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哪种生产工艺的环氧丙烷更具市场竞争力?

发布时间:

2023-09-06 09:36

根据调查,环氧丙烷严格意义上来说可以有三种生产工艺,分别是氯醇法、共氧化法(Halcon法)、过氧化氢直接氧化法(HPPO),目前主流的生产工艺为氯醇法和HPPO法。

氯醇法:该工艺使用丙烯和氯气为原料,采用氯醇化、皂化、精馏等工艺生产环氧丙烷的方法:

共氧化法:该工艺的原料为丙烯、乙苯和氧气,是乙苯和空气生产过氧化乙苯,再与丙烯发生环化反应,生产环氧丙烷和苯乙醇。

HPPO法:要反应过程为将甲醇、丙烯、过氧化氢以质量比4.2:1.3:1加入含沸石硅酸钛催化剂(TS-1)的反应器内进行反应。该工艺可使98%的双氧水发生转化,环氧丙烷选择性可达95%,未完全反应少量丙烯还可循环回反应器再利用,且该工艺生产的环氧丙烷是国内目前唯一允许出口的产品。

根据从2009年至2023年中旬的价格走势测算来看,过去14年中,中国氯醇法环氧丙烷生产利润波动存在以下规律:

第一,过去14年中国氯醇法环氧丙烷大部分时间处于盈利的状态,其中2021年盈利水平最大,达到8358元/吨,而2019年出现了亏损55元/吨的情况。

第二,氯醇法环氧丙烷的利润波动与环氧丙烷的价格波动存在一致性,其价格上涨带动利润也出现了明显的上涨。20221年因为疫情导致软跑聚醚消费量大幅增长,驱动了环氧丙烷价格的大幅上涨,从而创造了历史中最大的生产利润。

第三,丙烯与环氧丙烷的价格波动存在长周期的趋势性一致性,但是大部分时间波动幅度存在较大差距。可见,丙烯与环氧丙烷的价格影响因素存在差异,而丙烯价格又是对氯醇法环氧丙烷影响最大的因素之一。

图1 过去数年中国氯醇法环氧丙烷的利润变化(单位:元/吨)

 

 

根据从2009年至2023年中旬的价格走势测算来看,过去14年中,中国HPPO法环氧丙烷生产利润波动存在以下规律:

第一, 中国HPPO法环氧丙烷过去14年中大部分时间处于盈利的状态,极少数时间出现亏损,但是大部分时间的盈利水平不及氯醇法。

第二,也是因为环氧丙烷在2021年价格的大幅上涨,导致2021年HPPO法环氧丙烷利润达到历史峰值,最大值达到了6611元/吨,但是较氯醇法仍有近2000元/吨的差距。可见,HPPO法整体盈利水平不及氯醇法。

第三,采用50%的双氧水价格测算HPPO法利润,其中双氧水价格与丙烯、环氧丙烷的价格波动无明显相关性。可见,中国HPPO法环氧丙烷的利润受制于丙烯和高浓度双氧水的价格。

图2 过去数年中国HPPO法环氧丙烷的利润变化(单位:元/吨)

 

 

从过去14年中利润波动来看,中国氯醇法和HPPO法环氧丙烷的利润波动存在一致性,但是原料对其利润的影响存在明显的差异性。按照主要原料丙烯在两种不同生产工艺下的环氧丙烷历史成本占比中,可以看到以下规律:

第一,氯醇法中,丙烯对成本的占比平均达到67%,最高时间达到72%的占比,占比大部分时间超过半数。可见,丙烯对氯醇法环氧丙烷的成本影响权重最大,丙烯价格波动对其利润存在直接的影响。

第二,在HPPO法中,丙烯对其成本的影响平均值在61%,个别最高影响占比在68%,最低在55%,其丙烯的成本影响权重小于氯醇法。可见,在HPPO生产工艺中,其丙烯的价格波动对其成本虽是最大关键影响,但是不及氯醇法对其成本的影响力度。

第三,如果丙烯价格波动10%,其氯醇法成本影响超过HPPO法,也就是说,氯醇法对其丙烯价格波动的敏感性更高。

图3 过去数年丙烯占两种PO生产工艺的比重变化

 

 

对于两种生产工艺下的辅料原料对其成本的影响,对过去14年的历史成本占比影响,可以看到以下规律:

第一,液氯对氯醇法环氧丙烷的成本占比影响,在过去14年中的平均值为8%,影响小于10%的最低档位。也就是说,液氯对氯醇法环氧丙烷几乎无成本直接影响。

第二,高浓度双氧水对HPPO法环氧丙烷的成本影响,在过去14年中的平均值在25%,明显高于氯气对氯醇法的成本影响。双氧水价格的波动对其 HPPO法成本的影响仅次于丙烯,也是存在直接的影响。

第三,如果自身副产氯气,其氯气对氯醇法环氧丙烷的影响可以忽略;

第四,如果采用75%浓度的双氧水,其双氧水对HPPO法环氧丙烷的成本影响占比将会超过30%,成本影响继续快速提升。也就是说,HPPO法的环氧丙烷不仅受到原料丙烯的大幅波动,也受到双氧水价格的大幅波动影响,市场的影响因素更多,其利润的波动率也将越大,对其市场价格的影响也相应越大。

图4 过去数年次要原料占两种PO生产工艺的比重变化

 

 

未来环氧丙烷拟在建项目超过800万吨/年,是目前生产规模的1倍以上,新增项目中大多HPPO法为主,其次是乙苯共氧化法。所以丙烯、双氧水的价格对于环氧丙烷的成本影响比重将会增长,也相应带动环氧丙烷整体行业的成本影响。所以,如何降低原材料对其成本的影响权重,其中产业链一体化模式发展的企业,或将在未来更具有市场竞争力。

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