of ethylene and

propylene, propylene and ethylene price basic approaches, propane dehydrogenation route is more economical, but in recent years, under the condition of ethylene prices far higher than that of propylene, static and dynamic indicators show that propane pyrolysis route more economy.Keywords: propane dehydrogenation； propane cracking； economy； analysis2019世界机器人大会在北京召开

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