【壓縮機網(wǎng)】1.乙烯:石油化工z*重要的基礎(chǔ)原材料
乙烯作為z*重要的大型石化原料,主要特點有:
a.下游衍生品多、分工明確,供給創(chuàng)造需求。
b.乙烯下游應(yīng)用廣泛,裝置的投產(chǎn)一般會帶來下游的衍生品配套,從而創(chuàng)造更多的需求。
d.總需求量大,但是貿(mào)易量少。2017年我國乙烯的產(chǎn)量是1822萬噸,當(dāng)量需求約4000萬噸,主要是以下游產(chǎn)品的需求折算,如聚乙烯、乙二醇、苯乙烯等。目前而言,下游苯乙烯、乙二醇等盈利能力良好。q*范圍內(nèi)年乙烯總需求約1.5億噸,但是年貿(mào)易量估計僅在400萬-600萬噸。
e.合約貨比例高,現(xiàn)貨量少,杠桿效應(yīng)明顯。2017年我國乙烯的進口量為215萬噸,國內(nèi)大型石化裝置基本上實現(xiàn)乙烯自供,我國外購乙烯的生產(chǎn)商主要是:三江化工(環(huán)氧乙烷)、江陰利士德(苯乙烯)、新浦化學(xué)(EDC、苯乙烯)、常州東昊(苯乙烯)等。
乙烯是石油化工產(chǎn)品的核心,投資巨大,較新的項目如南非Sasol在美國Lake Charles的150萬噸乙烯,其以乙烷為裂解原料,下游配套EO、LDPE、MEG等,總投資是89億美金;陶氏與阿美合資的Sadara項目150萬噸乙烯,以石腦油、乙烷進料,共26套裝置,總投資為200億美金。
1.1 蒸汽裂解仍是z*主要生產(chǎn)工藝
乙烯的生產(chǎn)工藝主要有五種,分別為:蒸汽裂解、煤制烯烴、甲醇制烯烴、費托合成、煉廠尾氣。其中蒸汽裂解是z*主要的乙烯生產(chǎn)工藝,原料可以為石腦油、凝析油、加氫尾油、乙烷、丙烯、丁烷等,可以單一原料或者混合進料等(見圖1)。
據(jù)統(tǒng)計,目前q*乙烯裝置約300套,合計產(chǎn)能約1.7億噸,對應(yīng)總需求約1.5億噸/年。由于乙烯需要在零下100℃進行存儲,對應(yīng)商品量少,主要是以衍生品的形式進行銷售。
從對應(yīng)乙烯分布來看,從中國的乙烯需求來看,進口依賴度仍然居高。西歐和中東的乙烯仍然過剩。從乙烯原料來看,中東和美國主要是以乙烷為原料,但是由于中東的乙烷配額已經(jīng)用完,未來新建乙烯裝置將會以石腦油為主要原料(見圖2、3)。
1.2 乙烯規(guī)模趨于大型化 技術(shù)與設(shè)備提升
乙烯蒸汽裂解通常是原料在多個平行的裂解爐中,裂解出口溫度接近850℃,在離開裂解爐反應(yīng)區(qū)時,烯烴氣體的混合物進入急冷區(qū);其中水或重油被用來冷卻氣體和淬火。這時,含碳?xì)涞臍怏w被液化或提純,通過壓縮空氣到很高的壓力,并冷卻到很低的溫度;液化后的組分被分離成乙烯、丙烯、混合碳四、粗裂解汽油(C5-C8混合物)、氫氣/甲烷等(見圖4)。
乙烯裝置是典型的資金、技術(shù)密集型;構(gòu)成大型乙烯裝置核心是裂解乙烯技術(shù)、裂解爐、裂解氣壓縮機等。
·乙烯技術(shù)提供商
裂解乙烯技術(shù)是成熟的生產(chǎn)工藝,世界范圍內(nèi)主要的乙烯技術(shù)提供商主要有CB&I,Kellogg Brown & Root(KBR)、林德、Technip( KTI、以及收購的Stone and Webster技術(shù)等)等。
法國德希尼布Technip:是世界乙烯技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,自2000年以來世界新增乙烯中約50%的技術(shù)來自于Technip公司。2012年Technip收購Stone & Webster,其中Stone & Webster的乙烯技術(shù)經(jīng)驗超70年,Technip自身超40年,合計有150套原始投資的乙烯裝置技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
CB&I:在q*為超過120套乙烯裝置提供創(chuàng)新技術(shù),約占q*產(chǎn)能40%;已經(jīng)成功地完成了200多個原始投資、改造和擴展的設(shè)計項目。
KBR公司:自1990年,超過20套新的乙烯裝置,合計產(chǎn)能1300萬噸/年。
Linde技術(shù):應(yīng)用于超過40套大型乙烯裝置,合計產(chǎn)能超過1800萬噸/年。
·乙烯裂解爐
一套乙烯裂解裝置有多臺裂解爐并聯(lián)而成,目前世界級規(guī)模中單臺裂解爐的能力一般是:液體原料(石腦油等)的乙烯能力為20萬噸/年/臺;氣體原料裂解(乙烷等)的乙烯能力為22萬噸/年/臺。q*主要乙烯裂解爐供應(yīng)商如:芝加哥橋梁與鋼鐵集團(CB&I)的SRT®乙烯爐、惠生乙烯工業(yè)爐爐管、Technip SMK™ furnaces等。
·裂解氣壓縮機
主要設(shè)備供應(yīng)商如GE、三菱、西門子、埃利奧特、沈鼓集團等。近年來,國內(nèi)的沈鼓集團在乙烯壓縮機的大型化方面取得了很大的進步,其中2017年11月,沈鼓集團研制、設(shè)計、制造的我國s*臺(套)120萬噸/年乙烯裝置用離心壓縮機組,在中國海洋石油總公司惠州煉化二期項目現(xiàn)場一次試車成功,這標(biāo)志著我國120萬噸級乙烯三機全面實現(xiàn)國產(chǎn)化。
1.3 下游產(chǎn)品應(yīng)用廣泛 需求結(jié)構(gòu)良好
2017年我國乙烯產(chǎn)量1822萬噸,同比增加2.3%;過去五年中國乙烯的平均產(chǎn)量增速僅4%,落后于GDP增長。我國的乙烯考慮到下游以衍生品的形式進口,對應(yīng)的當(dāng)量需求接近4000萬噸/年(見圖5)。
由于乙烯的物流門檻高,乙烯的下游投資規(guī)模也較大,因此整體的下游產(chǎn)品都比較健康。近年來,以聚乙烯、苯乙烯、乙二醇為代表的下游產(chǎn)品盈利情況也較好,同時均對工藝氣壓縮機有較大需求。
聚乙烯:乙烯z*大的下游應(yīng)用。聚乙烯的需求結(jié)構(gòu)良好,主要由于:農(nóng)膜的需求量大、網(wǎng)購帶來聚乙烯包裝材料的需求、價格下跌后回收料使用的減少等因素。2017年國內(nèi)表觀消費為2554萬噸。
乙二醇:主要下游是聚酯纖維(滌綸)、聚酯瓶、包裝材料(BOPET)等,中國經(jīng)濟對于滌綸纖維的需求量大。中國的乙二醇進口量大,進口依存度近70%。未來乙二醇的不確定性主要來自于中國的煤制乙二醇的產(chǎn)能釋放。目前我國表觀消費超1300萬噸/年。
環(huán)氧乙烷:這里指除用于乙二醇外商品量的環(huán)氧乙烷,主要下游是表面活性劑、醇醚、乙醇胺等。由于前幾年環(huán)氧乙烷的市場較好,很多工廠把用于乙二醇的量減少,用于生產(chǎn)商品量的高純度環(huán)氧乙烷HPEO。由于乙烯價格居高,目前外購乙烯的HPEO廠商盈利較弱。
苯乙烯:主要用于合成塑料PS、ABS;發(fā)泡材料EPS;不飽和樹脂UPR等。苯乙烯由于投資規(guī)模較大,門檻較高,歷史盈利一直較好。目前國內(nèi)表現(xiàn)消費量超900萬噸/年,進口依存度接近40%。
乙丙橡膠:以前技術(shù)主要是朗盛、陶氏等公司掌握,國內(nèi)主要是吉林石化。目前我國乙丙橡膠需求量在40-45萬噸/年,主要應(yīng)用于汽車部件、防水卷材、電線電纜等領(lǐng)域。工業(yè)生產(chǎn)方法主要有乙炔法和乙烯法,其中乙烯法由于工藝性、經(jīng)濟性好而占據(jù)主導(dǎo)的地位。
PVC:國內(nèi)仍以電石法為主,未來催化劑含汞量限制,有望刺激乙烯法的需求。
醋酸乙烯:主要用于涂料、漿料、薄膜、皮革加工、合成纖維、土壤改良等方面。
阿法烯烴:生產(chǎn)難度較大,主要是三類以上合成潤滑油基礎(chǔ)油。
其它較有前景的乙烯下游主要是超高分子量聚乙烯等(見圖6)。
2. q*乙烯產(chǎn)能周期
2.1 每一輪乙烯產(chǎn)能增長的驅(qū)動因素
乙烯的產(chǎn)能投放具有明顯的周期性,一般分為低成本的原料驅(qū)動以及需求拉動型。從各個階段的乙烯產(chǎn)能投放進度來看。
中東地區(qū):主要投產(chǎn)在2007-2010年間,由于配額制的乙烷成本低;目前中東已經(jīng)乙烷短缺,新建乙烯裝置多以石腦油或混合裂解為主。
中國:2009-2010年間,以中國石油、中國石化為主導(dǎo)的新增產(chǎn)能,以需求主導(dǎo)為主。2011-2016年由于油價高企,新增產(chǎn)能以煤化工為代表。
美國及北美:2011年起,北美頁巖氣革命,帶來了大量的乙烷副產(chǎn)。美國的裂解乙烯裝置進行改造,把石腦油原料改為乙烷;同時新建大量的乙烯裝置,但總體投產(chǎn)進度在2017-2020年間(見表1、圖7)。
2.2 美國引領(lǐng)未來乙烯新增產(chǎn)能投放
由于競爭力的原因,北美的乙烯開工率在2008年曾經(jīng)降到80%以下,其中在2008-2010年間產(chǎn)能減少240萬噸。2010年起,由于頁巖氣革命,副產(chǎn)的乙烷產(chǎn)量大大增加,美國的乙烯原料競爭力大幅改善。
從2014年到2018年,美國石油化工產(chǎn)能擴張將使國內(nèi)對乙烷的需求量增加近60萬桶/天。
乙烯裂解是一種投資巨大而工藝復(fù)雜的項目;目前正在開發(fā)的大多數(shù)乙烯裂解項目將在2017年或2018年間投產(chǎn),包括2011年和2012年宣布的6個大型項目。四個項目(來自陶氏、??松梨?、雪佛龍飛利浦斯和OxyChem/Mexichem)已經(jīng)在建設(shè)中,兩個項目(來自臺塑和沙索)已經(jīng)得到了投資者的批準(zhǔn)和承諾。加上現(xiàn)有設(shè)施的產(chǎn)能擴張,預(yù)計這6家新工廠將增加美國乙烯產(chǎn)品的產(chǎn)量增加40%,達到3700萬公噸/年。
2017年8月,由于美國颶風(fēng)哈維的影響,一些裂解項目的投產(chǎn)進度推遲。新項目投產(chǎn)總體在2018-2020年間。
未來,美國仍規(guī)劃了數(shù)套乙烯,其中涉及到FID、項目設(shè)計,預(yù)計整體進度保持項目緩和的節(jié)奏(見表2)。
3. 當(dāng)前油價背景下乙烯盈利良好
3.1 低油價下石腦油裂解乙烯盈利良好
石腦油與原油關(guān)聯(lián)性高,低油價下,裂解乙烯盈利良好。乙烯投資門檻高,下游需求旺盛。乙烯在q*范圍內(nèi)需求增速與GDP同步,尤其是來自聚乙烯的下游需求旺盛。
以石腦油裂解乙烯為例,通常情況下,生產(chǎn)100萬噸的乙烯需要300萬-330萬噸的石腦油,同時副產(chǎn)50萬噸丙烯、15萬噸丁二烯、25萬噸純苯;其余副產(chǎn)品包括異丁烯、碳五、混合芳烴、乙烯焦油等。
3.2 國內(nèi)乙烯自主率提升 聚乙烯引領(lǐng)新增需求
乙烯的主要下游是聚乙烯、乙二醇、苯乙烯等產(chǎn)品,由于乙烯的商品量少,多以衍生品的形式進口到中國。
2017年我國聚乙烯樹脂產(chǎn)量1398.6萬噸,凈進口1155.1萬噸,表觀消費2553.71萬噸,同比增長7.2%;約占我國乙烯總需求的64%(見圖8)。
2017年我國乙烯產(chǎn)量1822萬噸,同比增加2.3%;以主要產(chǎn)品聚乙烯、苯乙烯、乙二醇等進口當(dāng)量折算,總需求在3960.8萬噸,同比增長5.8%??紤]到國內(nèi)對于乙丙橡膠、醋酸乙烯等仍有缺口,估計國內(nèi)乙烯的當(dāng)量需求約4000萬噸。
從乙烯產(chǎn)量增速與當(dāng)量需求增速的對比來看,2017年國內(nèi)乙烯的需求缺口在擴大(見表3)。
3.3 石腦油、液化氣混合裂解路線成為主流
乙烯的工藝路線區(qū)域的競爭力主要分為:
中東乙烷裂解:中東現(xiàn)有的石化裝置成本z*低,主要是受益于原有的低價配額政策。但是由于未來中東的新增乙烷供應(yīng)有限,新建裝置更多只能以石腦油混合裂解。
美國乙烷裂解:美國z*初的石化裝置采用乙烷為原料,在2005-2011年間美國的石化裝置競爭力較弱,后隨著頁巖氣革命,北美大量的乙烷副產(chǎn),美國的乙烯裝置又重新回到乙烷進料。
石腦油裂解:東北亞、西北歐的主流乙烯生產(chǎn)工藝,相對成本較高。但在低油價下與其它工藝路線的成本差異不大,如果考慮到副產(chǎn)品丁二烯、純苯未來價格向上,仍有競爭力。
煤化工:以煤為原料的CTO工藝和外購甲醇的MTO工藝,目前MTO工藝的成本z*高;當(dāng)油價向上,回到60美金/桶以上時,煤化工的優(yōu)勢有望逐漸顯現(xiàn)。但是仍將會受到未來水資源、環(huán)保等因素仍然制約。
預(yù)計2018年油價整體的中性范圍內(nèi)波動,長期緩慢上升的格局。對應(yīng)油價的運行區(qū)間大概率會在60-70美金/桶的范圍內(nèi)波動,在此油價背景下,東北亞的石腦油裂解乙烯的現(xiàn)金成本在全世界的乙烯成本曲線中處于中間位置。未來越來越多的企業(yè)采取石腦油+液化氣混合進料來生產(chǎn)乙烯,從而優(yōu)化生產(chǎn)成本。
由于乙烯的倉儲、運輸要求較高,實際商品量少。當(dāng)前美國、中東的乙烯成本雖然低,但是很難直接沖擊中國市場,多是以衍生品如聚乙烯、苯乙烯、乙二醇等產(chǎn)品的形式出口(見圖9)。
3.4 煉化一體化以及國內(nèi)煉化產(chǎn)能的崛起
從q*范圍內(nèi),煉油、乙烯的石化裝置一般是分步進行,而一次性投資煉油和乙烯同步的裝置相對較少。在我國,參考浙江石化、盛虹石化的一次性投資,類似的裝置類型也是比較少見。
由于過去五年國內(nèi)新增煉化產(chǎn)能有限,加上2016年起煉油盈利良好,近期以民營企業(yè)為主導(dǎo)的新建煉化產(chǎn)能提上日程,主導(dǎo)未來的新增產(chǎn)能。從新增的產(chǎn)能規(guī)劃及產(chǎn)品來看,呈現(xiàn)以下特征:
煉油規(guī)模化,同時與傳統(tǒng)的石油、石化煉油廠以加工成品油為設(shè)計不同,新的規(guī)劃項目多是以芳烴、以及其他化工品綜合利用為主。
新建石化裝置的加氫能力強,副產(chǎn)品利用完善。
一體化能力強;不少項目同時配套乙烯,整體競爭力將會明顯得到提升(見表4、5)。
5. 煤化工技術(shù)進步與成本對比
5.1 煤化工技術(shù)國內(nèi)技術(shù)進步快
煤化工主要是通過煤碳?xì)饣?,轉(zhuǎn)化成合成氣(主要成分是氫氣、一氧化碳、二氧化碳等),再利用其中合成氣里的有效成分進行相應(yīng)反應(yīng),生成所需要的化工品。這相對于石油化工,對應(yīng)單位產(chǎn)值,煤化工所需要的投資遠(yuǎn)大于石油化工,同時煤化工耗水量大,碳排放較多。整體而言,在高油價時,煤化工具備競爭力。但目前的油價起伏不定,因此,煤化工市場及其對煤化工壓縮機的需求前景暫不明朗(見圖10)。
5.2 國內(nèi)煤化工已經(jīng)成為石油化工的有效補充
截至2017年11月,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,中國已投產(chǎn)運行和試車成功的煤(甲醇)制烯烴裝置共28套,形成總計1205萬噸/年烯烴產(chǎn)能(未投入運行的MTP產(chǎn)能不計入)。2017年預(yù)計新增烯烴產(chǎn)能262萬噸/年。
預(yù)計,2017-2021年,中國預(yù)計新增1300萬噸/年CTO/MTO產(chǎn)能,2021年總產(chǎn)能將達到2500萬噸/年。其中,總計約1500萬噸/年煤(甲醇)制烯烴產(chǎn)能集中在中國西部地區(qū)(見表6)。
6.結(jié)論
在當(dāng)前油價背景下,乙烯盈利持續(xù)有望增強,周期性弱化;乙烯作為z*大宗的石油化工產(chǎn)品,上游的投資成本高,下游需求與經(jīng)濟增長息息相關(guān),整體的供需格局難以發(fā)生大的改變。相對而言,大型石化企業(yè)通過煉化一體化優(yōu)化,生產(chǎn)規(guī)模大型化,多元化原料成本選擇將會帶來超越行業(yè)的表現(xiàn)。
除乙烯的自身供需之外,未來影響乙烯生產(chǎn)的主要變量有:
?。?)原料的輕重,如凝析油代替石腦油;或夏季時期液化氣(丙烷、丁烷成分)的價格低,部分代替石腦油混合進料等。
?。?)裂解深度、乙烯/丙烯比的調(diào)整。
(3)烯烴轉(zhuǎn)化裝置OCU等。
(4)物料平衡mass-balance:如苯乙烯、乙二醇裝置的運行對裂解乙烯龍頭裝置的影響等。
?。?)副產(chǎn)品如丁二烯、碳五的經(jīng)濟性等。
【壓縮機網(wǎng)】1.乙烯:石油化工z*重要的基礎(chǔ)原材料
乙烯作為z*重要的大型石化原料,主要特點有:
a.下游衍生品多、分工明確,供給創(chuàng)造需求。
b.乙烯下游應(yīng)用廣泛,裝置的投產(chǎn)一般會帶來下游的衍生品配套,從而創(chuàng)造更多的需求。
d.總需求量大,但是貿(mào)易量少。2017年我國乙烯的產(chǎn)量是1822萬噸,當(dāng)量需求約4000萬噸,主要是以下游產(chǎn)品的需求折算,如聚乙烯、乙二醇、苯乙烯等。目前而言,下游苯乙烯、乙二醇等盈利能力良好。q*范圍內(nèi)年乙烯總需求約1.5億噸,但是年貿(mào)易量估計僅在400萬-600萬噸。
e.合約貨比例高,現(xiàn)貨量少,杠桿效應(yīng)明顯。2017年我國乙烯的進口量為215萬噸,國內(nèi)大型石化裝置基本上實現(xiàn)乙烯自供,我國外購乙烯的生產(chǎn)商主要是:三江化工(環(huán)氧乙烷)、江陰利士德(苯乙烯)、新浦化學(xué)(EDC、苯乙烯)、常州東昊(苯乙烯)等。
乙烯是石油化工產(chǎn)品的核心,投資巨大,較新的項目如南非Sasol在美國Lake Charles的150萬噸乙烯,其以乙烷為裂解原料,下游配套EO、LDPE、MEG等,總投資是89億美金;陶氏與阿美合資的Sadara項目150萬噸乙烯,以石腦油、乙烷進料,共26套裝置,總投資為200億美金。
1.1 蒸汽裂解仍是z*主要生產(chǎn)工藝
乙烯的生產(chǎn)工藝主要有五種,分別為:蒸汽裂解、煤制烯烴、甲醇制烯烴、費托合成、煉廠尾氣。其中蒸汽裂解是z*主要的乙烯生產(chǎn)工藝,原料可以為石腦油、凝析油、加氫尾油、乙烷、丙烯、丁烷等,可以單一原料或者混合進料等(見圖1)。
據(jù)統(tǒng)計,目前q*乙烯裝置約300套,合計產(chǎn)能約1.7億噸,對應(yīng)總需求約1.5億噸/年。由于乙烯需要在零下100℃進行存儲,對應(yīng)商品量少,主要是以衍生品的形式進行銷售。
從對應(yīng)乙烯分布來看,從中國的乙烯需求來看,進口依賴度仍然居高。西歐和中東的乙烯仍然過剩。從乙烯原料來看,中東和美國主要是以乙烷為原料,但是由于中東的乙烷配額已經(jīng)用完,未來新建乙烯裝置將會以石腦油為主要原料(見圖2、3)。
1.2 乙烯規(guī)模趨于大型化 技術(shù)與設(shè)備提升
乙烯蒸汽裂解通常是原料在多個平行的裂解爐中,裂解出口溫度接近850℃,在離開裂解爐反應(yīng)區(qū)時,烯烴氣體的混合物進入急冷區(qū);其中水或重油被用來冷卻氣體和淬火。這時,含碳?xì)涞臍怏w被液化或提純,通過壓縮空氣到很高的壓力,并冷卻到很低的溫度;液化后的組分被分離成乙烯、丙烯、混合碳四、粗裂解汽油(C5-C8混合物)、氫氣/甲烷等(見圖4)。
乙烯裝置是典型的資金、技術(shù)密集型;構(gòu)成大型乙烯裝置核心是裂解乙烯技術(shù)、裂解爐、裂解氣壓縮機等。
·乙烯技術(shù)提供商
裂解乙烯技術(shù)是成熟的生產(chǎn)工藝,世界范圍內(nèi)主要的乙烯技術(shù)提供商主要有CB&I,Kellogg Brown & Root(KBR)、林德、Technip( KTI、以及收購的Stone and Webster技術(shù)等)等。
法國德希尼布Technip:是世界乙烯技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,自2000年以來世界新增乙烯中約50%的技術(shù)來自于Technip公司。2012年Technip收購Stone & Webster,其中Stone & Webster的乙烯技術(shù)經(jīng)驗超70年,Technip自身超40年,合計有150套原始投資的乙烯裝置技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
CB&I:在q*為超過120套乙烯裝置提供創(chuàng)新技術(shù),約占q*產(chǎn)能40%;已經(jīng)成功地完成了200多個原始投資、改造和擴展的設(shè)計項目。
KBR公司:自1990年,超過20套新的乙烯裝置,合計產(chǎn)能1300萬噸/年。
Linde技術(shù):應(yīng)用于超過40套大型乙烯裝置,合計產(chǎn)能超過1800萬噸/年。
·乙烯裂解爐
一套乙烯裂解裝置有多臺裂解爐并聯(lián)而成,目前世界級規(guī)模中單臺裂解爐的能力一般是:液體原料(石腦油等)的乙烯能力為20萬噸/年/臺;氣體原料裂解(乙烷等)的乙烯能力為22萬噸/年/臺。q*主要乙烯裂解爐供應(yīng)商如:芝加哥橋梁與鋼鐵集團(CB&I)的SRT®乙烯爐、惠生乙烯工業(yè)爐爐管、Technip SMK™ furnaces等。
·裂解氣壓縮機
主要設(shè)備供應(yīng)商如GE、三菱、西門子、埃利奧特、沈鼓集團等。近年來,國內(nèi)的沈鼓集團在乙烯壓縮機的大型化方面取得了很大的進步,其中2017年11月,沈鼓集團研制、設(shè)計、制造的我國s*臺(套)120萬噸/年乙烯裝置用離心壓縮機組,在中國海洋石油總公司惠州煉化二期項目現(xiàn)場一次試車成功,這標(biāo)志著我國120萬噸級乙烯三機全面實現(xiàn)國產(chǎn)化。
1.3 下游產(chǎn)品應(yīng)用廣泛 需求結(jié)構(gòu)良好
2017年我國乙烯產(chǎn)量1822萬噸,同比增加2.3%;過去五年中國乙烯的平均產(chǎn)量增速僅4%,落后于GDP增長。我國的乙烯考慮到下游以衍生品的形式進口,對應(yīng)的當(dāng)量需求接近4000萬噸/年(見圖5)。
由于乙烯的物流門檻高,乙烯的下游投資規(guī)模也較大,因此整體的下游產(chǎn)品都比較健康。近年來,以聚乙烯、苯乙烯、乙二醇為代表的下游產(chǎn)品盈利情況也較好,同時均對工藝氣壓縮機有較大需求。
聚乙烯:乙烯z*大的下游應(yīng)用。聚乙烯的需求結(jié)構(gòu)良好,主要由于:農(nóng)膜的需求量大、網(wǎng)購帶來聚乙烯包裝材料的需求、價格下跌后回收料使用的減少等因素。2017年國內(nèi)表觀消費為2554萬噸。
乙二醇:主要下游是聚酯纖維(滌綸)、聚酯瓶、包裝材料(BOPET)等,中國經(jīng)濟對于滌綸纖維的需求量大。中國的乙二醇進口量大,進口依存度近70%。未來乙二醇的不確定性主要來自于中國的煤制乙二醇的產(chǎn)能釋放。目前我國表觀消費超1300萬噸/年。
環(huán)氧乙烷:這里指除用于乙二醇外商品量的環(huán)氧乙烷,主要下游是表面活性劑、醇醚、乙醇胺等。由于前幾年環(huán)氧乙烷的市場較好,很多工廠把用于乙二醇的量減少,用于生產(chǎn)商品量的高純度環(huán)氧乙烷HPEO。由于乙烯價格居高,目前外購乙烯的HPEO廠商盈利較弱。
苯乙烯:主要用于合成塑料PS、ABS;發(fā)泡材料EPS;不飽和樹脂UPR等。苯乙烯由于投資規(guī)模較大,門檻較高,歷史盈利一直較好。目前國內(nèi)表現(xiàn)消費量超900萬噸/年,進口依存度接近40%。
乙丙橡膠:以前技術(shù)主要是朗盛、陶氏等公司掌握,國內(nèi)主要是吉林石化。目前我國乙丙橡膠需求量在40-45萬噸/年,主要應(yīng)用于汽車部件、防水卷材、電線電纜等領(lǐng)域。工業(yè)生產(chǎn)方法主要有乙炔法和乙烯法,其中乙烯法由于工藝性、經(jīng)濟性好而占據(jù)主導(dǎo)的地位。
PVC:國內(nèi)仍以電石法為主,未來催化劑含汞量限制,有望刺激乙烯法的需求。
醋酸乙烯:主要用于涂料、漿料、薄膜、皮革加工、合成纖維、土壤改良等方面。
阿法烯烴:生產(chǎn)難度較大,主要是三類以上合成潤滑油基礎(chǔ)油。
其它較有前景的乙烯下游主要是超高分子量聚乙烯等(見圖6)。
2. q*乙烯產(chǎn)能周期
2.1 每一輪乙烯產(chǎn)能增長的驅(qū)動因素
乙烯的產(chǎn)能投放具有明顯的周期性,一般分為低成本的原料驅(qū)動以及需求拉動型。從各個階段的乙烯產(chǎn)能投放進度來看。
中東地區(qū):主要投產(chǎn)在2007-2010年間,由于配額制的乙烷成本低;目前中東已經(jīng)乙烷短缺,新建乙烯裝置多以石腦油或混合裂解為主。
中國:2009-2010年間,以中國石油、中國石化為主導(dǎo)的新增產(chǎn)能,以需求主導(dǎo)為主。2011-2016年由于油價高企,新增產(chǎn)能以煤化工為代表。
美國及北美:2011年起,北美頁巖氣革命,帶來了大量的乙烷副產(chǎn)。美國的裂解乙烯裝置進行改造,把石腦油原料改為乙烷;同時新建大量的乙烯裝置,但總體投產(chǎn)進度在2017-2020年間(見表1、圖7)。
2.2 美國引領(lǐng)未來乙烯新增產(chǎn)能投放
由于競爭力的原因,北美的乙烯開工率在2008年曾經(jīng)降到80%以下,其中在2008-2010年間產(chǎn)能減少240萬噸。2010年起,由于頁巖氣革命,副產(chǎn)的乙烷產(chǎn)量大大增加,美國的乙烯原料競爭力大幅改善。
從2014年到2018年,美國石油化工產(chǎn)能擴張將使國內(nèi)對乙烷的需求量增加近60萬桶/天。
乙烯裂解是一種投資巨大而工藝復(fù)雜的項目;目前正在開發(fā)的大多數(shù)乙烯裂解項目將在2017年或2018年間投產(chǎn),包括2011年和2012年宣布的6個大型項目。四個項目(來自陶氏、??松梨?、雪佛龍飛利浦斯和OxyChem/Mexichem)已經(jīng)在建設(shè)中,兩個項目(來自臺塑和沙索)已經(jīng)得到了投資者的批準(zhǔn)和承諾。加上現(xiàn)有設(shè)施的產(chǎn)能擴張,預(yù)計這6家新工廠將增加美國乙烯產(chǎn)品的產(chǎn)量增加40%,達到3700萬公噸/年。
2017年8月,由于美國颶風(fēng)哈維的影響,一些裂解項目的投產(chǎn)進度推遲。新項目投產(chǎn)總體在2018-2020年間。
未來,美國仍規(guī)劃了數(shù)套乙烯,其中涉及到FID、項目設(shè)計,預(yù)計整體進度保持項目緩和的節(jié)奏(見表2)。
3. 當(dāng)前油價背景下乙烯盈利良好
3.1 低油價下石腦油裂解乙烯盈利良好
石腦油與原油關(guān)聯(lián)性高,低油價下,裂解乙烯盈利良好。乙烯投資門檻高,下游需求旺盛。乙烯在q*范圍內(nèi)需求增速與GDP同步,尤其是來自聚乙烯的下游需求旺盛。
以石腦油裂解乙烯為例,通常情況下,生產(chǎn)100萬噸的乙烯需要300萬-330萬噸的石腦油,同時副產(chǎn)50萬噸丙烯、15萬噸丁二烯、25萬噸純苯;其余副產(chǎn)品包括異丁烯、碳五、混合芳烴、乙烯焦油等。
3.2 國內(nèi)乙烯自主率提升 聚乙烯引領(lǐng)新增需求
乙烯的主要下游是聚乙烯、乙二醇、苯乙烯等產(chǎn)品,由于乙烯的商品量少,多以衍生品的形式進口到中國。
2017年我國聚乙烯樹脂產(chǎn)量1398.6萬噸,凈進口1155.1萬噸,表觀消費2553.71萬噸,同比增長7.2%;約占我國乙烯總需求的64%(見圖8)。
2017年我國乙烯產(chǎn)量1822萬噸,同比增加2.3%;以主要產(chǎn)品聚乙烯、苯乙烯、乙二醇等進口當(dāng)量折算,總需求在3960.8萬噸,同比增長5.8%??紤]到國內(nèi)對于乙丙橡膠、醋酸乙烯等仍有缺口,估計國內(nèi)乙烯的當(dāng)量需求約4000萬噸。
從乙烯產(chǎn)量增速與當(dāng)量需求增速的對比來看,2017年國內(nèi)乙烯的需求缺口在擴大(見表3)。
3.3 石腦油、液化氣混合裂解路線成為主流
乙烯的工藝路線區(qū)域的競爭力主要分為:
中東乙烷裂解:中東現(xiàn)有的石化裝置成本z*低,主要是受益于原有的低價配額政策。但是由于未來中東的新增乙烷供應(yīng)有限,新建裝置更多只能以石腦油混合裂解。
美國乙烷裂解:美國z*初的石化裝置采用乙烷為原料,在2005-2011年間美國的石化裝置競爭力較弱,后隨著頁巖氣革命,北美大量的乙烷副產(chǎn),美國的乙烯裝置又重新回到乙烷進料。
石腦油裂解:東北亞、西北歐的主流乙烯生產(chǎn)工藝,相對成本較高。但在低油價下與其它工藝路線的成本差異不大,如果考慮到副產(chǎn)品丁二烯、純苯未來價格向上,仍有競爭力。
煤化工:以煤為原料的CTO工藝和外購甲醇的MTO工藝,目前MTO工藝的成本z*高;當(dāng)油價向上,回到60美金/桶以上時,煤化工的優(yōu)勢有望逐漸顯現(xiàn)。但是仍將會受到未來水資源、環(huán)保等因素仍然制約。
預(yù)計2018年油價整體的中性范圍內(nèi)波動,長期緩慢上升的格局。對應(yīng)油價的運行區(qū)間大概率會在60-70美金/桶的范圍內(nèi)波動,在此油價背景下,東北亞的石腦油裂解乙烯的現(xiàn)金成本在全世界的乙烯成本曲線中處于中間位置。未來越來越多的企業(yè)采取石腦油+液化氣混合進料來生產(chǎn)乙烯,從而優(yōu)化生產(chǎn)成本。
由于乙烯的倉儲、運輸要求較高,實際商品量少。當(dāng)前美國、中東的乙烯成本雖然低,但是很難直接沖擊中國市場,多是以衍生品如聚乙烯、苯乙烯、乙二醇等產(chǎn)品的形式出口(見圖9)。
3.4 煉化一體化以及國內(nèi)煉化產(chǎn)能的崛起
從q*范圍內(nèi),煉油、乙烯的石化裝置一般是分步進行,而一次性投資煉油和乙烯同步的裝置相對較少。在我國,參考浙江石化、盛虹石化的一次性投資,類似的裝置類型也是比較少見。
由于過去五年國內(nèi)新增煉化產(chǎn)能有限,加上2016年起煉油盈利良好,近期以民營企業(yè)為主導(dǎo)的新建煉化產(chǎn)能提上日程,主導(dǎo)未來的新增產(chǎn)能。從新增的產(chǎn)能規(guī)劃及產(chǎn)品來看,呈現(xiàn)以下特征:
煉油規(guī)模化,同時與傳統(tǒng)的石油、石化煉油廠以加工成品油為設(shè)計不同,新的規(guī)劃項目多是以芳烴、以及其他化工品綜合利用為主。
新建石化裝置的加氫能力強,副產(chǎn)品利用完善。
一體化能力強;不少項目同時配套乙烯,整體競爭力將會明顯得到提升(見表4、5)。
5. 煤化工技術(shù)進步與成本對比
5.1 煤化工技術(shù)國內(nèi)技術(shù)進步快
煤化工主要是通過煤碳?xì)饣?,轉(zhuǎn)化成合成氣(主要成分是氫氣、一氧化碳、二氧化碳等),再利用其中合成氣里的有效成分進行相應(yīng)反應(yīng),生成所需要的化工品。這相對于石油化工,對應(yīng)單位產(chǎn)值,煤化工所需要的投資遠(yuǎn)大于石油化工,同時煤化工耗水量大,碳排放較多。整體而言,在高油價時,煤化工具備競爭力。但目前的油價起伏不定,因此,煤化工市場及其對煤化工壓縮機的需求前景暫不明朗(見圖10)。
5.2 國內(nèi)煤化工已經(jīng)成為石油化工的有效補充
截至2017年11月,根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,中國已投產(chǎn)運行和試車成功的煤(甲醇)制烯烴裝置共28套,形成總計1205萬噸/年烯烴產(chǎn)能(未投入運行的MTP產(chǎn)能不計入)。2017年預(yù)計新增烯烴產(chǎn)能262萬噸/年。
預(yù)計,2017-2021年,中國預(yù)計新增1300萬噸/年CTO/MTO產(chǎn)能,2021年總產(chǎn)能將達到2500萬噸/年。其中,總計約1500萬噸/年煤(甲醇)制烯烴產(chǎn)能集中在中國西部地區(qū)(見表6)。
6.結(jié)論
在當(dāng)前油價背景下,乙烯盈利持續(xù)有望增強,周期性弱化;乙烯作為z*大宗的石油化工產(chǎn)品,上游的投資成本高,下游需求與經(jīng)濟增長息息相關(guān),整體的供需格局難以發(fā)生大的改變。相對而言,大型石化企業(yè)通過煉化一體化優(yōu)化,生產(chǎn)規(guī)模大型化,多元化原料成本選擇將會帶來超越行業(yè)的表現(xiàn)。
除乙烯的自身供需之外,未來影響乙烯生產(chǎn)的主要變量有:
?。?)原料的輕重,如凝析油代替石腦油;或夏季時期液化氣(丙烷、丁烷成分)的價格低,部分代替石腦油混合進料等。
?。?)裂解深度、乙烯/丙烯比的調(diào)整。
(3)烯烴轉(zhuǎn)化裝置OCU等。
(4)物料平衡mass-balance:如苯乙烯、乙二醇裝置的運行對裂解乙烯龍頭裝置的影響等。
?。?)副產(chǎn)品如丁二烯、碳五的經(jīng)濟性等。
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