1. 生產工藝多樣化,乙烯產能呈擴張趨勢
乙烯工業是石油化工產業的核心。乙烯產品占石化產品的75%以上,在國民經濟中占有重要的地位,被稱為“石化工業之母”。乙烯的工業用途廣泛,是合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、醫藥、染料、農藥、化工新材料和日用化工產品的基本原料,這些化工產品對促進國民經濟發展和改善人民生活水平具有重要作用。
乙烯原料呈現出輕質化、多元化、一體化發展趨勢。乙烯生產分為石油路線和非石油路線,石油路線是指以石腦油裂解生產乙烯的工藝,非石油路線是指以乙烷或煤等輕質原料生產乙烯的工藝。目前,我國乙烯生產主要以石腦油裂解為主,乙烷裂解制乙烯(含混合烷烴裂解)、重油催化熱裂解制烯烴、原油直接裂解制烯烴、乙醇脫水制乙烯等技術也均已實現工業化,乙烯生產工藝呈現出多樣化趨勢。
我國乙烯工業已逐步進入成熟期,上游原料是石腦油、乙烷、煤、天然氣等,加工得到的下游衍生物主要有聚乙烯(PE)、環氧乙烷(EO)、乙二醇(EG)、苯乙烯(SM)、聚氯乙烯(PVC)等,這些下游衍生物通過進一步加工可以得到聚酯、減水劑、ABS塑料等產品。
乙烯產能利用率緩慢下降,行業產能擴建和更新需求迫切。2016-2021年我國乙烯產量從1781.14萬噸擴大到2825.7萬噸,乙烯產能也逐年上升。但由于設備老化等因素,我國乙烯產能利用率近年來呈下降趨勢,已從2015年的77.9%下降至2020年的61.4%。
2. 乙烯裂解爐重要性顯著,國產爐管仍需改進
乙烯裂解爐是乙烯裝置中的關鍵和核心工藝設備,其綜合能耗約占乙烯裝置綜合能耗的50%~60%,投資約占整個乙烯裝置投資的 1/4~1/3,在現代石油化學工業中具有非常重要的地位。裂解爐主要有氣體裂解爐和液體裂解爐兩種,用途是把天然氣、煉廠氣、原油及石腦油等各類原材料加工成裂解氣,并提供給其它乙烯裝置,最終加工成乙烯、丙烯及各種副產品。
乙烯裂解爐主要分為對流段和輻射段。裂解爐運作原理是裂解原料分別經各組調節閥進入對流段上部進行預熱,出來后分別與稀釋蒸汽混合后進入對流段下部過熱,再經文丘里管均勻分配到輻射段各組爐管中進行高溫裂解反應,反應生成的各組裂解氣分別進入急冷鍋爐,最后匯合進入裂解氣總管;其中對流段的主要作用是回收煙氣余熱,用來預熱并汽化原料油,并將原料油和稀釋蒸汽過熱至物料的橫跨溫度,剩余的熱量用來過熱超高壓蒸汽和預熱鍋爐給水。
裂解爐爐管技術要求高,國產化爐管尚待改善。裂解爐對流管是裂解爐對流段的核心組織結構,對流段中每一組盤管主要由換熱爐管(光管或翅片管)通過回彎頭組焊而成,端管板和中間管板支持起爐管,有些盤管的進出口通過集箱匯集到一起,每一組盤管的四周再組對上爐墻,則構成一個模塊。裂解爐爐管材質主要為奧氏體不銹鋼,材質特殊、焊接難度大,其中典型材質分別為TP304H、TP316H和N08811。
根據此前中國石化爐管質量檢測檢驗與評估中心對乙烯裂解爐管抽樣檢測的情況,現有國產化爐管在高溫持久壽命等方面尚存在不足,阻礙乙烯裂解爐長周期安全運行,進而制約了國產化裂解爐管進一步發展。
武進不銹已與某國內石化設計巨頭展開深度合作,推動乙烯裂解爐對流段爐管的國產化實現。2022年7月,武進不銹與某國內石化設計巨頭達成深度合作,致力于打破國外對乙烯裂解爐對流段爐管的壟斷現象,實現乙烯裂解爐對流段爐管的國產化。
3. 下游產能攀升,裂解爐市場規模有望擴大
由于下游產品產能提高,國內裂解爐全行業市場產量和銷售收入有所上升。2020年我國煉油化工專用設備產量達118.52萬噸,2019年行業銷售收入達799億元,同比增長8.53%。
隨著下游需求端產能上升,乙烯裂解爐、高溫爐管市場規模有望擴大。乙烯裂解爐是煉油化工專用設備的重要組成部分,而高溫爐管是乙烯裂解爐的重要零部件,通常每隔五年進行更換。2021年我國乙烯裂解爐、高溫爐管市場規模分別達47.8億元、8.3億元,同比分別增加77.2%、3.75%。
根據華經情報網,在全行業迎來上升周期的背景下,預計我國乙烯裂解爐、高溫爐管市場規模穩定擴大,2024年市場規模分別達到53.6億元、17.6億元。