中國丙烯PDH生產工藝、供需情況、主要下游產品、經濟性分析盈利空間分析[圖]

    一、丙烯生產工藝簡介

    丙烯化學式為C3H6，常溫下無色，微帶甜味。雖然結構簡單，但是一種重要的化工原料，且用途廣泛。丙烯是三大合成材料（塑料、合成橡膠和合成纖維）的基本原料，主要用于生產聚丙烯（71%）、環(huán)氧丙烷（7%）、丙烯腈（6%）、丙烯酸（4%）等，下游產品主要是包裝、汽車、家電。

    丙烯的主要工業(yè)生產方式有四種：傳統(tǒng)的石腦油裂解（蒸汽裂解）制丙烯；催化裂化制丙烯（FCC）；煤（經甲醇）制烯烴（CTO）；丙烷脫氫制丙烯（PDH）。

我國丙烯產業(yè)鏈

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    相關報告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國聚丙烯酰胺行業(yè)市場調查及發(fā)展趨勢研究報告》

    石腦油裂解即蒸汽裂解，以石腦油為原料，在高溫(750℃以上)和水蒸氣發(fā)生分子鏈斷裂和脫氫反應，獲得低分子烯烴，是傳統(tǒng)的丙烯生產技術。裂解的反應設備一般為管式加熱爐:原料和水蒸氣經預熱后加入熱爐爐管，高溫下發(fā)生裂解，通過急冷裝置和深冷分離裝置，獲得產品。但該工藝主產乙烯，丙烯是副產品（經典石腦油裂解乙烯/丙烯比為1:0.5），本身就存在丙烯不足的結構性不均衡。盡管降低裂解深度可增產丙烯，但是丙烯/乙烯比不宜超過0.65，否則會因總低碳烯烴收率下降而影響經濟性，近年來受到廉價乙烷的沖擊，石腦油裂解發(fā)展受到約束，相應技術丙烯產出量有所下滑。

圖42：石腦油裂解制備丙烯流程

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    催化裂化技術：重質油蒸汽霧化后送入反應器，與熱的再生催化劑接觸發(fā)生催化裂解反應，反應產物經分餾/吸收系統(tǒng)，實現(xiàn)分離、回收，是煉廠丙烯的主要生產方式。在催化裂化的過程中，通過調整工藝條件、原料等增產丙烯。FCC技術可較大幅度地提高丙烯產量，但大多數(shù)增產丙烯技術都以犧牲汽油和中間餾分油產量為代價，發(fā)展也受到制約。

    煤/甲醇制烯烴技術：煤制烯烴指以煤為原料合成甲醇，再通過甲醇生產低碳烯烴的化工技術。煤制烯烴包括煤氣化、合成氣凈化、甲醇合成及甲醇制烯烴四項核心技術，簡單來說可分為煤制甲醇、甲醇制烯烴兩個過程。煤/甲醇制烯烴是近年來逐步興起的丙烯制備新工藝，但其仍存在投資較高，較依賴水煤資源的問題。

煤/甲醇制備丙烯流程

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    丙烷脫氫技術：國內首套60萬噸/年的PDH裝置于2013年投產，并在2014-2016年取得爆發(fā)式增長，目前國內PDH總產能達511.5萬噸。蒸汽裂解和催化裂化長久以來一直是丙烯最主要的生產來源，近年來全球丙烯需求增長迅速，但傳統(tǒng)工藝生產的丙烯難以跟上需求快速增長的步伐，而隨著我國成品油消費結構由柴油消費為主轉向為以汽油消費為主，石腦油加工走汽油路線將逐步成為大勢所趨，蒸汽裂解原料供應將受到影響，而丙烷脫氫等新工藝的比重不斷增加，從2001年的不足3%上升到2017年的15.5%。目前,國外已開發(fā)成功的丙烷脫氫制丙烯技術主要有UOP公司的Oleflex工藝、魯姆斯公司的Catofin工藝、Snamprogetti公司的流化床(FBD)工藝和伍德公司改進的STAR工藝，國內廠家應用的主要是Oleflex工藝和Catofin工藝。

丙烷脫氫制備丙烯流程

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    二、全球丙烯供需情況分析：基本平衡，產能增長來自亞洲

    世界丙烯供需基本平衡，2018年世界丙烯產能約1.4億噸。2010-2017年，全球丙烯產能需求復合增速均為4%左右，全球丙烯處于弱平衡狀態(tài)。預計18年全球產能將達到1.4億噸，產能增速約為4.5%。2018年全球丙烯需求將達到1.10億噸，17、18年全球丙烯需求增速分別為3.9%、4.5%；裝置開工率繼續(xù)小幅回落，2018年丙烯裝置開工率約為78.3%。

    丙烯新增產能主要來自亞太。從地域上來看，亞太、北美、西歐一直以來是丙烯的主要生產和消費地，但近來亞太地區(qū)產能增速明顯快于北美及西歐。2017年，亞太地區(qū)已集中了全球52%的丙烯產能，而2010年這一數(shù)字僅為32.1%。2016-2017年全球丙烯產能增速約為4%，產能的增長主要來自亞洲：2017年全球丙烯產能增加了554萬噸/年，其中亞太增加432萬噸/年，中東增加了72萬噸/年，北美增加了54萬噸/年，其它地區(qū)丙烯產能的小幅下降。

世界丙烯產能變化情況

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2017世界丙烯產能分布

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    三、中國丙烯供需情況分析：供需穩(wěn)定，新項目以PDH為主

    國內丙烯供求相對平衡，2018預計丙烯產能達到3870萬噸。國內丙烯產能從2009年的約1600萬噸增至2017年的約3500萬噸，年復合增速12.5%；產量從2009年的約1265萬噸增至2017年的約2850萬噸，年復合增速11.5%，開工率由2013年的70%逐步回升至2017年的79%；表觀需求量從2009年的約1400萬噸增至2017年的約3140萬噸，年復合增速11.1%。丙烷供需較為平衡，然而丙烯市場仍存在一定的缺口：2017年我國丙烯凈進口量約310萬噸，丙烯對外依存度為10.23%，下游衍生品丙烯當量缺口約920萬噸。2017年擴產速度趨緩，新增產能僅171萬噸，增速僅有4.7%，而產量增幅明顯，整體開工率回升至83%。2017-2018年中國丙烯產能增長586萬噸/年，2018年底將達到3870萬噸/年，需求保持相對平穩(wěn)，2018年中國丙烯表觀需求為3527萬噸

國內丙烯產能產量及開工情況

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國內丙烯供需情況

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    2017-2018年中國烯烴擴能仍主要依賴煤化工和PDH路線。石化原料多元化是國家石化政策重點推進方向。截止2017年底，中國石油基路線丙烯占丙烯總產能的59.1%；煤化工路線丙烯產能占比由2013年10.8%提升到了25.6%;丙烷脫氫路線丙烯產能由2013年3.3%提升到了2017年的15.3%。2017年我國新增丙烯產能328萬噸，2018年預計新增產能286萬噸。

2017中國烯烴新建項目

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2018中國烯烴新建項目

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    四、聚丙烯是丙烯主要下游產品

2010年丙烯下游消費結構

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2017年丙烯下游消費結構

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    聚丙烯是丙烯最大的下游產品。丙烯消費下游構成較為穩(wěn)定，聚丙烯是最主要的丙烯下游產品。2010年全球丙烯產品中約64%的產品用于生產聚丙烯，到2017年全球

丙烯產品中，聚丙烯的消費比例達到了65.4%，比例仍在不斷提高。

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    2018年全球聚丙烯需求增速加快，開工率提高：2018年全球聚丙烯需求為7339萬噸，同比增長4.7%，增速較2017年提高0.7個百分點，由于能力增長低于需求增長，開工率有所提高。2010-2017年間，全球聚丙烯供應復合增速為4%，需求復合增速約4.5%，2017年全球聚丙烯開工率達到88.5%。

全球聚丙烯開工率提高

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2017全球聚丙烯產能分布

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    我國內聚丙烯產能消費穩(wěn)步上漲。2010-2017我國聚丙烯產能復合增長率為10.2%，需求增長為7.8%，產能增長高于需求，然而2017年我國聚丙烯產量和需求仍有約450萬噸缺口。2017我國丙烯酸消費增速10.2%，需求增長迅速，而同期產能增速有所放緩為5.3%。預計2018年全國聚丙烯產能為2573萬噸/年，產量為1960萬噸，國內聚丙烯進口量在400萬噸，需求為2580萬噸。

我國聚丙烯供需狀況

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    我國內聚丙烯自給率逐步上升。2010-2017我國聚丙烯復合開工率增長為0.4%，開工率基本保持在80%左右，2017我國聚丙烯開工率有所提升至82.1%。聚丙烯自給率穩(wěn)步上升，2010-2017我國聚丙烯自給率復合增速2.6%，2017年我國聚丙烯自給率達到81%。隨著下游消費的提升和我國聚丙烯技術的改良，聚丙烯缺口尤其是高質量聚丙烯缺口將逐步縮小。

我國聚丙烯開工及自給情況

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    五、PDH經濟性分析

    丙烷脫氫的生產成本包含丙烷原料成本（每噸丙烯產出約消耗丙烷1.2噸）、催化劑和化學品、副產品價值、公共工程、固定成本和折舊。其中丙烷原料成本占到總生產成本的大頭，如下圖所示，采用進口丙烷作為原料的丙烷脫氫裝置的生產成本結構如圖，丙烷原料遠遠大于其他成本項。如果將副產品價值排除在外，丙烷約占總成本結構的78%。

    PDH裝置的主要成本來自原材料。根據(jù)測算，在丙烯生產中原材料成本占比約80%，原料丙烷的價格是決定成本優(yōu)勢的核心因素。而丙烷是液化石油氣（LPG，主要為丙烷和丁烷的混合物）的主要成分，丙烷價格與LPG價格變化保持一致，因此，LPG價格及其走勢間接成為PDH工藝成本優(yōu)勢及其可持續(xù)性的核心問題。

原材料在丙烯生產中占比約80%

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PDH裝置規(guī)模和收益正相關

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    45萬噸以上的PDH裝置有較強經濟型和抗風險能力。丙烯–丙烷價格差是影響PDH裝置經濟性的決定性因素，而PDH裝置經濟性對生產規(guī)模和公用工程價格變化的敏感性較弱。從近年價格走勢來看，不同規(guī)模的PDH裝置在較寬價差范圍內均能體現(xiàn)出較好的經濟性，但是規(guī)模大于45萬噸/年的PDH裝置對抗經濟性風險的能力顯著優(yōu)于較小規(guī)模的PDH裝置。

    從PDH裝置整體的經濟效益達到最優(yōu)長期來看，丙烷脫氫技術有廣闊的發(fā)展空間。主要邏輯有三：油價大概率迎來溫和復蘇，石化行業(yè)盈利水平向好；國內丙烯供不應求，價格存在底部支撐；PDH技術主要成本在于原料丙烷，丙烷為LPG主要成分，美國頁巖油革命帶來NGL爆發(fā)式增長，使全球LPG供需格局趨于改善，目前LPG供應增長快于需求，構筑丙烷價格天花板，疊加天然氣對LPG的替代及比價效應，LPG價格長期或將低位徘徊，PDH技術成本優(yōu)勢明顯。

國內主要丙烷脫氫生產企業(yè)產能統(tǒng)計

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