(报告出品方/作者:东北证券股份有限公司,陈俊杰)
1.丙烯
1.1.丙烯工艺
1.1.1.丙烯工艺综述
目前,丙烯的生产制备主要有四种工艺,分别是原油催化裂化、石脑油蒸汽裂解、原煤制甲醇后MTO或者直接CTO、丙烷脱氢,据卓创资讯统计,年度四种工艺占比分别为28%、29%、24%和19%,较上一年度分别上升-4%、+4%、-2%、+2%。随着炼化一体化恒力石化和浙江石化产能的逐步释放,蒸汽裂解工艺产能占比显著提升;MTO/CTO产能投放不多,占比下滑;PDH(含混烷脱氢MDH,下同)产能因天津渤化、浙江华鸿新材料等装置的投产有所提升,且未来随着大量丙烷脱氢装置释放,其产能占比有较大提升空间。未来丙烯新增产能将主要释放于石脑裂解和丙烷脱氢两种工艺上。
1.1.2.石油催化裂化以及其衍生多产丙烯技术
催化裂化FCC是传统炼油工艺,主要产物为汽油、柴油等燃料油成品油,丙烯作为副产品,收率较低。为提升丙烯收率,UOP公司的PetroFCC工艺和RxPro工艺、中国石化石油化工科学研究院的深度催化裂化(DCC)、新日本石油公司和沙特阿美公司的高苛刻度催化裂化(HS-FCC)技术等工艺被逐步开发,以VGO(减压柴油等重质组分)为原料生产出来的丙烯收率分别可达20%以上、15-25%、接近20%的水平。
1.1.3.石脑油蒸汽裂解
蒸汽裂解是目前生产烯烃的主要工艺之一,石脑油经℃以上高温,在水蒸气环境中经过管式加热炉发生分子链断裂和脱氢反应,从而制得乙烯、丙烯等轻烃。蒸汽裂解技术乙烯产率较高,但随着石脑油分子质量的提升,丙烯收率会出现正向增长。
1.1.4.基于FCC或蒸汽裂解的其他路径
考虑到石脑裂解和原油裂化FCC装置丙烯产率的不足,烯烃催化裂解和烯烃歧化可用于进一步大幅增产丙烯。
催化裂解增产丙烯工艺可使得C4-C8的烯烃进一步裂解,常见的工艺有鲁奇公司的Propylur工艺、道达尔公司和UOP公司的烯烃裂解工艺和KBR公司的Superflex工艺等。
烯烃歧化是将C4等烯烃产物进一步裂解,常见的歧化工艺有ABBLummus的OCT工艺、Axens的Meta-4工艺和BASF的自歧化工艺等。
1.1.5.丙烷脱氢
丙烷脱氢,可以在高温和相对低压的条件下获得显著较高丙烯收率,工艺路径短,固定资产投资成本低,技术经过20余年的发展目前已经炉火纯青,目前全球范围主要有八种工艺,催化剂多选用Pt或者Cr系金属催化剂,反应产生的氢气,可用于燃料,从而尽可能提升副产品利用率。八种工艺整理如下:
八种工艺中应用最为广泛的是UOP的Oleflex和ABBLummus的Catofin,自我国第一套PDH,60万吨天津渤化投产至今,我国PDH装置基本采用这两种工艺。
1.1.6.煤制烯烃
煤制烯烃工艺又可有CTO、MTO、MTP等,海外发展较早,但目前海外制烯烃重心已转为油头和气头,故中国逐步占据主流煤头工艺市场占有率。CTO主要依托我国丰富的煤炭资源,从而形成原料煤到烯烃甚至烯烃下游聚烯烃等产品的一体化;而MTO、MTP等则侧重于从甲醇到烯烃或者烯烃下游,其中MTO主产品为乙烯丙烯双烯,而MTP主产品更侧重丙烯。MTO、MTP等工艺中的甲醇可以外采,但当甲醇价格偏高时,外采甲醇经济性将会显著走弱。因我国多煤贫油少气的能源结构,目前我国煤头装置采用的工艺品种较多。
1.2.丙烯工艺经济性对比:目前MTO利润整体弱于其他工艺
供给侧改革来,随着煤炭行业产能的清退,供给环比缩量,煤化工原料煤价格中枢下跌幅度有限,煤制利润近年出现下移;反观油头工艺,随着页岩油革命后,美国原油产量的急剧上升,油头成本端重心大幅下移,叠加年新冠影响,原油更是创造新低,油头成本降低,油制路线不再成为边际成本,年利润首度超过CTO;步入年随着联合减产的持续进行以及煤价持续回落,CTO利润再度实现反超。此外,由于丙烯油制定价更为主导,丙烯价格和原油正向联动较大,当原油价格上涨时,煤制烯烃利润走扩,当原油下跌时,煤制烯烃利润走缩。据本数据模型测算,考虑到加工费用,CTO在油价30美元/桶以上时可实现盈利;在油价达到45美元/桶时,其利润基本和油制持平;在油价超过72美元/桶时,每生产一吨丙烯,煤制利润将会超出油制元。
油头方面,原油催化裂化和石脑裂解难分伯仲,利润走势相似,且近三年中枢主要围绕-2元/吨波动,这很大程度源于石脑油和布伦特价格的高度联动。
煤头对比来看,CTO工艺单耗4.8动力煤和1.5燃料煤,MTO工艺单耗约3甲醇,再考虑催化剂、折旧、财务费用等,CTO利润明显好于MTO,故我们认为煤头工艺利润主要集中于煤-合成气-甲醇,即CTM一段,没有上游的外采甲醇制烯烃装置,利润微薄。
丙烷脱氢方面,单耗丙烷1.2,外盘丙烷利润整体略高于内盘-元/吨。近三年,我国PHD工艺利润中枢整体维持在-2元/吨水平,但年Q2中期和年Q4后期因成本端原料的上扬,PDH利润打入阶段性亏损,进入年H1因新冠疫情导致的成本降低,使得PDH利润大幅回暖,步入Q4后随着丙烷价格的大幅上行,利润再度骤降。
敏感性来看,MTOPDH催化裂化蒸汽裂解≈CTO,MTO成本和利润对原材料价格敏感度显著大于其他工艺,这主要源于MTO原料成本占总成本的比重过高。以MTO、CTO为例,典型CTO项目原料成本占全部成本仅为32%,而MTO项目却高达74%。
1.3.丙烯市场
1.3.1.全球丙烯市场:产能增速显著放缓
近年,全球丙烯市场规模呈现逐年增加态势,年全球丙烯市场规模已达亿元,同比上年增加9.7%。
随着近年丙烯市场规模的扩大和需求的显著增长,传统丙烯生产工艺中乙烯收率高,丙烯收率低的问题丞待解决,而原料轻质化后,PDH工艺逐步兴起,很好的解决了这一问题,近年PDH贡献了全球丙烯增量中重要的一部分。
全球产能方面,年,丙烯产能为千吨,产能增速为1.5%,低于年2.8%,低于近十年CAGR3.8%,产能增速已处于下行通道。
区域增速来看,除了南美、中欧和东欧产能增速近年呈现放量外,其余地区基本均呈现不同程度下滑,不过亚洲因为绝对增速整体处于较高水平,年绝对增速依然显著高于全球。年,全球、西欧、中国、东亚、北美、亚太、中东和非洲、南美、中欧和东欧产能增速分别为1.5%(-1.3%)、-6.3%(-3.2%)、4.4%(-3.8%)、1.7%(0.9%)、-0.4%(-2.5%)、3.8%(-4.0%)、1.2%(0.9%)、4.7%(12.1%)、5.4%(5.9%)。
产能分布来看,年,全球丙烯产能依旧集中于亚洲,其产能占据全球产能57%左右,而亚洲中产能又集中于东南亚和东北亚,其中中国、韩国和日本分别占据东南亚和东北亚合计产能的64%、13%和9%。
贸易方面,全球丙烯贸易运距较短。中国虽然为亚洲最大产能国,但中国依旧为亚洲最大丙烯进口市场,中国和日本、韩国以及东南亚等国存在大量丙烯双向流动。
1.3.2.中国丙烯市场:原油带动价格上涨,产能增速仍不容小觑
首先简要回顾下年内盘丙烯行情:
一季度,一月因受春节期间物流放缓和累库压力,丙烯生产企业多采取主动降库策略,价格稳中有跌;春节后,受疫情影响,下游复工放缓,需求走弱,且物流恢复慢于往年,故市场成交清淡,价格中枢持续下行。
二季度,国内外口罩订单,叠加熔喷布炒作后价格暴涨,带动聚丙烯需求,从而利多进一步传导至丙烯,丙烯价格于四月中急剧上行;而与此同时丙烯其他下游成本压力骤增,逐步对丙烯形成负反馈,叠加市场对熔喷布小作坊进行管理,熔喷布炒作热情衰退,丙烯价格再度骤降;但随着国内内循环,以及疫情的显著好转,丙烯价格开始稳中有升走势。
三季度,随着内盘需求进一步恢复以及众多C3下游的金九银十季节性旺季,丙烯酸、环氧丙烷、聚丙烯、辛醇等陆续迎来涨价潮,丙烯价格受需求端带动价格进一步走高。
四季度,上半程,伴随着沙特下调原油现货价格,以及美国汽油需求转入淡季等因素导致的原油回调,丙烯价格跟随回调;而下半程受拜登当选、联合减产等因素导致的原油企稳回升,丙烯价格再度走强;而进入月末,下游订单走弱,业内对需求透支预期增强,市场出现回调。
之后再来看下我国丙烯产能产量情况:
年我国丙烯产量万吨,较年增长9.1%;表观需求量万吨,较年增长6.6%;供需基本平衡,产能产量增速逐步放缓。进口方面,年进口丙烯万吨,较年增加-19.8%,进口依存度6.5%,进口依存度重心整体呈现下移趋势。一方面,由于炼化一体化装置和PDH装置的大量投产,我国丙烯产能增速年来均稳步高于全球,丙烯自给率进一步提升,进口替代仍在进行;另一方面,不可否认,去年海外丙烯装置检修、意外临停显著增多,比如近期的韩国LG、日本JX等,导致外盘开工出现下移,从而对我国丙烯进口量造成影响。
区域分布来看,我国丙烯产能主要集中于华东、山东、西北、华北等地,年产能占比分别为27%、16%、16%、13%,分别同比年增加3%、-1%、0%、-1%。华东产能较年有显著增量,主要归功于中安联合、南京志诚等装置的产能释放。从目前年的投产计划来看,随着浙江石化、华鸿新材料等装置投产,华东地区产能占比或有进一步增量。年,有中国石化海南炼油化工有限公司50万吨等产能释放。
2.丙烯上游:大体上行,略有分化
2.1.“十四五”期间油化工、煤化工何去何从
在分析上游情况前,先对“十四五”期间产业发展方向进行简单梳理。
2.1.1.油化工
石油和化学工业规划院的白颐副院长在《“十四五”我国石化和化工行业高质量发展分析》一文中对“十三五”和“十四五”石化和化工行业的发展进行了对比。白副院长整理了“十三五”期间发展的七大特点,即“行业一直在保持高速增长”、“行业处于内在质量成长期”、“新材料和高端专用化学品成为投资
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