180万吨/年PDH装置正式投产,投资PDH还具潜力吗?

财富   2024-12-09 16:02   上海  

12月4日,金能科技在投资者互动平台表示,公司青岛新材料与氢能源综合利用项目中丙烯、高性能聚丙烯、绿色炭黑、60万方洞库及其他公辅装置等已全部建成投产,现公司已形成丙烷脱氢制丙烯180万吨/年、聚丙烯135万吨/年、炭黑48万吨/年的生产格局。副产氢气约7.1万吨/年,目前公司内部使用。

据青岛西海岸报消息,项目一期已于2021年9月投产;二期于2022年2月开工,原计划2023年年底建成投产,二期项目建成投用后,将成为全球最大的丙烷脱氢制造基地

金能新材料与氢能源综合利用项目

据了解,该项目总投资203亿元。该项目主要建设高性能聚丙烯、丙烯腈联产MMA和清洁氢能源综合利用三大板块,建设90万吨/年丙烷脱氢与86万吨/年绿色炭黑循环利用项目、245万吨/年高性能聚丙烯项目、90万吨/年丙烷脱氢联产26万吨/年丙烯腈及10万吨/年MMA项目及原料仓储工程。
项目采用目前国际上最先进的美国Lummus和意大利basell的生产工艺和技术,具有绿色低碳、循环智能的特点,其中丙烷脱氢和聚丙烯设计单体装置将创全球技术、规模之最。
加速布局丙烯全产业链
“从上游原材料丙烯到下游的高性能聚丙烯产品,一期、二期项目的建设使金能化学完成了丙烯产业链的初步布局。”金能化学工程部部长张再宾介绍,金能化学计划沿着丙烯产业链继续向下游拓展,三期项目将建设年产85万吨环保新材料项目,规划了丙烯酸、BA、NPG、SAP等环保新材料产品。另外,三期项目还将以正丁烷为原料生产PBAT、PBS等可降解塑料,扩展新的C4产业链,助力新区高端化工新兴产业增量崛起。
打造绿色化工标杆企业
近年来,金能化学在加速布局丙烯全产业链的同时向绿而行,不断构建和完善循环体系,推动节能降排减耗,打造绿色化工新标杆。
以丙烷脱氢装置为例,该装置产生的富氢尾气通过管道输送至炭黑生产装置,可作为炭黑反应炉燃料;炭黑产生的尾气送至尾气锅炉生产高温高压蒸汽,输送至丙烷脱氢装置作为压缩机驱动动力,余热余压还能继续转化为电能,供装置使用。
在原料储存方面,金能化学在厂区地下150米深处建设了一座60万立方米容量的丙烷洞库。丙烷通过大型船舶在董家口码头靠卸,通过专用化工管道直接输送到洞库,避免了传统槽车运输装卸中的安全风险和能耗成本。
未来,金能还将同步利用邻近的沐官岛周边棋子湾海域滩涂,建设海上光伏发电,为新材料高端化工提供清洁能源替代,节约能耗指标,减少二氧化碳和污染物排放,形成“C3+C4+光伏+氢气”绿色低碳高端化工产业链,助力青岛高端化工产业向世界一流水平迈进。
PDH路线迎来投产高峰期
近年来,我国的丙烯消费保持着稳步的高速增长,由此再次引发了丙烯扩能热潮,自2019年以来新增规模接连攀升,预计2024年丙烯新增产能635万吨/年,虽然新增规模较2023有所回落,但仍处于较高水平。随着前期规划的大型炼化一体化项目陆续建成投产,2024年传统丙烯路线投放规模有所回落,预计仅有裕龙石化石脑油和炼油丙烯共计160万吨/年产能投产。值得一提的是PDH路线迎来投产高峰期,截至2023年底共建成34套PDH装置,合计产能约1818万吨/年。预计2024年将有东华能源茂名二期60万吨/年等共计475万吨/年产能落地。从2024年的丙烯新增产能路线结构看,炼油和石脑油丙烯传统路线与PDH路线分别占25%、75%。


2024年5月12日,中景石化二期全球最大单套年产100万吨丙烷脱氢(PDH)项目正式投产;

5月15日,淄博齐翔腾达丙烷脱氢技术改造项目申报备案;

5月29日,河北海伟兰航化工有限公司“100万吨/年丙烷脱氢项目"环境影响评价公众参与第一次公示;

新浦化学80万吨丙烷脱氢项目计划于2025年12月投料试车。

2024年我国丙烯消费增速略有提升期
丙烯的扩能增速远超消费增速,丙烯自给率逐年提升。2024年丙烯产能将达7044万吨/年,国内丙烯产能超过丙烯消费的态势进一步扩大。随着丙烯供应大幅增加,供应侧压力进一步加大,2024年市场竞争将异常激烈。
2024年丙烯当量消费增长速度预计为5.7%,丙烯当量消费增长的动力主要来自于下游聚丙烯、环氧丙烷。近两年,外卖、汽车等行业发展增速下移,聚丙烯在丙烯消费的结构占比有所回落。受冷链运输行业的蓬勃发展,以及家电行业发展有所回暖影响,环氧丙烷、丙烯腈的消费占比持续上升,2024年分别达到7.8%和6.0%,聚丙烯、环氧丙烷、丙烯腈、丙酮成为拉动丙烯消费增速回升的主动力。2024年,聚丙烯消费增速将达4.6%;环氧丙烷消费增速约16%,成为丙烯下游增速较快的产品之一;丙烯腈受ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等需求增加拉动,增速14%;丙酮增速为20%;丁辛醇、丙烯酸消费增长缓慢,增速略有提升或持平。
聚丙烯:
随着我国经济转向高质量发展阶段,未来人们生活水平逐步提高,国内自主聚丙烯生产技术进一步突破,聚丙烯的应用领域将不断拓展,但房地产等传统行业投资增速下滑拖累聚丙烯消费增长。预计2024年聚丙烯消费增速4.6%左右,处于低位运行,全年消费约为3849万吨。
环氧丙烷:
下游主要产品有聚醚多元醇、丙二醇甲醚及碳酸二甲酯、丙二醇醚等。聚醚多元醇是环氧丙烷最主要的下游产品,是合成聚氨酯的核心原料。国内聚氨酯硬泡主要消费集中于制冷和建筑行业,聚氨酯软泡作为垫材、吸音材料和消震材料等应用于家电、汽车、家具等领域。2024年除汽车、冰箱等下游产业缓慢增长外,作为节能减排的保温材料及国内生鲜冷链物流的兴起为硬泡聚醚提供许多新的机会和市场。届时,预计国内环氧丙烷消费536万吨,表观消费增速将达16.6%。
丙烯腈:
下游消费大体处于ABS、腈纶、丙烯酸酰胺“三分天下”局面,其余约10%用于丁腈橡胶、聚醚多元醇、己二腈及农药中间体等领域。2023年,丙烯腈消费289万吨,比上年增长9.0%。
2024年丙烯腈产能扩展步伐加快,产能增至477万吨/年,上年新增产能释放叠加当年新增,国内丙烯腈供应进一步宽裕。
从下游需求看,2024年ABS树脂新增产能虽然减少,但叠加上年产能释放,ABS仍然是拉动丙烯腈消费的主动力。国内腈纶行业近年来呈现饱和态势,发展非常缓慢。随着环保理念愈加深入,丙烯酰胺产品在水处理相关行业迎来发展契机。预计2024年丙烯腈消费329万吨,增速恢复至14%。
丙酮:
2023年丙酮新增产能116万吨/年,产能达384万吨/年,全年国内丙酮消费294万吨。2024年丙酮新增产能25万吨/年,需求同时快速增长。我国丙酮主要用作溶剂、MMA、双酚A和医药。随着环保要求强化,溶剂型涂料比重将下降,未来我国丙酮消费结构中溶剂仍占有相当大的比例,但占比逐步下降。受聚碳酸酯和环氧树脂业发展较快、丙酮氰醇法工艺的MMA新增较多、医药需求稳步增加影响,2024年我国丙酮需求量为354万吨,比上年增长20%。
丁辛醇:
从下游消费看,丙烯酸丁酯水性乳液成为主流,2023年受房地产投资放缓、汽车行业低迷、快递业增速较快等影响,需求仍处于低速发展;邻苯二甲酸二丁酯类增塑剂因具毒性使用量继续下降。
丙烯酸及酯:
下游消费主要集中在丙烯酸酯和高分子吸水树脂(SAP)。房地产仍是拉动中国丙烯酸酯消费的主动力,丙烯酸消费与房地产高度相关,其他应用领域还有快递业、汽车、电子行业等。预计2024年房地产投资和汽车行业低迷,快递行业增速放缓,丙烯酸酯消费低迷。随着国内人均收入水平的提高、消费升级、社会老龄化、生育政策放开,SAP市场需求逐步扩大。预计2024年丙烯酸及酯消费分别为290万吨、289万吨,增速分别为1.0%和1.8%。



丙烷市场简介















丙烷需求将进一步提升

丙烷的用途主要分做燃料和化学用两大类,近70%作为燃料使用。得益于燃料清洁化带动,全球丙烷消费呈逐年上升趋势;此外化学用PDH装置领域丙烷消费相比燃料需求增速较快,占比从2010年2.3%增至2023年的12%。预计2025年前全球PDH装置投产规模达996万吨/年;PDH用丙烷需求量继续大幅提升,2025年PDH用丙烷占比增至15.9%,2030年进一步增长至17.7%。2023年全球丙烷消费结构见图1。
丙烷贸易呈扩大趋势

全球的丙烷资源主要来自北美和中东地区,这两个区域出口的丙烷占全球贸易量的88%。2010年之前全球丙烷贸易不到4000万吨。由于页岩油气资源开始在美国开发,从2012年开始迅速增长,2017年美国超过中东成为全球最大的净出口国。预计未来美国净出口量仍将保持增长,到2030年增幅将达1000万吨左右。中东增长相对缓慢,到2030年增幅不到400万吨。从丙烷进口区域来看,中国、印巴、欧洲、日本、韩国为主要丙烷进口国家及地区;其中中国和印巴是丙烷进口增幅最快的国家,到2030年,中国较2023年新增丙烷净进口量800多万吨,印巴地区则为200多万吨。

丙烷价格高位运行

丙烷消费目前仍以燃料为主,价格主要按照热值定价,季节性波动很强。又因北美乙烷过于廉价,以2023年为例,乙烷北美离岸年均价低于丙烷300多美元/吨,以乙烷为原料生产烯烃的经济性显著高于丙烷和石脑油。北美新增与存量裂解装置均大量切换乙烷进料,将开采出的丙烷向外倾销,投资回报率差异导致丙烷化工需求被挤出。从全球来看,除中国外,海外PDH项目非常少。受天然气价格上涨及中国大量PDH装置投产的带动,丙烷价格近两年显著提升。预计未来两年丙烷价格仍将保持中高位震荡。丙烷价格走势分析见图2。












PDH装置迎来一轮爆发式增长














全球PDH产能现状及预测

截止2023年底,全球PDH装置产能共2755万吨/年,占丙烯总能力的11%左右。其中东北亚占69%,主要来自中国、韩国;东南亚约占4%,主要来自泰国、马来西亚、越南;北美占12%;中东占8%;西欧、独联体合计占比15%。全球PDH装置产能见表1。
表1 全球PDH装置产能(万吨/年)
未来除中国外,仅有Advanced Polyolefins Company的一套84万吨/年PDH装置在2025年投产。

国内PDH产能现状及预测

2013年中国第一套PDH装置(天津渤化)投产,得益于丙烯下游消费的高速增长以及下游产品生产技术不断突破,对丙烯原料需求日益增加,专产丙烯的PDH装置受到投资者青睐,2014-2016年经历了第一轮扩能高峰期,至2016年产能增至481万吨/年。产能停止增长,消化供应存量2年后,2019年又开启了第二轮PDH建设热潮。截止2023年底,中国PDH装置产能共1752万吨/年。已建成的PDH装置原料丙烷绝大多数来自中东和美国,只有少量装置,如浙江石化的PDH原料来自炼厂轻烃整合资源。
PDH产能发展初期,丙烯下游企业如浙江卫星、天津渤化等为保障稳定的丙烯原料来源,向上游发展,补齐C3产业链。近期PDH装置的规划建设多数为C3全产业链的配套一体化建设。中国PDH装置分企业产能见表2。
表2中国PDH 装置分企业产能(万吨/年)
随着宁波台塑2024年新增PDH产能释放,PDH工艺跃居丙烯生产工艺首位。叠加万景石化拟建90万吨/年PDH装置,以及福建永荣新材料、浙江卫星能源有限公司的PDH装置投产计划,将使竞争本就激烈的丙烯市场逐步进入过剩阶段,PDH工艺面临较大压力。但因为产业链条较短,开停车较为方便,再加上原料环保以及轻质化,PDH装置受到的监管也较少等有利因素,仍有众多的PDH意向计划。
根据目前网上已公布的信息,未来还有超过20套PDH装置存有投产计划,产能在华东、山东、东北、华中及华南均有分布。据统计到2028年底,国内PDH产能预计将达到3512.5万吨,在丙烯总产能中的占比预计将达到37%左右。中国PDH装置主要未来新增产能见表3。
表3 中国 PDH 装置未来新增产能(万吨/年)












未来丙烯消费增速低位运行













全球丙烯产业发展现状及预测

自2015年以来,受亚洲等发展中国家及地区丙烯需求高速增长的带动下,全球扩能节奏与亚洲等发展中国家几乎一致。世界丙烯产能经历2015-2016年快速扩张、2017年短暂放缓后再加速,2021-2022年新增产能接连创历史新高,预计2023年全球丙烯新增再创新高。2016-2020年,全球丙烯新增产能近2500万吨/年,较2011-2015新增产能增加近40%;2021-2023年新增产能依然强劲,超1900万吨/年,全球丙烯产能扩张规模空前。从全球原料结构可看出,近几年由于PDH装置的大规模投产,炼油丙烯、石脑油裂解丙烯占比下降明显;PDH路线占比则从2015年的6.7%提升至2023年的11%。从区域发展来看,随着大型炼化、PDH和煤化工项目的陆续投产,东北亚地区丙烯原料更为丰富;北美地区乙烯原料轻质化,大量乙烷裂解装置投产,而C3利润小于C2,利润差约150~200美元/吨,石脑油原料和PDH路线的丙烯新增较少;中东虽然轻烃资源富裕,但石脑油裂解路线仍为地区内的占比最大的生产路线。
未来五年,全球新增丙烯产能仍集中在东北亚地区,扩能速度将有所放缓;全球丙烯消费增速仍在3%~4%区间低位运行。

中国丙烯产业发展现状及预测

近几年,在中国丙烯及下游市场高需求增速驱动下,企业竞相投资丙烯产业链,自2018年起再次掀起一轮新扩能高潮,本轮扩能规模创历史新高。从装置结构占比来看,2018-2023年PDH由14%提高至27%左右;而炼油和石脑油传统路线占比由61%下降到55%左右;MTO、CTO由于成本原因2021年后投产项目相继推迟或退出,导致其占比有所下降。
2016-2020年,国内丙烯消费年均增速约8.5%,同比略高0.8个百分点,仍高于同期GDP年均增速,处于高速增长期;2021-2023年,受下游消费低迷等因素影响,丙烯消费增速低位运行。
丙烯下游需求以聚丙烯为主,近几年聚丙烯对丙烯需求占比呈上升之势,2020年超过70%,至2023年依然维持70%高占比。2016-2020年,下游聚丙烯新建装置大规模投产,净增产能超过1900万吨/年。经分析,丙烯消费增长的主要原因是终端消费拉动,这也较大刺激了丙烯下游产品需求增长。一是聚丙烯价格处于十年来低位,催生部分替代需求,如对木制、金属制、玻璃制品的替代;同时环保标准的提高,旧料生产成本上升,中国禁止进口废旧塑料的政策红利驱动下,新料消费大幅提升。二是近几年,餐饮外卖市场规模以20%以上的增速持续发展壮大。三是快递业的发展及塑料包装升级对应用领域的拓宽共同支撑包装行业保持较快增长。四是汽车轻量化、家电等行业对注塑专用料的需求也稳步增加。
经过本轮丙烯产业链扩张,从下游产品的产能满足率来看,除异辛醇、乙丙橡胶这样的小产品存在少量缺口外,其他主要下游产品均已出现产能过剩。PP新增产品多数为大宗产品,同质化竞争激烈,中国仍存在一定量的高端聚乙烯以及有套利空间的大宗聚丙烯进口。












PDH装置丙烯毛利转正的巨大压力














PDH项目的逐渐增多成为原料丙烷价格上涨的一个主要因素,下游丙烯产能迅速扩张,丙烯需求增速逐渐走低,导致丙烯价格低位,原料端及产品端的双重挤压使PDH装置毛利自2021年下半年以来基本为负,装置盈利水平堪忧。近年中国丙烯PDH装置税前毛利见图3。
虽然受利润萎缩影响,部分PDH项目放弃规划或延期投产,但PDH仍是未来丙烯产能扩张的主力军。在产能集中释放周期,行业竞争日益激烈的局面下,谋求破局发展的重要性不断提升。越来越多的企业对节能增效、技术优化提上日程,正在通过副产物综合利用、延伸产业链、异地扩能包括寻求新领域等模式来提升企业竞争力,以弥补竞争环境恶化带来的劣势。
对PDH企业来说,加大对PDH装置副产的氢气综合利用,是缓解因PDH产业竞争加剧导致的亏损的主要方式。PDH装置生成一吨的丙烯的同时大约副产33公斤的氢气。PDH产业链及已布局部分企业如图所示












结语














PDH装置作为丙烯专产装置,建议灵活安排生产,发挥单套规模大、氢资源有效利用等优势。但单装置也受原料、产品单一盈利空间有限;同时,PDH装置占比提升,增强了对丙烷的依赖。因过度的产能扩张,整个石化行业低谷期延长。而丙烯产业链过剩的局势将愈演愈烈,其走出低谷的时间预计比乙烯产业链要晚竞争力较差的PDH项目可能面临亏损或项目投产延期,甚至搁置。PDH行业开工将低负荷运行,小规模PDH生存能力更弱
素材来源 |金能科技 中国石油和化工大数据  烯烃产业创新与发展研习社
技术顾问 | 王文盛博士
文章审核 | 江爱群
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