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▲丙烯产业链图
而与其他工艺路线相比,丙烷脱氢技术优势明显,主要有:
丙烷在500-600℃条件下经催化脱氢得到丙烯,单一原料生产单一产品,流程较短,装置简单、投资和运营成本较低;
生产成本只与丙烷价格波动密切相关,大约1.2吨的丙烷生产1吨丙烯,与石脑油、丙烯市场没有直接关联;
对于丙烯供应不足的衍生物生产厂,可购进成本较低的丙烷生产丙烯,免除运输与储存丙烯的高成本支出。
丙烷脱氢制丙烯的利润一直处于较高位置,吨盈利在1000-20000元人民币,若工厂配置相对应的PP聚合装置,其一体化的净利润将更高可以在此基础上再加上至少400元/吨,相对于PP不到10000元/吨的均价而言,高达1500元/吨的净利润使得石化工厂扩产动能十足。
▲PDH装置利润情况
丙烷脱氢技术在全球和中国丙烯总产能的占比逐年提升
PDH在全球丙烯产能中的比例逐年提升,已经从2000年的2%提升到10%,未来三年将提升到13%。
中国根据富煤少油缺气的国情,因地制宜选择了MTO/P制和PDH制,中国的大型煤化工企业规划的产能多为煤制一体化装置,中间品甲醇和烯烃全部用于聚合聚乙烯或聚丙烯,而沿海地区如江浙、福建由于进口便利,则选择了MTP或丙烷脱氢制。
PDH工艺有四种:UOP公司的Oleflex工艺、ABBLummus公司的Catofin工艺、伍德公司的STAR工艺、Linde-BASF-Statoil共同开发的PDH工艺。
全球范围内运行的PDH装置中约有60%使用UOP的Oleflex技术,其余的主要是Catofin技术。UOP的技术采用铂基催化剂,氢作为原料的稀释剂,丙烯总收率在80%以上。
2013年,中国第一套PDH装置在天津渤化建成投产,中间有5年的蓬勃发展期,2017-2018进程较慢,截止2020年3月已建成投产的装置数量是14套,总产能656.5万吨,部分装置下游配套聚丙烯,丙烷脱氢制聚丙烯占聚丙烯总产能的比例在9%左右,盈利情况持续较好。
2019年12月,受国内液化石油气价格大幅上行影响,丙烷价格飙升,而聚丙烯价格大幅下滑,导致利润急速下滑并进入亏损状态,部分装置进行短暂停产调整,PP生产维持外采丙烯。
2020年1月开始,武汉疫情暴发,全国进入战疫状态,口罩成为稀缺物资,市面上出现了好些口罩概念股,除了石油企业外,配套PP的丙烷脱氢企业也备受关注,如东华能源(宁波、张家港)、卫星石化、绍兴三圆、巨正源等。中国是全球最大的口罩生产国,随着疫情在全球的大流行,口罩出口量将增长。
除了14套建成投产装置外,2020年最快投产的预计是福建美得石化66万吨PDH装置和华泓新材料PDH,根据公开资料统计整理,中国还有一大批PDH项目在建或立项,装置数量在52套,新增丙烯产能在3000万吨。
中国是全球最大的丙烯生产国和消费国,“十三五”期国内新增丙烯产能主要来自东部沿海丙烷脱氢项目、西部资源煤制烯径项目上和东部沿海甲醇制烯烃项目。
国内丙烯衍生物需求旺盛,每年还需进口大量丙烯下游衍生物,需求增长率每年3%,预计2020年底,国内丙烯达4260万吨,2025年达5000万吨/年。
在现有17%占比情况下,随着丙烯需求增长PDH装置产能将超上千万吨,按50%-90%装置开工率估算,除已投产装置外市场还能接纳11-25套60万吨规模的PDH装置。
丙烷脱氢装置副产氢气,以UOP典型60万吨/年装置为例,丙烷89.809吨/小时,丙烯75吨,氢气2.94吨/小时,目前已投产装置副产氢气总量由日前的21万吨/年,最大可增加到76万吨/年,该部分氢气部分属企业自用,剩余部分可外供。
按一半估算,则可释放商品氢量在10万-38万吨/年之间。如果现有规划的PDH装置未来均建成投产,这个数量最大可60万吨/年。
商品氢市场主要由高纯氢、超纯氢为主,大部分服务于半导体、电子、光伏、油脂、医药、玻璃等行业,用量小且不连续,产能在十几万吨(不完全统计),其中甲醇裂解制氢占比超50%,高纯氢价格在3.5元/标立。
近年,随着氢能燃料电池行业发展,全国加氢站数量在持续增加,氢能行业氢气消耗量在逐年加大,2019年中国氢能行业氢消耗量全球第二。
未来,随着氢能在商用交通领域、工业建筑领域的不断延伸和发展,氢能燃料电池领域用氢有望成为商品氢市场消耗主力军,量大且稳定,国内相当一部分企业看好氢能燃料电池领域,积极布局占位,副产氢企业也备受行业瞩目。
目前,受制于氢源价格及供应,同时加氢站基础建设费用高等因素,整个行业还不能良性经济发展,氢能燃料电池的发展离不开质优价廉的氢气资源,而丙烷脱氢市场的掘起使得质优价廉的氢气资源成为可能。
▲化工副产氢企业布局
TrendBank势银预测,丙烷脱氢副产氢将是未来商品氢市场的供应主力军,值得注意的是,要想副产氢发挥更多作用,氢气的储运技术的发展是关键,否则,受制于运输经济半径,副产氢企业只能服务于周边,寄托于储运技术,可以形成东氢西输、南氢北输的格局。
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