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费托蜡市场分析与展望

时间:2021-07-05 来源网站:福建化工机械网

费托蜡市场分析与展望

摘要:随着国内煤炭间接液化项目的商业化投产,费托蜡逐渐成为蜡产品行业的热点,本文通过对费托蜡等蜡类产品的市场调研,对费托蜡的产能、应用领域和市场需求进行了分析,认为目前国内无论是品种和产品质量等与国外先进水平仍有较大的差距,未来费托蜡将更多地替代石蜡进入蜡产品市场。

关键词:费托蜡,市场分析,市场展望

1 石蜡的产能与市场

我国是世界石蜡生产大国,资源主要集中在中石油、中石化两大集团所属的炼厂,目前国内约有11家大型炼厂拥有石蜡生产装置,见表1,2017年国内石蜡的产量约120万吨,其中国内消耗70万吨,出口50万吨。

石蜡的生产主要以石蜡基原油为原料,目前国内最适合生产石蜡的为大庆石油中国化工网okmart.com。以主要加工大庆石油生产石蜡的中石油大庆石化、大庆炼化、抚顺石化和大连石化四家炼厂为例,据统计,2017年主要加工大庆石油的企业的石蜡产量达到80万吨以上,其中抚顺石化是国内最大的石蜡生产基地,石蜡产能约50万吨,出口至美国、墨西哥、东南亚等国;荆门石化、南阳精蜡厂、济南石化、茂名石化和高桥石化石蜡产能在40万吨左右。2017年出口至美国的石蜡在20万吨左右,2018年由于中美贸易战的影响,石蜡出口受阻,国内石蜡供大于求的局面日趋显现,销售压力增大。

国内石蜡主要用于蜡烛、包装、合成板、橡胶轮胎、食品、化工、电子、医药、纺织、电子器材等领域[1]。

2017年我国石蜡表观消费量在71.8万吨,2017年国内石蜡的消费结构大致为蜡烛占46.5%,乳化用蜡占23%,包装用蜡占14%,橡胶防护蜡占5%,热熔胶黏剂占2.55%,其他(PVC润滑剂、精密铸造用蜡、医药用蜡、电子工业用蜡等)占9%,表2是2017年国内石蜡消费结构。

2 费托蜡的产能现状

2.1 国外费托蜡产能现状

国外生产费托蜡的厂家主要有荷兰Shell和南非Sasol公司,这两家企业的GTL装置以天然气为原料,采用钴基低温费托合成工艺,生产的费托蜡产品品质较好,国外费托蜡合计产能达到30万吨。

Shell公司马来西亚费托蜡生产装置位于Sarawak州的Bintulu,2012年装置扩能后,该公司的蜡产能基本维持在10万吨/年,其中高熔点费托蜡5万吨/年,中低熔点蜡产能约为5万吨/年[2]。2018年Shell公司出口至中国的费托蜡约1万吨。

Sasol公司主要是位于南非的SasolI厂生产费托蜡产品,2018年装置进行了扩能,费托蜡的产能达到了20万吨/年。高熔点的费托蜡产量10万吨/年,中低熔点的费托蜡产量10万吨/年。由于产量增加,Sasol公司出口至中国的费托蜡产品价格略有下调,主流产品H1价格在12000元/吨左右,2018年Sasol公司出口至中国的费托蜡大约0.8万吨。

2.2 国内费托蜡产能现状

国内费托蜡生产集中于建成投产的煤炭间接液化项目,主要为山西潞安、内蒙古伊泰、陕西未来能源、宁夏煤业四家企业。

山西潞安精蜡厂拥有二套费托蜡分离装置,设计产能分别为6万吨/年,通过改造与扩能后,目前产能可达到20万吨/年,2018年潞安费托蜡的产量在7万吨左右,其中,中低熔点的52℃、60℃和70℃费托蜡占40%,主要应用于蜡烛和橡胶防护领域,高熔点的90℃、95℃和100℃费托蜡占60%,主要应用于塑料加工领域。

内蒙古伊泰以16万吨/年煤炭间接液化装置产物为原料的费托蜡分离装置已经建成,项目规模10万吨/年,产品结构与山西潞安相似,中低熔点蜡占40%,高熔点蜡占60%。

陕西未来能源的100万吨/年煤炭间接液化装置,催化体系为低温Fe基费托合成工艺,费托粗蜡比高温Fe基的品质好,产品熔点高、含油量低。目前正在规划费托蜡分离项目。

内蒙古聚实能源拥有一套20万吨/年的合成蜡项目,采用低温钴基费托合成工艺,催化剂为大连化物所研发[3],设计年产粗蜡10万吨以上。

目前,山西潞安精蜡厂销售费托蜡精分离产品,产量在7万吨左右,内蒙古伊泰和宁夏煤业销售一些粗蜡产品,销售量约5万吨/年,2018年费托蜡的市场销售量在12万吨左右。

3 费托蜡和石蜡的区别与替代

3.1 费托蜡生产工艺

首先以煤、天然气或生物质为原料,转化为合成气(CO+H2),合成气在催化剂的作用下反应生成液体烃,然后经加氢精制反应,将其中的含氧化合物和烯烃等进行饱和,转变成以烷烃为主的混合物。其中高温铁基的粗蜡主要由C20~C70的烷烃组成,其正构烷烃含量在85%左右。粗蜡通过短程蒸馏切割分离及脱油处理后,形成不同碳数的组分,如60℃费托蜡主要为C20~C40正构烷烃,70℃费托蜡主要为C30~C50正构烷烃,100℃费托蜡主要为C30~C70正构烷烃。

费托合成工艺是煤炭间接液化的核心技术,采用的催化体系主要有Fe基和Co基两大类,其中Fe基分为低温和高温,费托蜡来源于费托合成的中间产物粗蜡。国外费托蜡生产企业主要是荷兰Shell和南非Sasol公司,费托合成均采用Co基催化剂。目前国内煤炭间接液化项目工业化生产的企业主要是山西潞安、内蒙古伊泰、宁夏煤业、陕西未来能源四家,其中前三家均采用高温Fe 基催化体系,第四家采用低温Fe基催化体系。

高温Fe基催化剂工艺生产的粗蜡碳数为C20~C90,正构烷烃含量为85%~90%; 高温Fe基粗蜡经精细分离后主要生产60℃、70℃、95℃、100℃ 牌号的费托蜡产品。60℃费托蜡产品油含量4% ~ 6%,70℃费托蜡产品油含量2%~4%,高熔点的费托蜡滴熔点最高为105℃,针入度大于1,含油量在1%左右。

低温Fe基和Co基催化剂生产的粗蜡碳数为C20~ C90,正构烷烃含量为95%~98%,低温Fe基和Co基粗蜡经精制分离后主要生产52℃、60℃、70℃、105℃、110℃、115℃牌号的费托蜡产品。60℃费托蜡产品油含量1. 4%~1.7%, 70℃费托蜡产品油含量0. 3%~0.5%,高熔点的费托蜡滴熔点最高到115℃,针入度小于1,几乎不含油。

由于Co基的蜡碳链更长,所以蜡的熔点更高,高温Fe基粗蜡油含量比Co基高5%左右,针入度大,粗蜡软,硬度低,因此,目前国内外市场对Co基费托蜡认可度更高。

3.2 石蜡生产工艺

传统的石油路线以常减压蒸馏的减二线、减三线、减四线油(蜡含量约25%~40%)为原料,采用酮苯脱蜡的工艺将蜡和油进行分离,油通过糠醛精制或加氢精制生产Ⅰ、Ⅱ类润滑油基础油,也可以进入催化裂化装置生产烯烃、石脑油、柴油。分离出的蜡经过高压加氢处理,脱除硫、氮、芳烃等物质,生产合格的石蜡产品,如根据含油量的不同,石蜡分为半精炼石蜡(油含量小于1.8%)和全精炼石蜡(油含量小于0.8%),全精炼石蜡主要有10个牌号,熔点从52℃~70℃,每隔2℃为一个产品,市场上销售的主要为58℃和60℃石蜡,石蜡组分的碳数在C20~C50左右,一般比费托蜡的碳链短。

3.3 费托蜡与石蜡的可替代性分析

费托蜡和石蜡应用领域相同的主要是蜡烛行业,50℃~60℃牌号的蜡都可以使用。

低熔点费托蜡,如52℃、60℃、70℃费托蜡经脱油处理后品质可以达到精炼石蜡的品质,可以在蜡烛、乳化蜡、包装用蜡、橡胶防护蜡等领域替代石蜡,主要是成本的竞争,预计市场在10万吨左右。

高熔点费托蜡,如105℃费托蜡在PVC加工、油墨涂料、橡胶防护领域可以替代进口费托蜡和聚乙烯蜡。用在PVC的外润滑剂时,由于费托蜡比聚乙烯蜡粘度低,使用量为聚乙烯蜡的70%即可达到同样的润滑效果,而且产品抗氧化能力好,产品耐候性好。

在以上领域,进口费托蜡用量在2万吨左右,预计未来国产费托蜡可替代1万吨左右。

4 费托蜡产品的应用领域与现状

费托蜡应用领域主要包括PVC塑料加工、工艺蜡烛、填充母粒、塑木加工,轮胎橡胶行业经复配后少量应用,热熔胶、油墨、涂料、改性沥青等领域有待扩展开发。表3是费托蜡主要应用领域及市场需求。

4.1 塑料加工行业

105℃费托蜡主要作为PVC加工中的外润滑剂和稳定剂助剂。目前国内PVC的产量约1600万吨,作为外润滑剂添加的费托蜡占PVC产量的3‰~8‰,约10万吨。由于铅盐稳定剂有毒性,加工过程中容易挥发,对人体有害,因此国内生产PVC的厂家强制性要求用钙锌稳定剂替代铅盐稳定剂,但钙锌稳定剂的润滑效果一般,需要添加费托蜡增强润滑性,增加加工挤出效率和显著提高制品表面光泽。国内钙锌稳定剂用量约30万吨,其中费托蜡的添加量占约20%,约6万吨。国内105℃费托蜡在塑料加工领域总的需求量约16万吨。

4.2 蜡烛和乳化蜡

60℃费托蜡主要作为蜡烛和乳化蜡使用,除含油量外,其产品其他性能指标与石油蜡差距不大,60℃费托蜡的含油量在4%~6%,60℃全精练石蜡的含油量在0.5%以下。国内石蜡生产量在120万吨左右,其中蜡烛行业用量在30万吨以上,石蜡价格约7200元/吨,国内60℃费托蜡由于含油量超标,价格比石蜡便宜,约6000元/吨。由于价格优势,国内一些蜡烛厂家开始逐渐添加费托蜡替代一部分石油蜡,目前最大添加量可达到30%。费托蜡若要达到石蜡的品质,需再经过溶剂脱油工艺处理,脱油后费托蜡的成本将增加300~500元,产品品质可满足石蜡含油量指标。

4.3 塑木行业

塑木主要以塑料(PP、PE、PVC等回收的废塑料)通过添加木屑、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成类似木质材料,再经挤压、模压、注射成型等加工工艺生产板材或型材。通常添加高熔点费托蜡(105℃)和PE蜡作为融合助剂,目前塑木材料全球产量约200万吨,国内产量约50万吨,添加的高熔点费托蜡约0.2万吨。国内生产商主要为青岛邦尼、南京天诗、潞安精蜡厂等,随着国家逐渐重视绿色环保新材料,未来国内塑木材料将高速发展,预计高熔点费托蜡添加量将持续增加。

4.4 橡胶防护蜡

国内橡胶防护蜡一般以石蜡、微晶蜡复配而成,可延缓不饱和橡胶的臭氧老化过程,在轮胎和橡胶制品中应用广泛[4]。国外已将费托蜡应用于橡胶防护蜡领域,通常选用油含量很低的费托蜡,根据不同的配方选用不同碳数分布的费托蜡产品。国内费托蜡也开始进入该领域,以70℃费托蜡为主,用于替代约20%石蜡,和微晶蜡复配使用。目前国内橡胶防护蜡用量约5万吨。

4.5 热熔胶行业

热熔胶主要应用于汽车内饰、纸张粘贴、鞋材、包装等领域,这些领域对热熔胶的性能要求主要为提高耐热性、快速粘结、快干等。添加高熔点费托蜡可提高热熔胶的使用性能,目前市场上主要添加荷兰Shell和南非Sasol公司的115℃费托蜡。

4.6 油墨和涂料

油墨和涂料行业添加费托蜡主要提高其耐磨性和抗皱性,通常将费托蜡制成微粉或乳化蜡使用。油墨和涂料行业对蜡中的含油量和碳数分布要求较高,国内100℃费托蜡由于碳数分布宽,低碳数蜡易聚合成团,分散性不好,油含量超标,微粉颗粒大等问题,几乎未有应用。目前国内基本上都使用荷兰Shell和南非Sasol公司的费托蜡,用量约几千吨。

4.7 填充母粒

填充母粒使用的助剂主要为分散剂,分散剂的作用是改善母料加工流动性,有利于母料在基体树脂中更均匀地分散。常用的分散剂有:白油(液体石蜡)、石蜡、邻苯二甲酸二辛酯(BOP)、聚乙烯蜡、费托蜡及硬脂酸等[5-6]。由于费托蜡价格比石蜡和聚乙烯蜡便宜,故很多填充母粒生产厂家开始用费托蜡代替石蜡和聚乙烯蜡。目前填充母粒分散剂大部分添加的是费托粗蜡,应用于中低端填充母粒中,2018年费托粗蜡的使用量约3万吨,未来将进一步抢占石蜡和聚乙烯蜡市场。

4.8 改性沥青

添加费托蜡进行复配沥青,可改善沥青的使用性能,但该沥青产品不能应用温度较低的北方地区,而可以在华东和华南道路沥青中得到应用。目前国内费托蜡在该领域使用量不大,有待进一步地开发。

5 费托蜡市场展望

目前,国内费托蜡主要应用于塑料加工、板材加工和蜡烛行业,2018年使用量在12万吨左右。随着国内费托蜡产品品质的提升以及在蜡烛、板材加工、橡胶防护、油墨和涂料中拓展应用,预计2020年国内费托蜡市场需求量在25~30万吨。