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2012年至2019年韩国FOB丙烯价格走势图 今年以来，丙烯的市场表现好于乙烯。 相对于乙烯，丙烯的价格影响因素更加复杂，一方面供应受裂解乙烯原料的结构变化、炼厂开工率、丙烷脱氢PDH的影响等；另一方面从下游应用来说，聚丙烯虽然占丙烯的需求60%以上，但丙烯的需求更加分散，终端应用也更广泛。 由于丙烯的主要供应是来自于炼厂催化裂化FCC、裂解乙烯副产等，不同的工艺路线对应的成本也不同。 对于on-purpose工艺，如丙烷脱氢，可以直接以丙烯-丙烷价差来衡量产品盈利。从生产成本的角度，理论上FCC路线较少分摊炼油装置的折旧，成本相对较低；而PDH、裂解乙烯路线、MTO路线等需要衡量原料之间的成本，操作费用等。 丙烯产业链流程图 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。 目前全球丙烯产能超1.4亿吨，需求约1.1亿吨，其中中国的需求约占全球的30%。目前裂解乙烯副产（以石脑油为主）仍是丙烯最主要的供应来源，约占45%；其次为炼厂FCC装置，约占30%；丙烷脱氢约占丙烯供应的10%以上，但预计占比将逐渐升。 全球丙烯产能分布图 依据纯度，丙烯分为炼厂级RG（纯度：65-80%）、化学级CG（纯度：94-97%）、聚合级PG（纯度99%以上）。 炼厂级丙烯一般很少直接使用，海外相对多用于烷基化，国内一般是经过分离提纯至化学级和聚合级，其中，化学级可用于生产溶剂、化工中间产品等；聚合级用于生产聚丙烯PP。 丙烯单体的运输虽然易于乙烯，但仍存在较大的运输瓶颈，需要通过加压或冷冻的形式运输。 远洋丙烯运输多是冷冻船，相对吨位较大；而近洋运输可以为压力船，比液化气的压力等级略高。丙烯在我国国内也有较大的汽车运输市场，主要是通过液化气槽车在压力情况下以液体形式运输。 历史上，丙烯的价格走势与乙烯价格有较强相关性，但近年来出现景气周期与乙烯相反的情况。 乙烯、丙烯的下游应用中有超60%是聚乙烯、聚丙烯，二者在塑料改性应用中有一定的重叠性，价格低时需求增速相对较高。丙烯的下游消费属性相对较强，如聚丙烯在食品包装、无纺布等应用的可替代性较弱；环氧丙烷在表面活性剂、润湿剂、日化等领域的精细化工应用潜力较大。 从丙烯的供应来说，一种为传统的工艺路线，包括蒸汽裂解、炼厂催化裂化FCC分离、重度催化裂解DCC等；另外为On-Purpose的工艺，包括丙烷脱氢PDH、烯烃歧化、MTP等。 全球丙烯生产路线 国内丙烯生产路线 （1）裂解乙烯副产 蒸汽热裂解乙烯的原料包括石脑油、乙烷、乙烷/丙烷、丙烷、混合原料、丁烷、LPG、炼厂干气、柴油等。 裂解乙烯工艺中的乙烯收率与操作参数有一定的关系，但是更主要的是与原料特性有关，从多产乙烯、丙烯的角度，烷烃>环烷烃>单环芳烃>多环芳烃。 从乙烷到柴油，相对分子量越大，乙烯、丙烯的收率越低。乙烷作为原料的双烯（乙烯+丙烯）收率在80%左右，丙烷为原料约为60%，石脑油为原料约为45%。 蒸汽裂解产业链流程图 一般情况下，以石脑油为原料的裂解乙烯生产路线，对应的乙烯收率约为31%，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%。一套世界级的裂解乙烯装置一般有多台裂解炉，包括循环乙烷裂解炉、轻质原料裂解炉、重质原料裂解炉等，以适应原料的多样化，因此丙烯的产量变动较大。 （2）炼油厂副产 炼厂丙烯主要来自催化裂化（FCC）、减粘/热裂化和焦化等三类装置，其中FCC丙烯约占炼厂丙烯的97%,，是丙烯的第二大来源。 催化裂化是炼油厂生产汽油的主要装置之一，常用的催化裂化技术可以分为两类，一类是催化裂化多产汽油，降低烯烃技术如：MIP、MIP-CGP、FDFCC、MGD等；另一类是催化裂化多产低烯烃技术，包括DCC、CPP、MIO、MGG、ARGG等。 常规的催化裂化中丙烯收率约4%，乙烯收率小于1%，混合丁烯收率10%，汽油收率约58%；重度催化裂解DCC技术是以最大化丙烯生产为目标，丙烯收率可达20%以上。 （3）丙烷脱氢PDH PDH是On-purpose的工艺，一般生产一吨丙烯需要1.2吨丙烷，少量副产氢气，是近年来快速发展并成为丙烯供应有效补充的工艺路线。 丙烷脱氢是强吸热反应，提高温度和降低压力有利于脱氢反应的进行以提高收率，商业化的反应温度在500-680度范围内，压力在负压和微正压之间。由于是高温反应，副产一些轻烃和重烃；而热分解在催化剂上容易结焦，降低反应活性，因此需要频繁的催化剂再生和复杂的反应器设计。 目前成熟的应用技术包括UOP的Oleflex工艺、Lummus的Catofin工艺、以及Uhde的STAR工艺等。工艺的主要区别在于催化剂、反应器设计和催化剂的再生方法。 PDH产业链流程图 （4）烯烃岐化 烯烃歧化是以乙烯和2-丁烯为原料反应生成丙烯的过程，较为成熟的技术主要有Lummus公司的OCT工艺和IFP公司的Meta-4工艺。 OCT工艺需要对碳四原料要求严格，丁二烯、异丁烯以及极性物质如硫、醚、醇、水等含量过高，会导致催化剂活性降低。 （5）甲醇制烯烃MTO、煤制烯烃CTO 以甲醇为原料，或煤经过甲醇；其中乙烯/丙烯收率比可在0.77-1.33间调节；也有以鲁奇公司为代表的MTP专门生产丙烯的工艺。 典型的MTO装置分为甲醇转化和轻烯烃回收两部分，甲醇转化包括：反应-再生单元、进料汽化和产品急冷单元；轻烃回收包括：产品气压缩及碱洗、冷分离、热分离、丙烯制冷和烯烃催化裂解（OCC）单元。 MTO的产品气中包含一定量的碳四、碳五烯烃类，需要将此部分烃类进一步转化。MTP与MTO相比在于催化剂的选择性，由于反应的单程丙烯选择性不高，反应器出口还有大量的乙烯、碳四和碳五等，需要将这些物料返回反应单元，因而会大幅增加装置的投资和能耗。 甲醇制烯烃产业链流程图 （6）其余生产路线：Superflex、ACO、CPP、OCC、OTC等。 （1）裂解乙烯副产 乙烯的原料大体上可以分为气体原料和液体原料；气体原料包括乙烷、丙烷、丁烷、饱和液化气和炼厂气等；液体原料包括凝析油、轻烃、石脑油、常压瓦斯油（AGO）、减压蜡油（VGO）、加氢尾油（HVGO）、加氢焦化石脑油、芳烃抽余油等。 裂解乙烯装置对于丙烯的影响较为复杂，从全球的角度，乙烯装置趋于原料的轻质化，如果以乙烷为原料基本上很少有丙烯产出。中东在历史上由于配额制的乙烷供应，乙烯装置原料以乙烷为主；但是由于新开发油田较少与气相关，新增乙烷供应不足，中东地区的新的大型乙烯装置多是混合裂解LPG、凝析油、石脑油等。美国在页岩气革命带来大量乙烷供应后，原有以石脑油路线的装置进行改造，均以乙烷加工为主。 国内新投产的炼化一体化对于乙烯原料来源进行优化，增加了乙烷、丙烷、LPG等原料的裂解比例，对应的丙烯产出也会减少。 未来，东北亚地区外购乙烷进行裂解将会成为新的商业模式，需要考虑到乙烷的供应稳定，乙烷与丙烷、丁烷（或LPG）等轻烃之间的切换等因素；同时近期丙烯、丁二烯的价格明显好于乙烯，也会影响到装置的总体经济效益评价。石脑油与丙烷或液化气的价格趋同性较强，如果液化气的价格低于石脑油超过50美金/吨以上，很多裂解乙烯厂采用液化气部分替代石脑油进行混合进料。 （2）炼油厂催化裂化FCC 相对于历史上丙烯的最主要供应路线来自于石脑油裂解乙烯副产，未来丙烯的新增供应主要是来自于炼油FCC副产，以及丙烷脱氢。因为较少分摊折旧、摊销，FCC路线的丙烯整体上为成本较低的丙烯生产路线。 炼厂的产出以成品油为主，每家炼厂加工的油种以及对应的加工工艺设计不同，对于丙烯的产量影响也不同。炼厂中丙烯收率的影响因素包括：原油的种类影响、催化裂化工艺影响（催化剂）、加氢裂化的影响、成品油需求对炼厂开工率的影响等。比如恒力石化位于大连的2000万吨/年炼油项目中，并没有设置FCC，而是通过加氢裂化的手段将渣油进行充分转化；项目炼油部分不产丙烯，但专门配置混合脱氢装置进行丙烯的on-purpose生产。 （3）丙烷脱氢PDH 根据我们不完全统计，至目前全球共有丙烷脱氢装置33套，合计产能1413万吨/年；其中中国有15套装置，合计产能706万吨/年。 美国虽然是丙烷脱氢的主要专利供应商，且为丙烷主要产地，但美国仅三套丙烷脱氢装置。丙烷脱氢虽然流程简单，但是建设中的装置施工难度大，运行操作要求高等特点，海外PDH装置的运行优势不大。目前丙烷脱氢工艺相对于石脑油裂解装置仍有成本优势，但仍需要考虑丙烷原料的来源。一般而言，国内炼厂的丙烷一般自用为主，可作为液化气销售，或为裂解乙烯原料。 国内大多数独立的PDH生产商仍需大量进口丙烷，丙烷的主要来源地为中东和北美，中东属于油田伴生气，未来新增的产量有限；而北美来自于页岩气开发过程中的副产湿气，随着分离增加、管道配套、出口能力增加等，预计仍有大量的新增供应。需要关注的是美国的天然气出口，如LNG出口顺畅，则页岩气产量或NGL分离持续增加。此外，丙烷作为液化气用途的季节性明显，通常冬天价格相对较高，夏天价格较低。 （4）煤化工路线 一般把煤制烯烃（CTO）及甲醇制烯烃（MTO）归类于煤化工。我国CTO/MTO自2014年以来得到快速发展，目前已经占我国乙烯产能的约22%。 需要关注原料来源与规格、水资源的消耗、装置能耗、催化剂消耗、产品的水处理、C4烯烃处理、二甲醚脱除等因素。CTO一般多是重资产，建在煤炭的资源地。MTO以外购甲醇为主，多是在沿海港口地区，需要考虑外购甲醇与下游烯烃的经济性之间平衡。 （5）烯烃岐化 烯烃歧化是在炼厂或者乙烯厂对于传统生产路线的补充。因为对2-丁烯的纯度要求，很多工厂对于混合碳四进行选择性加氢。烯烃歧化的经济可行性取决于乙烯、丙烯和丁烯的相对价值。当丙烯值相对于乙烯值较高，而丁烯的替代值相对较低时，这种技术更有吸引力。 |
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