隨著中國在上個月以一年一度的春節迎來了虎年,她也引領了基礎油的新紀元。作為歷史上的主要進口國,該國的基礎油產能在近些年來呈現了指數級的增長。這包括了隨著越來越多的國內企業開始涉足這一領域而帶來的聚α烯烴基礎油(PAO)制造的持續增長。
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根據 Lubes'n'Greases的基礎油工廠數據,中國在2021年的基礎油產能超過了美國,其總量達到每年1,400萬噸,或者約為其2010年基礎油總產量的三倍。
這樣的跳躍式增長可能部分歸因于這個國家全國范圍內的許多產業為了實現自我可持續性發展所做的努力。中國正在尋求減少對進口的依賴,并建立國內的基本產能。
這種關注對于中國的基礎油產業產生了影響,并實現了歷史高位的產能紀錄。此外,基礎油的質量也得到了提高。隨著II類和III類基礎油產能的增長,API分類中的I類和環烷基礎油不再是中國基礎油產能的主導產品。此外,國有企業也不再是基礎油行業的全部。在過去十年中,一些獨立供應商已經在國內建立了多處基礎油生產設施。
對聚α烯烴(PAO)的日益關注是這些增長的一部分。盡管國際巨頭們仍然對中國的市場有著重大影響,但本地供應商在產能數量上正在增加,甚至包括那些以往并未涉及基礎油和潤滑油行業的供應商。
PAO是以線性 α 烯烴鏈(自乙烯衍生而來)的鏈制成,以獲得需要的重量和性能。這些基礎油料的首選原料是1-癸烯,一種具有10個碳原子的碳氫化合物(烴)分子;但它也可用于制造 PAO以外的產品。
與礦物基礎油相比,PAO可提供更好的高溫磨損保護并具有更好的氧化穩定性。也許最重要的是,這些合成基礎油可用于制造低粘度、低揮發性的5W級和0W級發動機油。但咨詢機構“我的能源顧問“(My Energy Consulting)的首席執行官Amy Claxton解釋說,PAO的生產成本通常比III類基礎油要高得多。
“如果一家公司想要增加PAO的產量,其必須接受PAO的價格必然高于他們用1-癸烯可以生產的其他產品的價格,”她說。“如果你可以使用III 類、III+ 類和氣轉液基礎油,則你不需要使用PAO。” 她補充說,PAO 占全球基礎油供應的比例不到1%。
但Claxton說,中國在過去難以生產出III類基礎油。該國的原油無論是數量還是質量都達不到生產高粘度指數基礎油的條件。然而,中國現在已經增加了相當數量的III類基礎油生產設施,這表明其可能正在克服這些挑戰。
中國的煉油廠也在嘗試通過費托合成工藝(Fischer Tropsch process;將一氧化碳和氫氣的混合物轉化為液態碳氫化合物)在兩家公司按照煤轉液的路線生產高質量的潤滑油。然而,中國在煤炭儲備所在的內蒙古遇到了難以獲得足夠的淡水這樣的問題,同時還遇到了其它的技術問題。山西潞安目前在采用這一生產工藝。
“中國需要一些高粘度指數的原料,”Claxton說。“除非他們重新調整對多家煉油廠的原油分配,以犧牲生產燃油產品為代價將重點放在基礎油生產上,否則他們無法經濟地大量生產合成基礎油,這是極不可能的。未來幾十年,大規模的煤轉液(CTL,Coal-To-Liquid )生產在商業上也不會可行。”
正因如此,“除了III 類和III+ 類高粘度指數基礎油外,中國還進口 PAO,”Claxton繼續說道。“而且中國當然可以制造更多的PAO,大量地制造,如同國際基礎油巨頭隨時可以經濟地支持其生產一樣。這是一個全球市場,但中國有其內部和非西方的商業決策限制。”
根據Lubes'n'Greases的基礎油工廠數據,全球PAO的產能目前約為每年729,000噸。大部分產能均來自三家公司:埃克森美孚(ExxonMobil)、英力士低聚物(Ineos Oligomers)和雪佛龍菲利普斯化學公司(Chevron Phillips Chemical)。
埃克森美孚以301,000 噸/年的PAO產能位居榜首,其次是英力士的 230,000噸/年和雪佛龍菲利普斯化學公司的130,000 噸/年。緊隨其后的供應商是山西潞安集團,年產量為23,000 噸。全球總產能的最大部分位于德克薩斯州,埃克森美孚146,000 噸/年產能的博蒙特( Beaumont )工廠(世界上最大的PAO基礎油工廠)就坐落于此。
圖片:埃克森美孚博蒙特( Beaumont )工廠
三大巨頭在歐洲也有一些生產設施。埃克森美孚在法國Gravenchon 擁有105,000噸/年產能的生產基地;英力士在比利時的Feluy擁有 125,000噸/年產能的工廠;而雪佛龍菲利普斯化學也在比利時的Beringen擁有一家63,000噸/年產能的工廠。
中國的PAO產能在中石油1月份建立了一家10,000 噸/年產能的工廠后,僅為43,000 噸/年。盡管多家公司在進入PAO市場,但也有其它一些公司正在退出該領域。一家名為亞培烯科技(Apalene Technology)的中國初創企業的銷售和營銷副總裁杜大昌(David DU)說,上海福克斯化工不再生產PAO了,有報道納克潤滑技術(Naco Lubrication)去年出售了其生產設施,并從與潞安的合資企業中撤資,因為技術和財務問題退出了PAO市場。
亞培烯表示,它已經開發了一種生產PAO所必需的茂金屬工藝,并且正在浙江省的杭州市附近建設一個10,000 噸/年產能的生產設施,能夠生產高粘度和低粘度的PAO。茂金屬催化劑沒有分子側鏈,生產的PAO具有更高的剪切穩定性、粘度指數和低溫性能。
該公司希望在2022年底前開始生產用于商業銷售的產品,杜也表示可將其技術授權給其它在進入PAO業務的公司。
亞培烯已經從其他三家公司獲得了金融投資,它還將尋求吸引合作伙伴來投資一個更大的項目并最終將其PAO產能擴大到30,000 噸/年,甚至于與像潞安這樣可能正在尋求擴展的公司合作。該公司已經為其工廠奠基,希望在2025年之前進行首次公開募股。
“PAO生產對中國的每個人來說都是相當新的事物,”杜告訴 Lubes'n'Greases。“盡管我們很小,但我們已經開發這個生產工藝五六年了。” 他還指出,亞培烯的創始人有著催化劑的背景,其最初的計劃是建立催化劑業務,而不是生產PAO。
中國市場需求量為5萬噸/年,其中大部分由三大國際PAO廠商在供應。
杜說,目前PAO價格穩定。他還表示,他期望總部位于北京的中石化作為全球最大的石油和石化企業集團,能夠對該領域進行更多的投資。
發動機油向低粘度轉變是為什么這些新的公司看到機會進入這一領域的重要原因。已有的巨頭們也在尋求擴張。去年10月,埃克森美孚宣布將其Baytown工廠的產能從50,000噸/年擴大到60,000噸/年。2019 年,Ineos 表示將在沙特阿拉伯建造一座PAO和直鏈α-烯烴工廠(這是中東第一家此類工廠)并希望在2025年投產,其PAO產能未予披露。
杜說,風力發電機和中國政府對企業減少碳排放的持續鼓勵也將推動這一增長。“可再生能源在中國正在蓬勃發展——包括重級和低粘度等級,”他說。
2019年,中國占全球風電裝機容量增長的45%。風力發電用齒輪油通常由高粘度 PAO制成。總部位于紐約市的市場研究公司”“全球風力發電機市場潤滑劑”(Global Lubricants for Wind Turbine Market)預測,風電齒輪油將成為增長最快的潤滑油領域,其從2018年到2026年的年復合增長率為8.1%。
據報道,幾乎所有在中國生產的PAO都是高粘度等級產品。中國石油表示,其位于蘭州的新工廠是該國第一家低粘度聚α烯烴工廠。
“這是國家重點研發計劃項目‘高性能潤滑油生產關鍵技術研究與應用’的重要成果,”該公司在一份由第三方翻譯的新聞稿中表示。
“權威機構測試表明,該公司生產的低粘度PAO產品性能指標達到國外同類產品技術水平,而一些如粘度指數、傾點、閃點、低溫動態粘度等核心性能指標超過了國外同類產品,”公告稱。公告同時還表示,新的低粘度產品標志著“中國PAO潤滑油基礎油生產技術進入了國際先進水平”。
杜預測,更多的低粘度PAO產品將很快在國內投入生產。中國擁有一些世界上最嚴格的排放標準。2020年,中國更新了面向OEM原始設備制造商的乘用車機油規格,從5W-20、5W-30和5W-40等級升級為0W-20和0W-16。他說,一些本土品牌正在努力開發0W-12發動機油。
PAO 常用于配制電動汽車的潤滑油,例如這款宏光 Mini,它是 2021 年中國最暢銷的電動汽車。© haryanta.p / Shutterstock.com
復雜的情況阻礙了中國在低粘度領域的進展。中國石油指出了一些他們開發該領域技術時必須克服的一些困難,包括聚合催化劑的熱釋放問題。
“中國是一個競爭激烈的市場,”杜說。“市場有機會,但競爭也會很激烈。”
中國的行業顧問張晨輝回應了這一觀點,并指出電動汽車的崛起(中國是全球最大的市場)將有利于該行業的發展。
PAO可用于EV電池的液體和冷卻劑以及潤滑脂和傳動系統液體。在一次行業活動中,埃克森美孚表示,與II+類和III+類調和物相比,其開發的PAO混合物可以顯著降低摩擦和扭矩損失,從而提高能源效率和擴大續航里程。PAO調和物還可以提供更好的油膜厚度,這意味著例如更好的齒輪和軸承磨損保護。
“我們對中國的PAO市場持謹慎樂觀的態度,”晨輝說。
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