丙烯及生产路径简介
丙烯:根据百度,丙烯常温下为无色、稍带有甜味的气体。分子量42.08,液态密度0.5139g/cm3(20/4℃),气体密度1.905(0℃,101325Pa.abs)冰点-185.3℃,沸点-47.4℃。它稍有麻醉性,在815℃、101.325kpa下全部分解。易燃,爆炸极限为2%~11%。不溶于水,溶于有机溶剂,是一种属低毒类物质。丙烯是三大合成材料的基本原料,主要用于生产聚丙烯(67%)、丙烯腈(6%)和环氧丙烷(8%)等。
丙烯主要生产路径:丙烯生产工艺主要分为两大路径。
①炼油的副产路线。原油经过蒸馏得到重质油部分,再经过炼油工艺中的催化裂化得到成品油的副产出丙烯;通过石脑油进行蒸汽裂解得到乙烯和部分副产出丙烯,即包括蒸汽裂解、FCC。
②on-purpose路线。烯烃相互转化、易位歧化占比较小,属于专门用来生产丙烯的路线。包括煤制烯烃(CTO),通过煤基合成甲醇再制取乙烯、丙烯等烯烃;甲醇制烯烃(MTO),以甲醇为原料主要生产乙烯的工艺技术,产品是乙烯、丙烯和少量的正丁烯。甲醇制丙烯(MTP),主要生产丙烯的工艺技术,产品是丙烯、石脑油、LPG和很少量的乙烯。丙烷脱氢(PDH),指丙烷选择性催化脱氢生产丙烯,产品只有氢气和丙烯,易分离,丙烯收率较高。



蒸汽裂解:蒸汽裂解(石脑油裂解)是吸热反应,通常在管式加热炉内进行:以原料石油烃类如乙烷或石油馏分如石脑油(汽油)、瓦斯油(柴油)等经预热后入加热炉炉管,被加热至750~900℃,发生裂解,进入急冷锅炉,迅速降温,再去急冷器,和深冷分离装置(-100℃以下),先后获得各种裂解产品,其中伴随少量聚合、缩合等反应的过程。主要目的是制取乙烯、副产品丙烯、丁二烯等低分子烯烃,以及苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃,另外还生成少量重质芳烃。蒸汽裂解是生产乙烯、丙烯等轻质烯烃的主要方法,但原料配比不同会产生丙烯不一样的收率。在一般情况下,以石脑油为原料的裂解乙烯生产路线对应的乙烯收率为31%左右,丙烯16%;而以乙烷为原料的裂解乙烯路线对应的乙烯收率约80%,丙烯约3%。因此,由于最近几年全球受美国页岩气革命的冲击,乙烷供应大增、价格低廉,蒸汽裂解生产丙烯路径受到限制,丙烯产量随之降低。

催化裂化:催化裂化的流程主要包括三个部分:①原料油催化裂化;②催化剂再生;③产物分离。原料喷入提升管反应器下部,在此处与高温催化剂混合、气化并发生反应。反应温度480~530℃,压力0.14~0.2MPa(表压)。反应油气与催化剂在沉降器和旋风分离器(简称旋分器),分离后,进入分馏塔分出汽油、柴油和重质回炼油。裂化气经压缩后去气体分离系统,得到丙烯、丁烯、异构烃等。炼厂丙烯主要来自三类装置:FCC、减粘/热裂化和焦化,其中FCC丙烯约占整体炼厂丙烯的97%左右,是丙烯的第二大来源。
丙烷脱氢(PDH):丙烷脱氢是一种on-purpose生产工艺,一般其原料丙烷与产出丙烯比例为1.2:1,少量副产品是氢气。中国最早的PDH项目是2013年天津渤化60万吨产能投产,接下来几年呈现出了爆发式增长,预计至2020年国内PDH产能将达到941万吨。丙烷脱氢制丙烯工艺技术主要有UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司Catofin工艺、Uhde公司的Star工艺、linde公司的PDH工艺、Snamprogetti—Yarsintez公司的FBD4工艺等。截至2017年底,丙烷脱氢总产能高达514万吨/年,预计2020年将会达到941万吨。由于原材料丙烷的费用约占总成本的90%,该方法的经济性主要决定于丙烷和丙烯的差价。

甲醇/煤制烯烃:煤制烯烃包括煤气化、合成气净化、甲醇合成及甲醇制烯烃四项核心技术。主要分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。煤制烯烃首先要把煤制成甲醇,煤制甲醇技术也就是煤制烯烃技术上的核心。而煤制甲醇的过程主要有4个步骤:首先将煤气化制成合成气;接着将合成气变换;然后将转换后的合成气净化;最后将净化合成气制成粗甲醇并精馏,最终产出合格的甲醇。甲醇制烯烃以甲醇为原料或者煤制甲醇为原料,乙烯/丙烯收率比可以在0.77~1.33之间调节。

1.1全球供需:需求稳增,产能增速趋缓
从地域分布来看,亚太、中东、北美和西欧一直是丙烯的主要消费和生产地区。自2010年后,亚太地区产能增速明显快于北美和西欧,在2010年仅占32%,到2017年就已经占据全球54%的产能,2018年亚太地区产能达到5500万吨,其中中国占比28%,占据亚洲产能半壁江山。
全球丙烯行业历史行情复盘。
(1)1990—2002年:丙烯需求较弱,产品供需较为均衡。在该阶段,全球丙烯价格维持在低位,在300—500美元/公吨区间内波动,产能不足,产品需求增量较低;
(2)2003—2014年:丙烯需求量呈现爆发式增长,产能迅速扩张。丙烯的下游衍生物推动了丙烯需求的快速增长,因此自2003年起,全球丙烯价格逐渐走向高位,从2003年的400美元/公吨迅速攀升至2011年的1500美元/吨。价格上涨的主要原因是全球丙烯需求量的迅速增长同时全球产能不足,需求量由2003年的5890万吨增长为2014年8912万吨,复合平均增速一直稳定在4.5%左右。除去2008年全球金融危机的影响,2009—2014年,丙烯价格一直处于高位1500美元/吨;此阶段,全球丙烯产能仍在不断扩张,到2014年全球产能已达到1.006亿吨,行业逐渐转向供过于求,市场逐渐出清。

(3)2015—2017年:油价大跌,导致成本塌陷。随着产能的不断扩张,需求增速仍保持在4.3%,而丙烯价格开始一路走低,由2014年的1500美元/吨降至2017年的700美元/吨。价格迅速下跌的原因主要是由于油价大跌,导致成本塌陷。此外,需求量的稳定增长,产能的迅速扩张,也造成一定市场出现了产能过剩的状态,2015—2017年全球丙烯需求增加13.9Mt,同期产能增加了17Mt。到2017年,产能已达1.22亿吨,其产能的迅速扩张主要来自于亚太地区,2014—2017年三年年均产能复合增速为7%;需求端,此阶段需求增速减缓,到2017年全球需求量为1.03亿吨,年复合增速仅为4%。
(4)2018—2020年:价格回暖,需求增长强劲,新增产能减速。到2018年,丙烯价格出现回暖,由2017年的700美元/吨迅速上涨到2018年的1100美元/吨。主要原因是全球新增产能速度减缓,需求增长保持稳定。2019年需求量将增长485万吨,产能将增加250万吨(其中大部分来自于亚太地区),预计需求增速将继续保持在4.5%,2019年将会出现供不应求的局面,到2020年仍将呈现供应短缺状况。2019年全球丙烯产能增速将放缓至2.5Mt/a,2020年预计回升。考虑到不同生产工艺装置在运行中的实际情况,假定需求增速仍保持4.5%增长,2020年全球丙烯供需缺口将达100万吨。



1.2国内供需:中国丙烯供需稳定
首先,我们复盘近十年来,我们丙烯供需情况。
(1)2009—2014年:国内开工率走低,产能增长缓慢。由于全球产能在该阶段处于产能消化期,丙烯盈利出现下滑,导致国内装置开工率下滑,从2009年的83%下降到2014年的71.84%。虽然国内供给持续增加,由2009年的1634万吨增加到2014年的2501万吨,5年复合增速为8.5%;但在开工率低迷背景下,国内供给量不足,出现供不应求的局势,因此产品大量进口国外以满足国内需求,进口依赖度从10%增长至15%;而在需求端,由2009年的1370万增加到2014年的2155万吨,复合增速为9.5%。
(2)2014—2017年:开工率逐渐走高,产能逐渐恢复。自2014年开始,由于丙烯过剩产能逐渐消化,丙烯盈利能力得到提升,我国丙烯开工率已经逐渐回升,从2014年的71.84%增加到2017年的85%,产能已经从2501万吨增长至3420万吨,2018年中国丙烯产能已达3560万吨,年平均复合增速为11.2%;需求端,在产能不断扩张的同时,由于需求量的不断增长,2017年表观消费量同比增长325万吨,增速11.5%,需求增长势头稳定,预计2019年将继续增长;2017年进口量也攀升至309.88万吨,2017年对外依存度为9.8%,国内丙烯市场仍然存在缺口。


2.1全球需求:新增需求主要来自亚太地区
丙烯需求增速稳定,新增需求主要来源于亚太地区。全球丙烯需求从2000年的5100万吨增长至2016年的9860万吨,虽然受2008年全球金融危机的影响,需求增速有所下降,消费量出现下滑,但是整体复合增长速度仍然保持在4.3%;其中亚太地区的需求量增速最快,2013年为3800万吨,预计到2023年将达到1.02亿吨,复合增速达到11.6%,远远领先全球其他地区需求量。


全球聚丙烯需求一直保持稳定增长。丙烯下游主要行业包括聚丙烯、丁辛醇、环氧丙烷、丙烯腈、苯酚和丙烯酸;聚丙烯作为丙烯下游最主要产品,其需求量的增长足以代表丙烯整体需求增长。自2010年开始,PP全球需求量达到3000万吨,超过了高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯以及其他聚合物的需求量增长。据IHS数据预测,2018年—2020年全球聚乙烯需求量将保持增速4.4%,聚丙烯4.8%,到2020年聚丙烯全球需求量将达到9000万吨;作为同类产品的聚乙烯(PE),即使二者在下游行业有一定比例的替代,但在力学性能和透明性上聚丙烯都比同类产品聚乙烯表现更好。综合来看,未来聚丙烯需求增速将继续高于聚乙烯,聚丙烯需求量增长将会维持较高增速。



2.2国内需求:丙烯下游行业多样化,整体需求景气向上
2017年中国丙烯产能3420万吨,产量2839.1万吨,净进口量309.88万吨,需求量为3148.81万吨。随着我国居民消费结构的不断升级,对丙烯各类深加工产品的需求将不断增长,其中聚丙烯的需求兴衰代表着丙烯整体需求情况。按照消费分类,丙烯下游主要行业包括聚丙烯、丁辛醇、环氧丙烷、丙烯腈、苯酚和丙烯酸。
聚丙烯:2018年产能是2244万吨,是丙烯下游最大应用,约占70%。目前全球丙烯需求约7000万吨,中国约占30%。聚丙烯下游主要包括拉丝(约35%)、共聚(23%)、注塑(12)、薄膜(12%)、纤维(9%)等。下游需求结构良好,尤其来自于家用电器、塑料管材和高透材料行业。目前价格低于9000元/吨,低价有助于下游消费的增长,未来依然为丙烯下游需求增长的主力军。
丁辛醇:2013年国内丁辛醇产能增长迅猛,截至2018年正丁醇、辛醇产能分别为277.18万吨、237.5万吨,需求量为202.5万吨和212.5万吨,2009年—2018年需求量复合增速为10.6%。主要应用于丙烯酸丁酯、醋酸丁酯等涂料领域;辛醇主要用于生产PVC增塑剂DOP,最近几年行业增长减缓,有一定下滑趋势。
环氧丙烷:截至2018年,环氧丙烷产能是321万吨,表观消费量为299.3万吨。2009年—2018年需求量复合增速为7.6%。未来几年国内环氧丙烷市场供应量存在过剩的可能,但是占环氧丙烷总产能约64.9%的氯醇法工艺因环保问题将逐步退出,再加上我国聚氨酯行业的发展,将增加对环氧丙烷的需求。而双氧水氧化法制环氧丙烷装置环境友好,生产能耗较低,是未来环氧丙烷行业的发展趋势,市场前景好。环氧丙烷主要应用于聚氨酯行业、涂料、不饱和树脂、表面活性剂、日化等领域,预计未来行业将继续保持相对乐观。
丙烯腈:截至2018年丙烯腈产能为207.7万吨。丙烯腈下游主要包括ABS(40%)、腈纶(26%)、丙烯酰胺/聚丙烯酰胺(24%)等。目前ABS塑料占比最高,腈纶其次,丙烯腈下游需求量为213.9万吨,国内市场仍存在一定缺口。2009年—2018年需求量复合增速4.7%,需求保持稳定增长。由于丙烯腈装置副产剧毒物氢氰酸,因此对安全环保设施配套要求较高,通常在具有较大环境容量的沿海地区建设丙烯腈装置。目前国内丙烯腈新增产能较多,有过剩趋势。
苯酚:苯酚是重要的有机化工原料,用它可制取酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、水杨酸等化工产品。主要应用于工业和医疗行业,目前产能是263.5万吨,236.4万吨。2009年—2018年需求量复合增速为9.3%。最近几年国内苯酚产能增长迅速,未来竞争趋于激烈,而苯酚下游双酚A-聚碳酸酯产业链发展前景广阔,对苯酚的市场需求量增长较快,带动苯酚需求增长加速。
丙烯酸:丙烯酸是一种重要的有机合成原料及合成树脂单体,是聚合速度非常快的乙烯类单体。目前产能是330.5万吨,需求量是201.5万吨。2009年—2018年需求量复合增速为8.4%。最近几年丙烯酸及下游产业链得到了快速发展,特别是丙烯酸的下游产品,高吸水性树脂的市场需求增长快,增加了对丙烯酸的需求。

下游行业整体需求景气向上,推动丙烯需求量进一步上升。截至2017年国内丙烯下游主要行业产能达3881万吨,产量达3373.7万吨,2013年—2017年复合增速9.5%;当量需求约3488.4万吨,2013年—2017年需求量复合增速8.3%。丙烯整体下游行业增长趋势稳定。


聚丙烯(PP)是丙烯下游最大应用,占比接近70%,需求增长情况表现良好。(1)近年来,随着我国消费升级,我国家用电器产业发展迅速,品种多,产量大,对于改性PP,各种小家电拥有巨大的潜在市场,具有极好的商机;(2)早期,PP管材主要用作农用输水管,但是由于早期产品性能还存在一些问题(抗冲击强度、耐老化性能较差),市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术,采用进口PP-R料生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后,已有不少厂家建设PP-R管材生产线;(3)随着人们生活水平不断提高,必然带来在文化、娱乐、食品、医疗、材料、居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高,市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此,开发透明PP专用料是一个很好的发展趋势,尤其需要透明性高、流动性好,成型快的PP专用料,以便设计加工成人们喜爱的PP制品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色,有更多优点和开发前景,将进一步增大丙烯的需求。


聚丙烯具有良好的物理性能和化学性能,加工性能良好,被广泛应用于农业、工业、卫生、医药、日常生活用品等领域。我国聚丙烯主要消费领域为拉丝(约35%)、共聚(23%)、注塑(12)、薄膜(12%)、纤维(9%)等。近年来,由于无纺布、汽车行业和塑料包装行业发展较好,带动PP需求量增长较快,尤其表现在拉丝领域。作为同类产品的聚乙烯(PE),二者在下游行业有一定比例的替代,但在力学性能和透明性上聚丙烯都比同类产品聚乙烯表现更好。2017年,国内聚乙烯表观消费量为2188.8万吨,2013—2017复合增速5.8%;聚丙烯产量为1944.35万吨,进口量为318万吨,表观消费量为2553.71万吨,2013—2017年复合增速8.4%,增速高于聚乙烯,预计需求增速未来持续保持。



3.1全球供应:乙烷供给大增,传统裂解石脑油制丙烯增速下降
美国乙烷全球供给大增,原料轻质化大势所趋。页岩气革命推动乙烷供给增加。2011年,美国页岩气革命推动乙烷产量大增,同时也带动了NGL(天然气凝析液)产量的迅猛增长。根据EIA数据,2017年NGL产量达到378.4万桶/日。美国天然气产量也在不断攀升,在2017年底净出口量实现了净增长。同时,根据IHS数据,2016年美国乙烷总产量达到2521万吨,美国乙烷大部分来自页岩气和致密油,随着页岩气产量不断增长,乙烷产量将会进一步提升。




乙烯投产迎来高峰,传统路线制丙烯受限。目前,丙烯的主要供应路线来自于石脑油裂解(蒸汽裂解)乙烯副产、FCC副产。随着未来原料轻质化逐渐走强,采用乙烷等轻烷烃用以制乙烯将成为趋势,副产丙烯产量将会下降。据不完全统计,2017年投产乙烯产能为505万吨,2018年投产509万吨,这些乙烯产能均已乙烷为裂解原料,对应的副产丙烯产量极少。

3.2全球供给端:产能稳步上升,新增产能主要为PDH
全球丙烯新增供给小于新增需求,未来2-3年保持高景气度,丙烯行业持续看好。全球丙烯装置开工率持续走高,在90%上下徘徊,基本没有太大的上升空间,截止2018年,全球丙烯产能已经达到1.4亿吨,2013—2018年年平均增速为6.5%。需求端,2013年—2018年需求量年平均增速为4.3%。预计2019年而新增产能为250万吨,假定需求增速有望继续保持4.3%,那么将低于需求增长,将出现供不应求的局面。


由于来自传统工艺技术—乙烯蒸汽裂解装置和炼油厂催化裂化的丙烯产量无法满足需求,许多企业选择采用on—purpose技术来弥补这个缺口。目前全球专产丙烯产能比例已由2006年的6%上升到2016年的23%,预计到2021年将进一步升至31%。据IHS统计,2016年丙烷脱氢(PDH)工艺占到专产丙烯产能的40%,预计这一比例将保持到2021年,预计以后还会继续增加。2016年烯烃歧化工艺占专产丙烯的份额为19%,预计到2021年这一比例将下降至15%,反应条件更苛刻的FCC工艺所占份额也将从16%下降至12%。煤制烯烃(CTO)和煤制丙烯(CTP)占比将从11%增加到18%,甲醇制烯烃(MTO)和甲醇制丙烯(MTP)占比将从9%增加到10%。因此,2019年全球丙烯增量主要体现在PDH和蒸汽裂解,未来除CTO有些许增量外,PDH将会逐步成为丙烯产能的主要增长来源。



3.3国内供给端:产能逐步扩张,主要来自PDH
中国丙烯产能扩张速度稳定,未来产能增量以PDH为主。国内丙烯产能2009—2018年已经从1634万吨增长至3560万吨,复合增速9%;在丙烯产能扩张稳步上行的同时,PDH项目也在不断扩张。新增产能中PDH项目占比涨势迅猛,丙烷脱氢路线产能占丙烯总产能比例由2013年的3.3%提升到2017年的15.03%。2013年国内第一个PDH项目在天津渤化投产后,丙烷脱氢项目随着丙烯产能扩张而迅速扩张,在2014、2015年PDH占新增丙烯产能比例达到37.4%和51.2%,2017年扩张速度有所减缓,2018年回升,预计2019年后PDH项目将成为丙烯新增产能的主要来源,预计2020年PDH产能将达到941万吨。



3.1美国丙烷供应大增,出口量有望逐年上涨
美国丙烷供给稳步上升,主要来源于天然气处理厂。由于美国的页岩气革命,带动了NGL(天然气凝析液,主要包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)产量的迅猛增长,2004年—2010年供应量仅增长了14.3%,2010年—2017年供应量增长率达82.4%,从207.4万桶/日增加至378.3万桶/日,因此使得美国来自天然气处理厂的丙烷供应量达124万桶/日,而来自炼厂的丙烷供应量一直没有发生产量上大的突破,保持在30万桶/日左右,因此新增丙烷产量主要来源于天然气厂的产量。


自2011年以来,美国丙烷出口量急速增长,主要流向亚太地区。页岩气革命后,美国丙烷产量大幅度增加。2013年中国天津渤化投产第一套PDH装置后,中国PDH产能爆发式增长,2014年、2015年增长了250%和80%。2014年后美国出口到亚洲地区的丙烷量大幅度增长,而亚洲丙烷需求量的增长也得益于PDH产能的迅速扩张,尤其是以中国为代表的国家。据EIA数据统计,自2010年美国丙烷出口量增速达到712%,2017年出口量已经达到4732万吨。

4.2高纯度丙烷国内供应不足,高度依赖进口
PDH装置对丙烷纯度要求极高,国内供应量难以满足,高度依赖进口。近年来,随着丙烯需求量的迅速增长以及PDH产能的不断扩张,丙烷的需求量逐年增加。国内丙烷主要来自炼厂副产,由于我国湿性油田伴生气资源较匮乏,而石油炼制副产液化气硫含量较高,因此丙烷质量无法满足丙烷脱氢工艺原料要求。进口丙烷的标准参照国际(沙特)标准,丙烷纯度为95%(实际检测可高达98%左右)。因此,在国内建设丙烷脱氢装置必须进口以国外油田伴生气为来源的非炼油厂生产的高纯度液化丙烷。目前,我国液化丙烷进口大部分来自于美国和中东地区。


4.3天然气价格稳定,与原油价差逐渐加大,丙烷价格或维持低位
丙烷来源逐年偏向天然气,主要用途仍为用作燃料使用,价格有所限制。随着2011年美国页岩气革命,美国页岩气成为了推动天然气产量的最主要来源。随着美国页岩气的加大开发、中东地区国家和卡特尔等国原油和天然气产量增加而随之增加。2011年,美国的页岩气革命带动天然气供给大增,NGL产量随之增加,2010年—2017年增加了170万桶/日;同时2017年天然气伴生气丙烷的供给也与日俱增,达到124万桶/日。丙烷增量逐渐偏向天然气来源,天然气价格波动相对原油价格波动一直较为稳定。自2011年后,天然气价格一直稳定在4美元/MMBtu上下,而原油价格自2015年后一直处于上升趋势,与天然气价格价差逐渐拉大。平时丙烷/天然气的价格整体与原油趋同,但是随着美国丙烷/天然气供应量的逐渐增加,与中东地区形成了一定的竞争,因此丙烷/天然气与原油价差逐渐拉大,预计未来价差将会增加。同时丙烷目前的主要用途仍然是作燃料使用,因此价格或维持较低价格。


5.1丙烷脱氢装置效率高,中国主导全球PDH项目产能
丙烷脱氢技术丙烯收率高,是目前最有竞争力的制备丙烯工艺。丙烷脱氢主要包括两种工艺:
①Oleflex催化脱氢工艺:Oleflex工艺具有反应器少、投资成本低、催化剂寿命长、工艺可靠、能耗物耗低、排放量小等诸多优势。其利用丙烷为原料,采用高选择性、高热稳定性、低磨损率、可在苛刻条件下操作的铂基催化剂,在压力为3.04MPa、温度为525°C和铂催化剂作用下脱氢,经分离和精馏得到聚合级丙烯产品。丙烯选择性为84%,丙烷单程转化率达到35%~40%,丙烯产率约为85%。每生产1kg丙烯产品消耗新鲜丙烷1.20kg(100%丙烷为基准)。

②Catofin催化脱氢工艺:Catofin工艺设计简单、操作可靠、原料适应性强、适合大规模生产等优点。其原料丙烷通过铬—铝催化剂在650°C、压力0.05MPa左右条件下进行反应,将丙烷转化为丙烯,此时反应选择性、转化率和能耗均达到最佳状态。丙烷的转化率≥90%,丙烯选择性超过87%,新鲜原料制备1kg丙烯产品仅消耗1.18kg的丙烷(100%丙烷为基准)。

目前,全球PDH产能为1320万吨,中国约570万吨,约占全球45%。丙烷脱氢为吸热反应,是一种专项增产工艺,一般原料丙烷与产出丙烯比例为1.2:1,少量副产品是氢气,丙烯收率高。中国最早的PDH项目是2013年天津渤化60万吨产能投产,接下来几年呈现出了爆发式增长。丙烷脱氢制丙烯工艺技术主要有UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司Catofin工艺、Uhde公司的Star工艺、linde公司的PDH工艺、Snamprogetti—Yarsintez公司的FBD4工艺等。

5.2原料丙烷为主要成本,PDH具有绝对优势
PDH盈利能力的持续性未来可期。PDH的主要成本来自于原料丙烷,丙烷价格越低廉,项目盈利越可观。丙烷脱氢的原料丙烷纯度要求达到97%,杂质气态硫体积分数100μL/L以下。现有的国外丙烷脱氢装置均采用湿性油田伴生气为来源的高纯低硫丙烷为原料。我国湿性油田伴生气资源较匮乏,而石油炼制副产液化气硫含量较高,丙烷质量无法满足丙烷脱氢工艺原料要求。进口丙烷的标准参照国际(沙特)标准,丙烷纯度为95%(实际检测可高达98%左右)。因此,在国内建设丙烷脱氢装置必须进口以国外油田伴生气为来源的非炼油厂生产的高纯度液化丙烷。目前,我国液化丙烷进口大部分来自于美国和中东地区。由于丙烷仍主要用作燃料使用,价格与石脑油(or原油)波动基本保持一致,总体丙烷价格低于石脑油。美国页岩气革命后,美国丙烷供应量增长幅度可观,和中东地区国家产生了价格竞争,因此在2011年后丙烷与石脑油价差拉大,预计未来会继续扩大,因此PDH在成本上占据绝对优势。


3.3PDH较其他生产工艺具备更大竞争力
PDH和CTO技术具有竞争优势,而MTO装置成本较高,竞争力相对较弱。目前PDH工艺占到全球丙烯供应的10%以上,已成为事实上的成本确定者,原料丙烷也成为丙烯定价中越来越重要的一个因素。随着PDH项目投资持续增加,未来5年,PDH工艺作为丙烯定价者的地位将越来越突出。未来几年,原油价格上涨或推动丙烷和甲醇价格上涨,但对煤炭影响不大,届时东北亚CTO/CTP装置的相对优势就会显现出来,从而对北美、沙特阿拉伯和东北亚的PDH装置产生一些不利因素。虽然如此,由于煤基技术投资成本更高,未来PDH工艺路线仍将是投资最佳选择。东北亚地区的PDH装置将担任全球丙烯定价器的角色。
PDH比其它工艺路线成本低,利润空间大。根据卓创的成本模型可以看出,由于甲醇制烯烃受到原料甲醇的影响很大,其MTO成本最高,历史成本均值为7625元/吨,而毛利为-876元/吨,处于亏损状态。同时甲醇价格预计后期很难明显下滑,因此甲醇制丙烯仍将长期处于亏损,面临着被替代的危机;而煤制烯烃的原料煤的价格稳定维持在低位,CTO成本相对稳定,并且具有较强竞争力;原料丙烷为PDH的主要成本,PDH成本曲线与丙烷价格趋同,回溯历史成本曲线,PDH成本相对于MTO具有较强的成本优势,PDH历史成本平均价格为5500元/吨,平均毛利940元/吨;石脑油裂解(蒸汽裂解)的成本取决于原油价格,在高油价时,PDH相对于石脑油路线具有显著的成本优势,低油价时不相上下,石脑油路线成本历史均值为6015元/吨,毛利平均约750元/吨。2017年,当原油价格48.06美元/桶时,石脑油裂解制丙烯成本为5085元/吨,毛利为-1318元/吨;甲醇制丙烯成本为7126元/吨,毛利为914元/吨;丙烷脱氢制丙烯成本仅为4655元/吨,毛利达1345元/吨。即使油价处于低位,PDH相对石脑油裂解路线在成本仍然占据显著优势,想对于MTO更是有巨大优势。综上,当油价处于低位,PDH相对MTO和石脑油裂解制丙烯在成本和毛利上仍然占据显著优势;当油价处于高位,传统路径成本明显走高,随着天然气丙烷供应大增,以丙烷为原料的PDH成本上具有显著优势。不论油价高低,PDH项目都具有显著优势,未来经济形势景气向上。


丙烷脱氢制丙烯的特点是只用唯一一种原料—丙烷,生产一种产品丙烯。与其它生产技术相比,通过丙烷脱氢技术获得同等规模的丙烯产量相对简单,但丙烷原料价格对生产成本影响较大,因此该工艺的经济性取决于丙烷与丙烯的差价。丙烷与丙烯比例为1.2:1,根据丙烷脱氢历史价差曲线,丙烷-丙烯历史平均价差为335.42美元/吨,当前为450美元/吨,盈利能力相当可观。

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