pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)

1. PP生产工艺情况简介

当前我国聚丙烯的生产工艺主要有三种,有传统油制路径、煤化工(CTO/MTO)、丙烷脱氢法(PDH)。其中产能占比最大的是传统油制PP工艺,生产企业主要是中石油中石化厂家;产能扩张速度最快的是煤制PP工艺,生产厂家主要集中在西北富煤地区;丙烷脱氢制PP工艺,规模暂时较小,但由于投资规模小,利润较好,污染较小,受到各方青睐,发展迅速。

图1:聚丙烯不同生产工艺流程图

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(1)

数据来源:福能期货研究院

2. 各工艺成本分析

2.1 煤制工艺成本分析

MTO其实是甲醇(Methanol)制(To)烯烃(Olefin)的简写,重要的 C1 化工新工艺。CTO是指以煤合成的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,生产低碳烯烃的化工技术,包括“煤制甲醇”、“甲醇制烯烃”这两个部分。MTO与CTO两种工艺路径都是使用煤制备甲醇,甲醇制丙烯,再经过聚合制成聚丙烯。制甲醇的煤以无烟煤为主,生产工艺分别为DMTO、MTP。其中DMTO可以生成丙烯和乙烯,生产企业以神华包头30万吨、宁波福德能源40万吨为代表。MTP工艺主要生成丙烯,生产企业以大唐多伦46万吨、神华宁煤50万吨为代表。由于我国特殊的能源结构特点——煤炭资源相对富裕,这种以煤炭资源为原料的,非石油路线制取低碳烯烃的技术表现出了很大的优势。两种生产工艺成本构成如下:

CTO制PP成本=(2.5x动力煤价格 700)x 3 1200

MTO制PP成本=3 x甲醇价格 1000

2021年煤制PP受成本端影响较大,动力煤价格大幅上涨,但因PP处于煤化工价值链末端,价格变动幅远不及动力煤,因此利润空间被明显压缩,截止10月30日,煤制工艺的成本为13809元/吨,利润为-4386元/吨,亏损严重。

图2:煤制PP成本与利润走势

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(2)

图3:煤制PP成本季节性走势

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(3)

数据来源:wind,福能期货研究院

2.2 油制工艺成本分析

传统油制丙烯再聚合成聚丙烯,是原油蒸馏得到石脑油,石脑油通过蒸汽裂解装置产出丙烯和乙烯。国内丙烯生产企业以中石化、中石油为主,合资及地方企业也占相当比例。油制生产工艺成本构成如下:油制PP成本=石脑油生产成本x1.35 800

2021年国际原油供给整体呈现紧张趋势,价格持续上升。截止10月30日,PP油制工艺的成本为8630元/吨,利润为814元/吨;随着原油价格的上涨,PP油制工艺的成本也将不断上升,利润将进一步压缩。

图4:油制PP成本与利润走势

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(4)

图5:油制PP成本季节性走势

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(5)

数据来源:wind,福能期货研究院

2.3 PDH工艺成本分析

丙烷脱氢制丙烯(PDH)是丙烷在催化剂的作用下脱氢生成丙烯的工艺,是一种以丙烷替代各种馏分油为原料来集中生产丙烯的新型工艺。与油制丙烯相比,丙烷脱氢项目具有成本优势(投资较小),丙烯的收率高,能有效利用液化石油气资源等优点。因此,受不少企业追捧。参考现阶段市场情况,测试出PDH制PP成本构成如下:PDH制PP成本=1.5 x丙烷价格 1500。

2021年国际LPG供需偏紧,价格持续上涨,截止10月30日,PDH制PP为亏损状态,成本均价在9845元/吨,环比上月增长913元/吨,利润-400元/吨,环比上月下降-317元/吨。

图6:PDH制PP成本与利润走势

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(6)

图7:PDH制PP成本季节性走势

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(7)

数据来源:wind,福能期货研究院

3. 各生产工艺优劣势分析

煤制工艺方面,依托于廉价的煤炭资源,煤制烯烃成本相较油制偏低,但CTO加工费用高,煤制烯烃成本构成中固定成本占比达到60%,原材料占比仅在25%左右,因此煤制烯烃项目成本对原料价格变化不敏感。MTO方面,甲醇制烯烃竞争力偏弱,成本构成中原料结构占比在80%左右,甲醇价格常年居1800-3000元/吨浮动,多种路线途径对比中,成本一直居高,造成沿海地区通过外采甲醇生产聚烯烃的项目在盈利端存在较大困难。截止目前,CTO与MTO路径为所以工艺总亏损最严重的。

油制工艺方面,单套装置产能大,盈利能力强,但原油路线其成本及利润与原油价格密切相关,因此原油价格变动情况对于此路径成本变动至关重要,从产品毛利情况来看,随着原油价格连续触底,油制产品盈利情况较好,对比其他工艺是目前所有工艺中盈利情况最好的。

PDH工艺方面,丙烷脱氢的优势在于原料及产品单一,并且丙烯收率较高。丙烷脱氢工艺之所以在中国迅速发展,良好的盈利能力是最主要的原因。不过,有一个问题不可忽略,原料丙烷价格直接决定丙烷脱氢生产成本,因此影响巨大,丙烷需依赖进口,因此话语权难以掌握,今年受国际LPG价格的持续上涨,目前该工艺也处于亏损状态。

表1:聚丙烯不同生产工艺优缺点对比

工艺名称

原料

优点

缺点

油制工艺

原油/石脑油

盈利能力强,单套装置产能大

成本受原油价格影响严重

CTO/MTO

煤/甲醇

煤炭价格低廉,对原料价格变化不敏感

污染大,固定投资大,运输成本高

PDH

甲烷

装置流向简单,产物单一,丙烯收率高

丙烷供应依赖进口,不确定性大

数据来源:福能期货研究院

4.各生产工艺发展展望

2020年油制产能占比为52%,煤制的MTO与CTO产能共占比29%,PDH产能占比14%,外采丙烯占比5%。从历年产能变化情况及2021年新增产能计划可以看出油制产能一直居主导地位、煤制和PDH制产能近年来也不断增加,除此之外,新建炼化一体化项目也成为新增产能的重要一部分。受国家能耗双控政策的影响,预计污染严重的煤制CTO产能会有所较少,而PDH及油制炼化一体化项目,将成为下阶段PP投产的主要方向。

图8:2020年聚丙烯不同生产工艺产能占比

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(8)

图9:聚丙烯不同生产工艺历年产能情况

pp原材料生产过程(PP各生产工艺分析)(9)

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