建议收藏!甲醇基础知识及产能分布,产业链分析
一.概述:甲醇(Methanol)中文别名:木精; 木醇; 木酒精; 精甲醇; 甲醇(精); 甲醇(无水); 无水甲醇;甲基醇。二.甲醇的物化性质:甲醇能和水
一.概述:
甲醇(Methanol)中文别名:木精; 木醇; 木酒精; 精甲醇; 甲醇(精); 甲醇(无水); 无水甲醇;甲基醇。
二.甲醇的物化性质:
甲醇能和水以任意比相溶,但不形成共沸物,能和多数常用的有机溶剂(乙醇、乙醚、丙酮、苯等)混溶,并形成恒沸点混合物。甲醇能和一些盐如CaCl2、MgCl2等形成结晶化合物,称为结晶醇如CaCl2·CH3OH、MgCl2·6CH3OH,和盐的结晶水合物类似,甲醇遇热、明火或氧化剂易着火。遇明火会爆炸,蒸汽与空气混合物爆炸下限6%~36.5%(体积)。燃烧时无烟,火焰呈蓝色。甲醇具有脂肪族伯醇的一般性质,连有羟基的碳原子上的三个氢原子均可被一一氧化,或脱氢生成甲醛,再氧化成甲酸,甲酸氧化的最终产物是二氧化碳和水。试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。
三.甲醇毒理学数据
属中等毒类。主要作用于神经系统,具有麻醉作用。可被皮肤吸收、饮用或吸入蒸气而造成中毒,其特征是刺激视神经及网膜,导致眼睛失明。乙醇在体内能迅速分解排除,而甲醇排出缓慢,故有累积性。吸入甲醇蒸气会刺激眼、鼻和咽喉,引起眩晕、头痛、沉醉、流泪和视力模糊。重症时呈现麻醉、呼吸困难、恶心、呕吐、胃痛、疝痛、膀胱痛、便秘、有时还会出血。一般误饮5~10ml可致严重中毒,15ml可致失明,30ml左右可致死。兔经口致死量为10ml/kg。嗅觉阈浓度140mg/m3。TJ36-79规定车间空气中最高容许浓度为50mg/m3。
四.甲醇生态学数据
对呼吸道及胃肠道黏膜有刺激作用,对血管神经有毒作用,引起血管痉挛,形成瘀血或出血;对视神经和视网膜有特殊的选择作用,使视网膜因缺乏营养而坏死。
五.甲醇用途
1.基本有机原料之一。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种有机产品。也是农药(杀虫剂、杀螨剂)、医药(磺胺类、合霉素等)的原料,合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。还是重要的溶剂,亦可掺入汽油作替代燃料使用。20世纪80年代以来,甲醇用于生产汽油辛烷值添加剂甲基叔丁基醚、甲醇汽油、甲醇燃料,以及甲醇蛋白等产品,大大促进了甲醇生产的发展和市场需要。
2.用作涂料、清漆、虫胶、油墨、胶黏剂、染料、生物碱、醋酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛等的溶剂。也是制造农药、医药、塑料、合成纤维及有机化工产品如甲醛、甲胺、氯甲烷、硫酸二甲酯等的原料。其他用作汽车防冻液、金属表面清洗剂和酒精变性剂等。
3.甲醇为清洗去油剂,MOS级主要用于分立器件,中、大规模集成电路,BV-Ⅲ级主要用于超大规模集成电路工艺技术。
4.用作分析试剂,如作溶剂、甲基化试剂、色谱分析试剂。还用于有机合成。
5.用于电子工业, 常用作清洗去油剂。
6. 通常甲醇是一种比乙醇更好的溶剂,可以溶解许多无机盐。
六、甲醇产业链和成本分析
我们先看看它和它的亲朋好友们,上游来源主要有三个“煤炭、天然气和焦炉气”,其中我国以煤制甲醇为主,海外主要以天然气制甲醇为主;下游较为分散,可分为三大类,新兴下游(甲醇制烯烃、甲醇燃料等)、传统下游(甲醛、醋酸、二甲醚和MTBE等)以及其他零散的下游。
国内煤制甲醇主要集中在几大区域,从东往西看,山东和华中比较多,山东800多万吨的产能,仅一个省,为什么呢?山东最开始原醇装置的时候,很多甲醇老的合成氨连通装置就是集中在山东,所以我们分析甲醇,会把山东单独作为一个独立的区域撇开,而不是把它放到华中当中。华中,就是河南这些地区,是600多万吨。西北地区最多,以后达到了4000多万吨的产能。西南稍微少一点,就是贵州、重庆这边,大概是700多万吨的产能。
为什么最近几年投产的大型煤化工装置都是集中在西北地区呢?因为2010年以前,煤炭的价格实行双轨制,动力煤价格最高的时候,5500大卡热值的可以达到接近1000多块钱,所以说煤炭价格上涨,不少企业就想投资煤炭开采行业,因为是暴利。当时国家的发展政策是规定了必须要发展煤化工,就是说你可以拿这块煤田,但是你必须在这个项目当中配套完善煤化工项目,才会给你资源使用权。所以说很多企业为了拿西北的一个煤矿,他在项目审批的过程当中,必须要涉及到发展相关的下游配套装置,完善产业链。而且正好赶上是陕西、内蒙古地区的煤炭储量刚刚探明,就是鄂尔多斯暴富的那段时间,2008年到2010年。
还有就是陕北神木地区,当时大批的企业都去那边投资煤矿,然后配套了大量的煤化工项目。所以说煤炭产量五六年之内由供给不足变成当时2014年正好处于一个产能比较严重的情况。但是当时煤化工的水资源需求比较大,所以在没有循环净化水的条件下,很多煤制甲醇是很耗水的。现在这个问题已经得到解决了,因为大量的煤化工装置基本上都配套了循环水的工艺。所以说每吨甲醇现在耗水大概是4-5吨,因为最近几年整个产业政策也是处于比较收紧,而且在2013年、2014年煤制甲醇的价格,整个甲醇市场价格处于比较低迷,包括2015年,也限制了很多企业的投产积极性。
这个图是煤制甲醇产能区域的占比。分地区来看的话,山东和华中在东部沿海的话语权还是比较大的。最主要是西北地区,而且随着这些煤化工项目的逐步落地,西北的话语权是越来越大,已经超过50%,接近60%。前两年西北地区的下游配套装置没有完善,所以很多西北地区的甲醇是全部外输到华东来冲击进口甲醇的市场。从2016年底西北当地一些甲醇制烯烃的配套项目已经陆续完善之后,目前的供需格局,西北外输的货是越来越少,很多时候由于当地几台煤化工装置检修,可能再从西北当地的供需由过剩变成供需弱平衡的一个局面。所以现在来说,西北货对于华东市场的压力逐步在减小。
这个图是2011年到2016年各区域煤制甲醇的产能投放。除了西北地区,其他地区的产能基本没有太大的变化,爆发的全部都在西北这个点上。
天然气方面,国家现在明文规定,禁止新建或者扩建天然气制甲醇项目,包括天然气替代煤制甲醇项目。因为目前国内很多天然气是不太够用的,而且国家也是进行天然气居民使用扩大的趋势,所以说增加居民用气的一个范围。天然气理论上讲用量是不够的。所以说天然气制甲醇是处于最紧的,是严格禁止的。
那为什么这两年陆陆续续还有一两套天然气制甲醇的装置投产呢?首先,在国内天然气比较密集的地区,再一个这几套装置都是在这个政策出来之前已经开始立项的,人家已经立项了,该建设的也开始建设动工了,不可能让人家拆了,所以说有几套天然气的装置也是因为前期立项投产之后建成,才造成了最近2013年、2014年有新的装置来投产。现在天然气合成氨以天然气为原料扩建,还是合成氨方面为主,然后允许的是什么呢?就是经济性较高的天然气制氢项目,还有不宜外输或无法转化的天然气生产氮肥项目,还是以农业为主。
这个图是国内天然气的分布情况,还有很多天然气制甲醇的企业全部都是在这个气田当中,因为天然气运输要通过管道很麻烦,所以天然气制甲醇必须得考虑一个原料的就近性,国外的很多天然气制甲醇装置全部都是在气田当中的,就是在这个范围内的,算是油田的半生气,所以说比较有竞争优势。
我们看一下国内的天然气制甲醇的情况。华南的话就中海油的两套装置加起来140万,是在海南岛,这是华南唯一的天然气装置,当然华南市场相对来说需求量比较小。川渝这块就是四川、重庆,当地的页岩气前几年开发得比较多,所以说当地西南的天然气制甲醇的产业还是不错,经济性也OK,然后一会儿我们讲一下成本的时候会具体分析一下。蒙西的鄂尔多斯及陕北地区大概有200多万吨的产能,但是现在鄂尔多斯和陕北地区的天然气装置开工率非常差,因为有气供应限制,鄂尔多斯和西北地区的天然气装置基本上好几年没开。青海这边有100多万吨的装置,180万吨基本上就是中汉、贵鲁这几套装置,都是在格里木气田那儿,新疆有几套小装置,大概产能是60多万吨,也不是特别的大,也是在当地的油田和气田当中。
这个图是我们国内天然气制甲醇的产能分布情况,整体来看西北还OK,西北地区是包括了新疆、青海和鄂尔多斯、陕北地区,所以说西北来看大概是500多万吨,除了2014年有一套新装置投产以外,今年的桂鲁是已经具备投产条件,但是现在暂未开工。西南基本上也是在2012年、2013年以后有两套装置投产,到2014年就比较稳定了。
从这四个主要区域的占比情况来看的话,2011年西北地区占比比较大,但是现在因为西南和西北其实是差不多的一个比例,而且从装置的运行情况来看,西南的装置有一定的优势,但是因为前两年天然气价格比较高,四川的泸天化本来是50万吨的天然气,工艺由天然气制甲醇改成了煤制甲醇,包括巴州东辰的20多万也是由天然气改成了煤制甲醇。现在的问题就是,包括泸天化、鄂尔多斯这几套装置因为供气不足,会不会后期改成煤制的话还是有待商榷。
焦炉气的分布主要是跟着焦化厂为主,从工艺上来看就是几个剩余的炼焦尾气回炉。一般来讲,焦炉气单套的产能大概在10-20万吨左右差不多了,个别的话也就是宁夏宝丰的装置有一套比较大是50万吨的,其他基本上都是10-20万吨。
产能的话,河北省、山西地区是比较核心的。山西地区是比较多,350万吨,河北189万吨,山东比较少大概100万吨左右,然后内蒙、陕西和宁夏加起来有小300万吨。
这个图是焦炉气制甲醇的产能分布。我们看基本上河北、山西是最主要的,内蒙、陕西、宁夏相对来说比较平均,所以说产能分布情况来看,因为河北离首都比较近,焦化企业又是污染大户,很多时候因为环保因素,焦炉就必须要停,或者要延长结焦时间,就是尾气空气污染有一定的限制,那么焦炉气制甲醇的产量就会受到比较大的波动。但是具体的政策还要看一个落实方法,因为这个东西不是一刀切死的,可能突发性的关停比较多。
现在我们看一下大家比较关心的甲醇生产成本的问题。
这是西北的煤制甲醇企业的一个大概成本,总的成本包括:生产成本、管理成本、财务成本。管理成本就是一些人员费用、杂费。财务成本就是甲醇很多装置你需要银行贷款的,包括你的资金使用利息,很多是需要还银行利息的,不同的企业拿的资金成本也不一样,所以这块也是有很大的空间。
甲醇的生产成本、单耗情况,原料煤基本上大的煤制甲醇装置是需要1.85吨的原料煤,是用做煤气化的,按照现在的成本大概425块钱一吨,我用的是5500热值的,然后燃料煤因为加热需要燃料燃烧,大概是0.5吨,整个原料煤加燃料煤加起来是2.3吨左右,2.3吨成本按照现在的价格1000多,光煤的成本就1000多,然后水电加上一些化工用品大概200多左右,这就是1200了,西北现在没算人工,光是原料加上工料和能耗是1200块钱,然后人工的话230块钱这个可能是比较高的,然后包括一些折旧费,还有财务成本可能240块钱左右,所以我们毛估算的话,大概是在1740左右,就是按照现在这个价格。
西北煤制甲醇的企业总成本大概是1740-1750附近,当然这个人工成本、折旧及管理费很多企业都是不一样的,但单独的原料成本加上工艺的话,大概就是1200左右。煤炭的价格支撑基本上影响比较大,如果不看其他的财务成本的话。
这个图是我们罗列的西北、内蒙古地区、山东地区两种煤制甲醇装置的成本和利润。绿色阴影部分就是内蒙地区的生产利润,这是包括所有的成本,就是包括人工、资金成本以后的所有的成本。我们可以看到,从2015年到2017年到现在,每年的利润还不错,生产成本现在也比较稳定,就是在1200-1700,西北地区冲得还比较好,1200-1700之间,但当地的价格有的时候受到市场影响比较大。但目前来看,每年企业运行下来利润还是非常可观的,尤其是像现在当地的价格已经达到2600了,生产成本才1700左右,利润的话是800、900块钱,这是内蒙的一个情况。
山东的情况,因为山东地区的煤炭采购的成本比较高,相对来说利润会有一定的收缩。我们看同样从2015年到现在,煤制甲醇山东地区还会有出现个别月份的亏损,有达到600甚至800的时候,但是大部分是在300、400左右,平均一下是在300、400左右每一吨,所以整体利润来看,近几年煤炭的价格还算OK,不是特别的离谱,600、700块钱的话,现在是600多,然后折合成当地价格400-500之间,生产企业的利润还是OK。
还有一个问题是,煤制甲醇企业的装置还是比较大的,如果利润收缩很严重的话,在不涉及到原料成本的情况下的话,它还是会维持正常的开工,所以亏个一两百块钱的人工成本或者是财务成本的话,对于企业来讲,只要能覆盖得了他的原料采购价格和运行的基本价格,还是会进行一个生产,因为国内的天然气不是市场化定价的,所以说这个价格是由发改委来定的,天然气的单耗基本上是固定,生产工艺和装置的设备对单耗有比较核心的影响,天然气的成本比较简单,因为现在大部分工业用气的价格是1.3-1.58元,现在天然气制甲醇普遍的成本在1300-1500元附近,加上人工及折旧的费用大概是在1700-2000元,就是加300-400元。
我们看天然气制甲醇所涉及到的主要是天然气原料,基本上是一千立方米的天然气制一吨的甲醇,这个是比较固定的,1000:1,然后按照单价是在1.34元,成本现在是1340,电的话用得不多80度,成本大概30多块钱,水大概40块钱,人工和折旧比较多一点。
我们现在看的是进口天然气制甲醇的成本。这个给大家简单看一下,因为每一套装置气价是不一定的,像沙特的很多装置和中东的很多装置是直接自己的油田出来的伴生气,基本上成本是可以忽略不计的。所以说中东有的时候天然气的成本大概在80美金左右,80美金是什么概念?就是主要基本上都是它的财务成本和一些相关的费用,就是原料成本是不算,国外生产天然气的单耗大概是33普斯尔,成本大概是80美金,加上运行、人工、折旧合计120,美国当地的天然气大概在110-120之间,再加上运费这块,运费比较高,运费运过来按50美金算,再乘以一个汇率,但是汇率是比较低的6.57,再加上税、港杂费这些,进口的天然气毛估算成本大概在1350左右。
我指的是华东的价格,华东的价格在1350左右,近几年从未出现过这么低的价格。所以说进口甲醇非常有成本优势,如果后期全球,包括国内的供应比较紧张的时候,进口甲醇按照他这个成本优势就可以完全获得大量的下游需求,说到这里我们当年有一个比较搞笑的事情,2009年进口卖的价格比较低,然后对国内的甲醇市场冲击比较大,我们商务部好像当时还跟那些企业联合搞了一个反自裁,好像是中东还是哪个国家天然气制甲醇销售成本是属于倾销,但是后来算一算人家确实生产成本比较低,后来官司打到2010年有了一个说法,但是基本上对市场没有什么影响,因为国外的天然气成本跟国内完全不是一个量级的。
这是我们国内西北和西南两个区域的天然气制甲醇的成本及利润。刚才有朋友问,天然气对成本有什么影响,我们看西北和西南这两个图就可以看得到,2011年到现在,2015年开始出现大量的亏损,2015年、2016年两年,因为当时天然气是涨价了,2014年底的时候天然气好像是每立方米涨价涨了1毛钱左右,然后整个成本优势完全被打掉,加上当时甲醇的价格比较低,西北企业那个时候停产的比较多,因为严重的亏损,气价太高造成严重的亏损。西南的话也是一样,面临到一个气价的问题,现在来说因为这两年天然气从去年开始下调以后,基本上西南的利润还是可以的,而且现在西南的开工情况还比较稳定,供气目前也比西北要稳定很多,所以最近西南的开工情况不错。
这是我们国内西北和西南两个区域的天然气制甲醇的成本及利润。刚才有朋友问,天然气对成本有什么影响,我们看西北和西南这两个图就可以看得到,2011年到现在,2015年开始出现大量的亏损,2015年、2016年两年,因为当时天然气是涨价了,2014年底的时候天然气好像是每立方米涨价涨了1毛钱左右,然后整个成本优势完全被打掉,加上当时甲醇的价格比较低,西北企业那个时候停产的比较多,因为严重的亏损,气价太高造成严重的亏损。西南的话也是一样,面临到一个气价的问题,现在来说因为这两年天然气从去年开始下调以后,基本上西南的利润还是可以的,而且现在西南的开工情况还比较稳定,供气目前也比西北要稳定很多,所以最近西南的开工情况不错。
下一个就是焦炉气的生产成本,焦炉气的生产成本比较纠结是什么?因为很多焦炉气都是按照尾气来算的,我们可以理解为尾气回收,所以这个成本核算跟焦化企业都是同一家,左口袋到右口袋,成本的话可能不会太高。就是在极端情况下,如果焦炉气的结算成本在4毛钱一立方米的话,成本也可以在1500块钱左右,我们看一下单耗,焦炉气大概是2150立方米出一吨甲醇,成本的话,焦炉气的成本大概是300多,加上一些水电,电费这话可能比较多,然后蒸汽,乱七八糟的一些成本,大概综合成本才1000块钱左右,不超过1100。所以除了天然气的成本比较高以外,煤是比较可观的。
现在看一下不同原料产能的开工情况。
蓝色的是煤制甲醇的开工情况。煤制的和焦炉气制,一个蓝色的、一个橘红色的,相对来说,开工都比较稳定,从2014年开始都维持在70%左右,上下波动10%,相对来说变化不太大,这是总的全国产能的开工情况。但是天然气基本上是出现比较大的断崖,因为一个天然气的装置比较大,再一个相对来说单套装置对市场的影响力,而且这个成本优势我们刚才看了,天然气成本优势是最差的,只要气价一涨,天然气的装置就没有办法开,因为一开就是亏损。
我们可以看到,2013年天然气制的就停了很多,2013年冬季的时候限产,直接就凹陷,挖了一个大坑。然后2014年每年的冬季都会出现一个限产,就是每年天然气制甲醇的低点,开工的低点就是在四季度,2016年因为这个成本的问题没开,所以说16年的影响不是特别大,因为该停的已经停了。
我们看一下不同原料生产甲醇的开工季度变化。
这个是煤制的几个主要区域,华北、山东、华中、西北,按季度来看的话,基本上每年的一二季度开工率会稍微往下降一降,然后二三季度也就是5、6月份,甚至到7月份这期间煤制甲醇可能有些装置会集中的减产,在西北地区。平时的话可能影响不太大,然后华北的话最近来看的话,在二三季度会有一定的下滑,四季度的话可能开工情况还会好于预期,二三季度是煤化工这块装置检修比较集中的一个情况,但是现在技术比较成熟的话也不会出现大面积的减产,就是我们传统上说的春季检修往往就是利好兑现的一个时候,就是2、3月份的行情大家一直讲可能后期4、5、6月份要检修,真正检修的时候你发展甲醇这个市场价格不涨,反而是下跌的,就是我们说的一个利好集中兑现。
这个图是天然气的季度开工比,华南因为是中海油的装置,它自己的气田、自己的装置,而且没有涉及到供气限制的问题是没有什么太大变化,只有每年例行的检修计划。西北和西南,反而西南这根线直接来看是非常凄惨的,因为基本上开工率是维持在10%多,一直从2014年到现在基本上没超过20%,西北的天然气运行非常糟糕。西南的话最近一段时间比较好,从去年初的时候,就是一直维持在一个稳定增长的情况,一个是西南供气比较稳定,再一个价格优势比较明显,因为西南当地的市场价格还是比较高的,所以有一定的好处。天然气的装置开工,就我们一直说的成本和供应,成本方面2014年三季度气价调了4毛钱,这是刚才我们看的那个上调4毛钱,所有西北、西南装置大幅度亏损,甚至最多的时候剩下1000块钱。
焦炉气的开工现在受环保影响是比较大的,焦炉气如果涉及到空气污染的话,基本上该停掉就停,每年的四季度整个焦炉气波动比较大,华北的话明显的四季度会有一个低点。
七、甲醇到哪里去了?
甲醇在化工中的角色是一种基本有机原料,意味着和其它原料类似,多数情况下并不能直接的使用,需要进一步的加工转化用于生活或生产。基本原料的身份,决定了甲醇有着繁杂的下游,为了研究方便,一般将其分为三类:传统下游、新兴下游和其它。传统下游的产品主要有甲醛、醋酸、二甲醚、MTBE等。
#甲醛,大家应该都听过它的名字,就是那个房子装修以后,不能立刻居住,对身体有害的“甲醇”,那么为什么一般装修好的房子里会有甲醛呢?装修离不开两样东西油漆和木板,而甲醛用途就是用来生产胶粘剂(用于木材加工业),其次是用作涂料。在生产过程中会有小部分的甲醛没有被转为胶粘剂或者涂料,这些甲醛可以游动的,所以刚装修好的房间里一般存在甲醛。
#醋酸,大家这个也不陌生,和我们平常吃的醋本质是一个东西,但是我们平常吃的醋可不是甲醇制的,而是由粮食发酵的。甲醇制的醋酸叫工业醋酸,由于其含有很多杂质,可对人体造成危害,因此我国禁止将工业乙酸用于食品制造业。工业醋酸的用途主要用于生产农药等,另外在PTA生产过程中也会用到醋酸作为溶剂。
#二甲醚的话,大家应该不怎么熟悉了,可能部分城市会用二甲醚替代煤气、液化石油气作为民用燃料,做饭使用。另外,高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作致冷剂,减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。
#MTBE,听到这个名字觉得完全不知道是个什么梗,但说起它的用途大家或有所领悟。它最常见的用途是作为汽油添加剂并且已经在全世界范围内普遍使用,能够提升汽油的燃料效率,改善汽车性能,降低汽车尾气中的一氧化碳含量。说白了,汽油里面有这个东西,MTBE的中文全称是“甲基叔丁基醚”,记不住没关系,影响不大。
随着新兴下游的不断发展,比如甲醇制烯烃,甲醇锅炉燃料、甲醇汽油等,它们对甲醇的消费占比逐年提升,其中甲醇制烯烃十年间的甲醇消费量从0%提升到45%,且多为大型化装置,一开一停都能影响甲醇的整体供需格局,对甲醇的行情有举足轻重的影响。甲醇制烯烃,是目前最大的甲醇下游消费市场,其完整表达应该是甲醇制乙烯和丙烯,乙烯的下游产品有聚乙烯(PE)、乙二醇、环氧乙烷等,而丙烯的下游产品有聚丙烯(PP)、丙烯腈、环氧丙烷等,其中聚乙烯和聚丙烯是多数甲醇制烯烃企业的终端产品。
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