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石脑和原油走势联动密切,本文不做趋势探讨。
气制工艺方面,受原料轻质化影响,PDH工艺盛起,贡献了很大丙烯产能增量,天然气和LPG双重增量带动丙烷供应或维持在15-20%较高的水平,但丙烷需求同步跟进,叠加政策上巴拿马加征通行费和加征关税排除基本相抵,PDH成本端在剖除原油的影响下持稳,假设我们认为原油对丙烷和丙烯以及丙烯下游的影响趋同,则PDH生产利润中枢波动有限。
煤制方面,2021年成材受去产量和碳中和影响,原煤供需基本面转弱,而长期能源结构改变又会雪上加霜,煤炭价格重心较2020年4季度或会出现下移,CTO利润呈增厚预期。
2、下游产品:
国产替代趋势明显
以主要产品聚丙烯为例,内盘聚丙烯增速更为强劲,2020年、2021E年产能分别达到28950千吨和33860千吨,较上一年分别增长3700千吨和4910千吨,产能增速分别为15.7%和16.9%。
而其他下游,诸如环氧丙烷、丙烯腈、丙酮同样呈现产能释放、国产替代的情况。
经对下游各产品产能处理,2020和2021E丙烯下游产能综合加权增速分别为14.9%和14.2%。
整体看下游产品目前依旧进口依存度偏高,故国产替代进口导致的产能增量仍会实现。
3、丙烯利润或迎增厚
在成本支撑vs下游国产替代之际,我们认为下游国产替代更胜一筹,供给端定性看价格总体上行,略带分化。
增速角度,预计2021E原油、石脑、丙烷、煤和甲醇供应增速分别为5.7%、5.7%(假定同原油)、16%、3.5%、4.6%,加权综合增速2021E约为7.3%。
综合考虑,需求端或影响更大,丙烯生产利润存增厚预期。
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,2020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750℃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2020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,2020年利润首度超过CTO;
步入2021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2000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500-2500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200-400元/吨。
近三年,我国PHD工艺利润中枢整体维持在500-2500元/吨水平,但2019年Q2中期和2019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2020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,MTO>
PDH>
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,2019年全球丙烯市场规模已达7659亿元,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,2019年,丙烯产能为107797千吨,产能增速为1.5%,低于2018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,2019年绝对增速依然显著高于全球。
2019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,2019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2020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:
2020年我国丙烯产量3587万吨,较2019年增长9.1%;
表观需求量3836万吨,较2019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,2020年进口丙烯250万吨,较2019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2010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
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