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我国环氧丙烷行业:市场面临供应过剩局面 HPPO法有望成为未来主流工艺

前言:

经历了几年的扩能潮,我国环氧丙烷产能规模得到快速扩张。与此同时,市场供需矛盾也在日益加剧,整体面临着供应过剩局面。此外,在国家环境治理力度的加强以及新工艺装置的投产下,氯醇法工艺的生存空间正被逐步压缩,而HPPO 法凭借绿色环保、工艺流程短、收率高等优点有望成为未来市场的主流工艺。

一、行业相关定义及产业链图解

根据观研报告网发布的《中国环氧丙烷行业发展趋势研究与未来投资预测报告(2025-2032年)》显示,环氧氯丙烷又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷,为无色醚味液体,可与水、氨、醇、二氧化碳等反应,生成相应的化合物或聚合物。环氧氯丙烷是石油化工领域的核心中间体,并与聚丙烯和丙烯腈共同构成了丙烯产业链的三大主要衍生物。

环氧丙烷作为我国化工行业的重要产品,其产业链的发展备受瞩目。它不仅是丙烯产业链下游精细化工的重要延伸,更是民营企业实现精细化率提升的关键。同时,环氧丙烷的下游产品与新能源相关产业链的衔接,也预示着其未来的发展潜力。

目前环氧丙烷产业链结构清晰,主要包括上游原料供应、中游环氧丙烷生产以及下游应用领域三个环节。具体来看:环氧丙烷的主要原料是丙烯,丙烯的价格和供应稳定性直接影响环氧丙烷的生产成本和市场价格;中游为环氧丙烷生产;下游则为应用领域,包括聚醚多元醇、丙二醇、碳酸二甲酯等多个细分领域,这些领域的需求变化直接影响环氧丙烷的市场需求和价格走势。

目前环氧丙烷产业链结构清晰,主要包括上游原料供应、中游环氧丙烷生产以及下游应用领域三个环节。具体来看:环氧丙烷的主要原料是丙烯,丙烯的价格和供应稳定性直接影响环氧丙烷的生产成本和市场价格;中游为环氧丙烷生产;下游则为应用领域,包括聚醚多元醇、丙二醇、碳酸二甲酯等多个细分领域,这些领域的需求变化直接影响环氧丙烷的市场需求和价格走势。

资料来源:公开资料,观研天下整理

二、供应市场逐步宽松市场面临供应过剩

1、产能产量快速增长,供应市场逐步宽松

自2021年国内环氧丙烷扩能潮开启以来,怡达化学、浙石化、嘉宏新材等多家企业的环氧丙烷装置相继投产,使得我国环氧丙烷产能迅猛增长,供应市场逐步宽松。到目前我国环氧丙烷市场已形成了以中海壳牌石化有限公司和无棣鑫岳化工集团有限公司以及吉神化学工业股份有限公司等多家企业积极参与的生产竞争格局。数据显示,2023年我国环氧丙烷产能达612万吨,同比增长24.85%;产量为431万吨‌,同比增长13.31%‌。

自2021年国内环氧丙烷扩能潮开启以来,怡达化学、浙石化、嘉宏新材等多家企业的环氧丙烷装置相继投产,使得我国环氧丙烷产能迅猛增长,供应市场逐步宽松。到目前我国环氧丙烷市场已形成了以中海壳牌石化有限公司和无棣鑫岳化工集团有限公司以及吉神化学工业股份有限公司等多家企业积极参与的生产竞争格局。数据显示,2023年我国环氧丙烷产能达612万吨,同比增长24.85%;产量为431万吨‌,同比增长13.31%‌。

数据来源:公开数据,观研天下整理

值得注意的是,虽然近年我国环氧丙烷产能产量不断扩张,但当前地域分布不均衡,仍多分布在沿海地区。其中山东仍为产能的主要集中地。2024年,山东地区环氧丙烷总产能为329万吨,占中国总产能的44.46%,同比提升2个百分点。

未来新装置投产仍以沿海地区分布为主,同时向内陆缓慢扩增。一是基于环氧丙烷产品自身的高毛利水平吸引了众多投资者的目光,二是下游行业需求的增长,山东、华东地区产能占比增加的原因主要得益于江苏瑞恒、烟台万华三期、利华益及盛虹石化等新装置的投产。

2、市场面临供应过剩,整体行情整体呈现震荡下行趋势

而与市场供给快速扩张不同的是,近几年来我国环氧丙烷需求端却表现不佳,使得市场面临供应过剩局面,整体行情呈现震荡下行的趋势,价格回落至万元左右。例如2023年采用氯醇法工艺的环氧丙烷年均利润约为每吨786元,同比下滑2%;而HPPO工艺则多数处于亏损状态。

根据市场分析,造成我国环氧丙烷面临供应过剩的原因主要有两方面。一方面,随着行业规模的快速扩张,越来越多的企业涌入环氧丙烷市场,导致市场竞争加剧。为了争夺市场份额,企业不得不降低价格、提高产量,这使得开工率不断下降。数据显示,2023年我国环氧丙烷利用率约为70%,较2021年下降了12个百分点。为历史低点。这一数据变化充分说明了市场竞争的激烈程度以及供需矛盾的加剧。

根据市场分析,造成我国环氧丙烷面临供应过剩的原因主要有两方面。一方面,随着行业规模的快速扩张,越来越多的企业涌入环氧丙烷市场,导致市场竞争加剧。为了争夺市场份额,企业不得不降低价格、提高产量,这使得开工率不断下降。数据显示,2023年我国环氧丙烷利用率约为70%,较2021年下降了12个百分点。为历史低点。这一数据变化充分说明了市场竞争的激烈程度以及供需矛盾的加剧。

数据来源:公开数据,观研天下整理

另一方面,环氧丙烷的下游应用领域相对有限,主要集中在聚醚多元醇、碳酸二甲酯、丙二醇及醇醚等领域。其中,聚醚多元醇是环氧丙烷的主要下游应用领域,占到了环氧丙烷消费总量的80%及以上。然而,这一领域的消费增速与中国经济增长速度一致,产业规模增长低于6%,明显慢于环氧丙烷的供应增速。这意味着,尽管市场需求在增长,但增长速度远不及供应增长速度,从而导致供需矛盾的加剧。

展望未来,预计到2025年国内环氧丙烷产能可能达到1067万吨/年,届时产能利用率预计将降至52%,市场供需基本面将偏向宽松。若部分氯醇法装置因未能达到政策要求而被淘汰,剔除其年产能159万吨后,国内年产能仍维持在908万吨左右。

三、氯醇法工艺面临淘汰风险HPPO 法逐渐占据新建产能主导

当前我国环氧丙烷行业并存五大生产工艺,分别是氯醇法、HPPO、PO/SM、PO/MTBE以及CHP等。其中从环保、成本、收率等角度综合考虑,HPPO法因其绿色环保、工艺流程短、收率高等优点,被认为是未来环氧丙烷生产的主要发展方向。然而,其高昂的技术转让费用和催化剂成本也是企业需要面对的挑战。

环氧丙烷主要生产工艺对比

工艺

原理

优点

缺点

氯醇法

使用丙烯和氯气为原料,采用氯醇化、皂化、精馏等工艺进行反应

技术成熟、流程短、投资较低;反应设备制造成本低;选择性及收率高;对丙烯纯度的要求不高;操作弹性大

生产过程中产生大量的合氯废水和废渣,处理难度大,不符合绿色化学和清洁生产要求;氯气消耗量大,次氛酸对设备腐蚀严重。

HPPO

将甲醇、丙烯、过氧化氢按比例调和,加入合沸石硅酸钛催化剂的反应器内进行反应

装置设计简单;环境污染小、生产过程中只产生目标产品环氧丙烷和水及少量丙二醇副产物

高昂的技术转让费用;环氧丙烷收率低;过氧化氢和催化剂成本高;过氧化氢溶液不便于储运,需建设配对过氧化氢装置增加成本

PO/SM

分别由乙苯和丙烯进行共氧化反应,生成苯乙烯或叔丁醇,同时联产环氧丙烷。

可以联产苯乙等副产品,分摊加工成本。克服了氲醇法对设备的腐蚀;产生的污水量小

流程长且复杂;操作压力高;原料及中间产物品种多且要求丙烯质量高、设备造价及建设投资大;污水处理费用高

PO/MTB

分别由异丁烷和丙烯进行共氧化反应,生成苯乙烯或叔丁醇,同时联产环氧丙烷。

CHP

原料为丙烯、异丁烷、氧气,先进行异丁烷过氧化,再将制和脱水反应制得

避免了氯醇法工艺的腐蚀设备问题且对环境的污染较小,联产品可分摊降低生产加工成本

副产品转化为甲基叔丁基醚污染环境、危害健康,被禁止作为调油原料,抑制该工艺发展

资料来源:公开资料,观研天下整理

1、氯醇法工艺面临淘汰风险

氯醇法是传统的环氧丙烷生产工艺。虽然其具有工艺成熟、操作灵活、建设投资少等优点,但也因存在明显的缺点(如氯气消耗量大、设备腐蚀严重、废水及石灰渣排放量大等),使得氯醇法工艺在环保压力日益增大的今天,逐渐走向了退出舞台的边缘。例如,氯醇法工艺每生产1吨环氧丙烷,就需要消耗5吨氯气,并产生至少40吨含氯废水和2吨以上的氯化钙废渣。尽管可以通过改进皂化原料来消除氯化钙的产生,但这样仍会产生大量废水,且生产成本也会相应提升。因此,在国家环境治理力度的加强以及新工艺装置的投产下,氯醇法工艺的生存空间正被逐步压缩。有数据显示,2021-2024我国环氧丙烷氯醇法占比从43.4%下降到了21.22%。

氯醇法是传统的环氧丙烷生产工艺。虽然其具有工艺成熟、操作灵活、建设投资少等优点,但也因存在明显的缺点(如氯气消耗量大、设备腐蚀严重、废水及石灰渣排放量大等),使得氯醇法工艺在环保压力日益增大的今天,逐渐走向了退出舞台的边缘。例如,氯醇法工艺每生产1吨环氧丙烷,就需要消耗5吨氯气,并产生至少40吨含氯废水和2吨以上的氯化钙废渣。尽管可以通过改进皂化原料来消除氯化钙的产生,但这样仍会产生大量废水,且生产成本也会相应提升。因此,在国家环境治理力度的加强以及新工艺装置的投产下,氯醇法工艺的生存空间正被逐步压缩。有数据显示,2021-2024我国环氧丙烷氯醇法占比从43.4%下降到了21.22%。

数据来源:公开数据,观研天下整理

目前氯醇法正面临淘汰风险。2011年,我国已将氯醇法环氧丙烷工艺列入《产业结构调整指导目录(2011)》的限制类条目。此后,由于国内清洁环氧丙烷工艺技术尚不成熟,氯醇法环氧丙烷一直被归类为“限制类”而非“淘汰类”,且新建产能无法获得批准。然而,随着中国石化、万华化学、红宝丽、怡达化学等企业在环氧丙烷清洁生产技术和项目产业化上取得重大突破,氯醇法环氧丙烷退出市场的预期愈发强烈。

随后2023年12月,国家发改委公布《产业结构调整指导目录(2024年本)》,明确将氯醇法环氧丙烷和氯醇法环氧氯丙烷生产装置列为限制类,并计划于2025年12月31日之后,对不满足特定条件(每吨产品的新鲜水用量不超过15吨且废渣产生量不超过100千克)的氯醇法环氧丙烷装置进行淘汰。这意味着,这类装置的生存时间仅剩不到两年。

但是,目前许多在产的氯醇法装置尚未达到用水量和废渣产生量的标准。企业方面正在评估技术改造的成本和难度。尽管如此,由于氯醇法工艺的成熟性和安全性,以及其产品品质的稳定性,许多企业仍有意通过技术改造来满足政策要求,继续运营氯醇法装置。但具体进展仍需进一步观察。

2、HPPO 法逐渐占据新建产能主导

相比较氯醇法与共氧化法,HPPO 法生产工艺较为简单,无联产品制约,其终端产品为水与环氧丙烷,副产物仅为少量丙二醇5,属于环境友好型绿色工艺,为国家政策鼓励的方向,其出口可享受退税政策。根据生态环境部印发的 《环境保护综合名录 (2021 年版)》中,环氧丙烷被列入“双高”产品目录,但直接氧化法工艺除外。在《聚氨酯工业“十二五”发展规划建议》也明确提出: 环氧丙烷淘汰环境污染严重的氯醇法,主要发展 HPPO 法。可见上述政策将有助于HPPO 法在未来环氧丙烷合成市场上发展,并有望成为未来市场的主流工艺。

相比较氯醇法与共氧化法,HPPO 法生产工艺较为简单,无联产品制约,其终端产品为水与环氧丙烷,副产物仅为少量丙二醇5,属于环境友好型绿色工艺,为国家政策鼓励的方向,其出口可享受退税政策。根据生态环境部印发的 《环境保护综合名录 (2021 年版)》中,环氧丙烷被列入“双高”产品目录,但直接氧化法工艺除外。在《聚氨酯工业“十二五”发展规划建议》也明确提出: 环氧丙烷淘汰环境污染严重的氯醇法,主要发展 HPPO 法。可见上述政策将有助于HPPO 法在未来环氧丙烷合成市场上发展,并有望成为未来市场的主流工艺。

资料来源:公开资料,观研天下整理

随着环保政策的推动,HPPO工艺在环氧丙烷生产工艺中的占比不断提升。预计随着氯醇法逐渐退出市场,市场空间将被进一步释放。数据显示,2021-2024年HPPO 法在我国环氧丙烷生产工艺中占比从12.8%增长到31.76%。预计至 2025 年,HPPO 法在环氧丙烷生产工艺中占比将达到 33.4%,仅次于PO/SM。

随着环保政策的推动,HPPO工艺在环氧丙烷生产工艺中的占比不断提升。预计随着氯醇法逐渐退出市场,市场空间将被进一步释放。数据显示,2021-2024年HPPO 法在我国环氧丙烷生产工艺中占比从12.8%增长到31.76%。预计至 2025 年,HPPO 法在环氧丙烷生产工艺中占比将达到 33.4%,仅次于PO/SM。

数据来源:公开数据,观研天下整理

数据来源:公开数据,观研天下整理

数据来源:公开数据,观研天下整理

截止到 2021 年底,我国已有三家公司采用 HPPO 法制备环氧丙烷,分别为中国石油化工股份有限公司长岭分公司、吉神化学工业股份有限公司以及江苏富强新材料有限公司。其中吉神化学工业股份有限公司生产的 HPPO 催化剂已经实现对吉林神华下属子公司聚源化学的稳定供应,实现了对 HPPO 催化剂的国产化供应。(WW)

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