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一文说透各路线的烯烃生产成本差异

 化工平头哥 2021-05-14

对于中国原料多元化的发展史来说,平头哥觉得,近现代有几个重要的事件需要记清楚,2010年底中国第一套煤制烯烃装置(神华包头60万吨/年)投产,2013年11月12日14时中国第一套PDH(丙烷脱氢)装置(天津渤化60万吨/年)投产,2019年7月26日中国第一套轻烃裂解装置(江苏新浦110万吨/年轻烃综合利用)投产,2019年12月底中国最大单套乙烯装置(浙石化140万吨/年乙烯装置)投产。与此同时,未来仍有需要我们铭记的重大事件,2020年7-8月份中国第一套纯丙烷进料裂解装置(万华化学100万吨/年乙烯装置)即将开车投产,2020年将会开车中国第二套轻烃裂解装置。

中国裂解原料的多元化已经进入了快速发展的通道,而原料多元化带来的竞争力对比,是目前行业所争论的焦点,但是并未有人真正说清。本文平头哥将从几个角度,对比分析原料多元化带来的烯烃竞争力对比。

图1:不同路线的产业链结构 

乙烯方面,2013年,油头路线的乙烯产能占比高达95.4%,几乎垄断了国内乙烯的供给,预计到2020年,这一比例将降低到72.0%。CTO/MTO路线产能从4.6%增至22.9%。轻烃路线,2019年,新浦化学65万吨乙烯产能投产,标志着国内乙烯产能也将迎来轻质化,预计2020年,轻烃路线产能占比将达到5.1%。

图2:乙烯原料路线产能对比

丙烯方面,2013年,油头路线丙烯产能占比87.7%,2020年,这一比例将降至55.0%左右。同时CTO/MTO路线、轻烃路线产能占比将增至23.2%和21.7%。

图3:丙烯原料路线产能对比

轻烃路线,以乙烷裂解、丙烷脱氢为例,产品分别以目的产物乙烯、丙烯为主,副产氢气的比例也较高。石脑油或者轻烃裂解,产物则相对复杂。以石脑油裂解为例,产物除了乙烯、丙烯,还包含C4+及抽余油等副产品。对企业的产业链一体化配套能力要求较高。煤头路线,包括MTO和CTO,乙烯、丙烯收率较高,另外副产较多C4。

图4:不同裂解原料的产品分布(以质量分数计)%

成本结构方面,CTO和其他路线差异大,因其单位投资额巨大,固定成本占总成本比例非常高。CTO装置虽然盈利不及轻烃路线,但一旦建成生存能力会很强。

图5:不同路线烯烃在公用工程、人工和投资方面的差别

MTO路线原材料占比最高,高达86.3%。CTO路线原材料占比最低,仅为34.0%,考虑到西北地区CTO项目能耗基本通过燃煤来实现,实际上煤价影响成本比重可能在47.6%左右(煤价主要通过原材料和燃料动力来影响成本),但这仍然要低于其他几条路线原材料占比(原材料价格以2019H为基准)

图6:不同路线烯烃成本构成

图7:CTO成本占比明细

以2013-2019年10月数据,比较各路线完全成本:

1)乙烷裂解路线成本优势明显,且相对稳定。2013年以来,乙烷裂解路线成本基本稳定在3000-4000元/吨之间。2019年上半年,乙烷裂解成本仅3864元/吨,基本只有石脑油路线(在石脑油不考虑副产物抵消的前提下)的一半,比CTO路线还要低1500元/吨左右。显著的成本优势来自低原料成本,美国乙烷价格基本维持在20美分/加仑左右,仅在2018年秋季因短期因素上涨后恢复低位平稳。未来2年,随着美国页岩油气的产量增长有望继续维持成本低位。

2)CTO固定成本占比较高,亦较稳定。从2013年到现在,CTO路线成本基本稳定在4000-5000元/吨之间。高固定成本占比决定了其成本区间相对稳定,近年来仅随煤炭价格有小幅上升,未来有望趋于小幅回落。

3)受益于丙烷价格下跌,PDH已成为丙烯行业最经济的路线。尽管历史上PDH成本均值略高于CTO路线。但2018年四季度以来,丙烷价格持续下跌,PDH成本持续下降。2019年上半年,PDH成本比CTO成本还要低近300元/吨。

4)MTO盈利性相对最弱,且受甲醇价格影响明显。2015年以来,MTO路线成本一直高于其他路线成本。2019年上半年,MTO路线乙烯成本的6710元/吨,高于石脑油路线。

需要特别说明的是:假设1)所有副产品全部外销,不做进一步深加工;2)水、电、蒸汽价格不变;3)不同路线烯烃收率不变;4)不考虑仓储费用、库存对成本影响。5)石脑油、CTO、MTO路线成本使用单吨“乙烯+丙烯”平均成本。乙烷路线、PDH路线分别是乙烯成本、丙烯成本。(6)、由于石脑油裂解成本副产物较多,此成本计算在不考虑副产物抵消的前提下。

平头哥通过不同情况测算,当烯烃价格跌至MTO现金成本时,乙烷裂解仍然能够保持2000元/吨以上的利润,CTO也能保持1000元/吨以上的盈利;PDH大部分时间有盈利,平均在800元/吨;石脑油路线盈利微弱,平均盈利仅60元/吨左右。当烯烃价格跌至石脑油路线现金成本时,乙烷裂解仍能保有盈利1380元/吨;CTO和PDH有盈利但不多;MTO会明显亏损。

平头哥认为,乙烯进入弱势周期,在未来2年将保持相对弱势运行,预期开工率有望大幅下降,而丙烯作为相对生产中的副产品,开工率也将被动跟随下降。对于不同成本对比来说,MTO竞争力最弱,极有可能率先跌破成本出局,而MTO停车有望给市场带来丝丝暖气,但难改整体弱势。所以,平头哥认为,未来乙烷裂解将是所有烯烃生产中最具有竞争力的产业,其次是CTO、PDH,而在不考虑石脑油裂解的副产品带来的成本抵消前提下,石脑油生产的单纯乙烯成本将呈现微弱的状态。

本篇文章部分章节整合自东方证券《轻烃化工竞争优势分析》报告,其他数据和资料来源公开媒体,在此表示感谢。

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