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adminddos 2025-07-22 09:20:44 4 抢沙发
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  来源:光期研究

  丙烯产业链及供需格局介绍

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  丙烯的原料构成呈现多元化格局,主要可依据初始原料划分为、丙烷/混烷以及煤基路线。其中,原油路线是当前最主要的供应来源,贡献了接近49%的产能;丙烷脱氢(PDH)及混烷脱氢装置则作为第二大来源,其供应占比约为34%;煤(经)制烯烃(CTO/MTO)技术路线则提供了约17%的丙烯产量,在整体供应中扮演着重要的补充性角色。

  丙烯的下游产业链核心衍生物涵盖了聚丙烯()、环氧丙烷(PO)、丁辛醇、丙烯腈、丙烯酸及其酯类、苯酚、异丙醇、丙二醇、环氧氯丙烷等一系列关键大宗化学品。这些基础化学品通过进一步加工,最终被广泛应用于制品制造、涂料与油墨生产、合成纤维及纺织品加工、汽车零部件、各类包装材料、医药中间体与制剂等众多关键终端领域。

  一、丙烯简介

  丙烯(Propylene),分子式为C₃H₆,常温常压下为无色气体,略带甜味及石油醚气味,具有易燃特性。其密度大于空气,标准状况下约为1.914g/L,沸点-47.6°C。丙烯微溶于水,但易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。作为高度易燃物质,丙烯遇空气可形成爆炸性混合物。其分子结构中的不饱和双键赋予丙烯高度活泼的化学性质,使其易于发生多种化学反应。这一特性奠定了丙烯作为现代石油化工核心基础原料的地位,广泛用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙苯、丁辛醇等一系列关键化学品,是制造塑料、及纤维等材料不可或缺的起始原料。

  二、丙烯产业链

  丙烯的原料构成呈现多元化格局,主要可依据初始原料划分为原油、丙烷/混烷以及煤基路线。其中,原油路线是当前最主要的供应来源,贡献了接近49%的产能;丙烷脱氢(PDH)及混烷脱氢装置则作为第二大来源,其供应占比约为34%;煤(经甲醇)制烯烃(CTO/MTO)技术路线则提供了约17%的丙烯产量,在整体供应中扮演着重要的补充性角色。

  丙烯的下游产业链核心衍生物涵盖了聚丙烯(PP)、环氧丙烷(PO)、丁辛醇、丙烯腈、丙烯酸及其酯类、苯酚、异丙醇、丙二醇、环氧氯丙烷等一系列关键大宗化学品。这些基础化学品通过进一步加工,最终被广泛应用于塑料制品制造、涂料与油墨生产、合成纤维及纺织品加工、汽车零部件、各类包装材料、医药中间体与制剂等众多关键终端领域。

  三、生产工艺

  丙烯的生产路径可依据其在生产过程中的产品定位划分为两大类别。第一类源于传统的石油化工路线,包括蒸汽裂解装置和炼厂催化裂化(FCC)单元。这类工艺的核心目标在于联产乙烯、汽油和柴油等大宗能源及化工产品,丙烯在此过程中通常作为有价值的副产品产出,受限于其生产目的,丙烯的单位收率相对较低。第二类则代表了以丙烯为单一或主导目标产物的定向生产技术,主要包括丙烷脱氢(PDH)、煤制烯烃(CTO)以及甲醇制烯烃(MTO)等新兴工艺。这些技术的核心设计理念聚焦于最大化丙烯产出,其单套装置的丙烯单程转化率和选择性显著高于传统联产工艺,实现了丙烯的高效、专门化生产。

  1、催化裂化

  作为重质烃类转化的核心工艺,催化裂化通过在催化剂作用下将重质油裂解为液化气、汽油及柴油等轻质组分,在生产中占据主导地位。其传统原料以直馏减压馏分油(VGO)为主,焦化重馏分油(CGO)经加氢精制后亦可使用。工艺升级中常掺炼减压渣油、溶剂脱油或加氢重油等重质原料,对低金属石蜡基原油甚至可直接采用常压重油。原料重质化程度提升催生了重油催化裂化技术路线。

  常规FCC工艺中丙烯收率仅约4%(乙烯<1%),而深度催化裂解(DCC)技术通过工艺优化将丙烯作为主目标产物,收率可突破20%,同时混合丁烯与汽油收率分别维持在10%和58%水平。

  2、蒸汽裂解

  作为乙烯/丙烯核心生产方式,蒸汽裂解贡献国内近1/3丙烯产量。该工艺使石脑油等轻质油品在超750°C高温下与水蒸气发生断链脱氢反应,主产乙烯并联产丙烯,副产丁二烯、BTX轻芳烃及少量重芳烃。

  原料特性显著影响产物分布:石脑油裂解时乙烯收率约31%、丙烯16%;而乙烷原料因分子量差异导致乙烯收率跃升至80%,丙烯收率则降至3%。总体丙烯收率区间为14%-18%,且随原料分子量增大呈上升趋势。

  3、丙烷/混烷脱氢

  丙烷脱氢(PDH) 通过催化脱氢反应将丙烷定向转化为丙烯,主产物收率达85%-88%,副产3.5%-3.7%高纯氢气。该技术实现原料就地转化并规避丙烯高额储运成本。但工艺对原料纯度存在严苛约束,需>95%丙烷进料以维持催化剂活性,导致我国PDH产业深度依赖进口高纯丙烷(占比超90%)。

  混烷脱氢(MDH) 则以(丙烷/丁烷混合物)为原料体系,通过集成化催化技术同步产出丙烯与丁烯。其核心突破在于原料灵活性的大幅提升,可直接消纳国产炼厂副产气资源。更关键的是,该技术通过丁烯组分直供下游甲基叔丁基醚(MTBE)生产装置,形成“脱氢-醚化”深度耦合的产业链闭环。

  4、煤制烯烃

  煤制烯烃通过“煤-合成气-甲醇-烯烃”的转化路径实现煤炭资源高效利用,形成煤制烯烃(CTO)与甲醇制烯烃(MTO/MTP)两大技术体系。在CTO路线中,煤炭经气化制得合成气,再通过甲醇合成环节催化转化为乙烯、丙烯等低碳烯烃;当直接以外购甲醇为原料时则进入MTO工艺范畴,其特乙烯/丙烯产出比例通常在0.77-1.33区间。自此基础上衍生出定向性更强的甲醇制丙烯(MTP)工艺,借助专用分子筛催化剂将丙烯选择性提升至70%以上。

  四、供需格局

  (一)供应

  过去十七年间(2007-2024),中国丙烯产业经历爆发式扩张,产能规模从1250万吨跃升至近6973万吨,增幅达458%。2018年前的增长引擎主要来自煤制烯烃与丙烷脱氢(PDH)双轨驱动:一方面,煤化工核心技术突破实现“煤-甲醇-烯烃”全链贯通,神华集团、中煤能源、宝丰能源等企业在西北地区建成多套百万吨级CTO/MTO装置;另一方面,PDH凭借原料加工高效转化(丙烯收率>85%)、投资强度低等优势,吸引企业在沿海口岸密集布局进口丙烷型装置(中东/北美原料占比超90%),推动PDH产能占比持续攀升。

  2020年至今,行业进入结构性调整新阶段:煤化工增速放缓背景下,PDH产能仍保持27%的年均复合增长率,叠加民营大型炼化一体化项目(如恒力石化、浙江石化)集中投产,驱动总产能基数突破6500万吨。此间全行业产能复合增速维持在12%,但PDH赛道过度扩张导致供需失衡,行业利润空间遭严重挤压——以2020年为基准,PDH装置单位盈利至2025年已暴跌107%。

  (一)供应

  过去十七年间(2007-2024),中国丙烯产业经历爆发式扩张,产能规模从1250万吨跃升至近6973万吨,增幅达458%。2018年前的增长引擎主要来自煤制烯烃与丙烷脱氢(PDH)双轨驱动:一方面,煤化工核心技术突破实现“煤-甲醇-烯烃”全链贯通,神华集团、中煤能源、宝丰能源等企业在西北地区建成多套百万吨级CTO/MTO装置;另一方面,PDH凭借原料加工高效转化(丙烯收率>85%)、投资强度低等优势,吸引企业在沿海口岸密集布局进口丙烷型装置(中东/北美原料占比超90%),推动PDH产能占比持续攀升。

  2020年至今,行业进入结构性调整新阶段:煤化工增速放缓背景下,PDH产能仍保持27%的年均复合增长率,叠加民营大型炼化一体化项目(如恒力石化、浙江石化)集中投产,驱动总产能基数突破6500万吨。此间全行业产能复合增速维持在12%,但PDH赛道过度扩张导致供需失衡,行业利润空间遭严重挤压——以2020年为基准,PDH装置单位盈利至2025年已暴跌107%。

  (二)进出口

  作为长期丙烯净进口国,我国年度进口规模显著高于出口量。2017-2019年进口量持续攀升,于2019年达历史峰值,此后受国内产能扩张与自给率提升影响,2020年起进口量进入下行通道,至2022年已降至200万吨水平。同期进口增长率在2020年断崖式下跌,带动进口依存度持续走低,2024年降至3.5%的历史低位。

  进口来源呈现高度集中的地缘特征:韩国(74%)与日本(19%)共同占据93%的进口份额,构成东北亚丙烯贸易双极格局。值得注意的是,两国作为美金丙烯主要定价权持有者,其供应波动直接影响我国进口成本结构。当前韩国稳居最大来源国地位,其出口定价策略对国内市场边际成本具有显著传导效应。

  (三)需求

  作为全球最大丙烯消费国,我国年消费量持续受聚丙烯(PP)、环氧丙烷(PO)等核心下游驱动。2024年表观消费量达5536万吨,其中国内供应5341万吨(占比96.5%),净进口贡献195万吨,消费规模较2014年实现1.57倍扩张,年均复合增长率达9.9%。

  其中聚丙烯以68%的绝对占比主导需求端,终端应用深度渗透塑料制品、特种薄膜及合成纤维三大领域;环氧丙烷(7%)作为第二需求,主要服务于聚氨酯关键原料——聚醚多元醇的生产及涂料产业链;剩余25%需求由丙烯腈、丙烯酸及酯类、丁辛醇等精细化学品承接,通过汽车配件(ABS塑料)、家电涂层(丙烯酸树脂)、建筑密封胶(丁醇醚)及工业粘合剂等多元化路径完成价值转化,覆盖制造业核心终端。

  1、聚丙烯

  聚丙烯(Polypropylene, PP)是由丙烯单体通过聚合反应制成的一种热塑性塑料,属于五大通用塑料之一。聚丙烯具有质量轻、高熔点、耐腐蚀、易加工等特点,主要应用于包装、汽车内饰、保险杠、日用品、医疗用品等。

  当前PP生产工艺呈现原料多元化格局:原油路线仍为主导路径,依托炼厂丙烯直接聚合;煤基路线通过“煤-甲醇-烯烃”转化链在西北富煤区集中布局;丙烷脱氢(PDH)路线则凭借丙烷定向转化技术,崛起为全球产能扩张主力。在分子结构层面,PP划分为均聚物(PP-H)与共聚物两大体系,其中共聚型进一步分化为嵌段共聚(PP-B,主打抗冲改性)和无规共聚(PP-R,突出加工随意性)。按加工用途可划分为注塑级、拉丝级、纤维级、薄膜级及管材级五大专用料类别,而物理形态则存在粉料(低压/高压聚合制得,呈粉末状)与粒料(熔融挤出成型)的根本差异——二者虽力学性能相近,但加工特性和应用场景显著分化。值得注意的是,粉料作为外采丙烯的最大需求载体(占丙烯下游68%),其生产弹性对丙烯现货市场波动具有关键指示意义。

  截至2024年,我国聚丙烯总产能已突破5300万吨/年,持续稳居全球产能榜首,近五年年均增速逾10%。产能结构呈现显著分化:粒料主导供应体系(占比84%),而粉料产能收缩至16%的份额。

  在产能持续扩张的背景下,聚丙烯行业利润空间已结构性收窄至盈亏平衡区间窄幅波动,长期维持微利状态成为新常态。面对难以复现的历史高盈利水平,行业检修损失量较历史均值显著上移,叠加新增产能持续释放,共同驱动装置产能利用率深度承压,连续刷新历史低位区间。

  2、环氧丙烷

  环氧丙烷(PO)在石油化工体系中占据关键中间体地位,其产业链条纵深且终端应用辐射面广阔。该化合物常温常压下呈无色透明液态,具有特征性醚类气味及易燃易爆属性(闪点-37°C),需严格管控毒性与操作风险。工业领域主要通过丙烯氧化工艺制取,当前主流生产技术呈现多元迭代格局:

  氯醇法作为传统工艺仍存续于部分装置;间接氧化法涵盖乙苯共氧化(PO/SM联产)、异丁烷共氧化(PO/MTBE联产甲基叔丁基醚)及异丙苯氢过氧化物氧化(CHP法)三条技术路径;而直接氧化法(HPPO)凭借绿色工艺优势加速渗透。

  环氧丙烷下游衍生体系以聚醚多元醇(占比77%)为核心支柱,其作为聚氨酯合成不可替代的关键原料,主导需求结构;丙二醇及其衍生物(碳酸二甲酯、丙二醇醚等)共同贡献15%需求,服务于多元化工业场景。终端应用穿透家居制造(软体家具)、汽车工业(座椅/内饰)、建筑节能(保温板材)、涂层技术(工业涂料)及新能源材料(碳酸二甲酯用于锂电池电解液)等现代工业核心领域。

  2024年我国环氧丙烷产能突破700万吨/年,持续巩固全球产能霸主地位,年度产量达526万吨。产业扩张轨迹呈现鲜明周期性:2021-2023年经历超高速增长(年均增速>20%),2024年骤然结构性降速至16%。回溯产业历程,2015-2020年“十三五”期间产能温和扩张,支撑利润空间稳健运行,驱动产能利用率阶梯式攀升;而“十四五”初期(2021年后)的产能洪峰导致行业利润空间崩塌式收缩,陷入行业性亏损区间,倒逼产能利用率深度回落至70%。

  3、丁辛醇

  丁辛醇是由正丁醇与辛醇构成的混合醇体系,因共享丙烯羰基合成工艺平台而被统称。其核心应用覆盖增塑剂制造(占消费量60%以上)、高端溶剂(涂料/油墨)、润滑油添加剂及电子化学品等领域,形成基础化工与精细化工的双重支撑。当前先进工艺通过铑膦催化剂体系优化,已将丙烯单耗压缩至0.6吨/吨醇,原料成本占比达70%-80%。

  丁辛醇常态下呈无色至淡黄色透明液体,具有低水溶性(25℃溶解度<7%)但强有机溶剂相容性。关键组分物性差异显著:正丁醇沸点117℃(适于低温溶剂),2-乙基己醇沸点183℃(耐高温增塑剂载体),二者协同赋予体系宽温域稳定性。工业化生产普遍采用低压羰基合成法——丙烯、合成气在铑催化剂作用下经氢甲酰化生成丁醛,再经加氢制得丁辛醇。

  2024年中国正丁醇产能378万吨/年、辛醇产能328万吨/年,持续巩固全球最大生产国地位。2018-2022年经历产能出清期(淘汰氯醇法等落后工艺),2022年后进入新一轮扩张周期,年均增速跃升至17%。产能高度集聚于山东(占全国65%),形成以万华化学(烟台基地)、利华益(东营25万吨装置)、齐鲁石化(淄博40万吨产能)为轴心的三角布局,其中利华益凭借炼化-丙烯-丁辛醇一体化模式具备显著成本优势。

  丁辛醇的主要用途涵盖多个工业领域,其中最重要的应用是在塑料增塑剂的生产中。它是合成邻苯二甲酸酯类增塑剂(如DOP、DOTP)的关键原料,用于改善聚氣乙烯()塑料的柔韧性、耐热性和加工性能。此外,丁辛醇还被用于涂料和油墨,作沟溶剂或助溶剂,以提高涂层的均匀性和流干性。在润滑油行业,丁辛醇可作为润滑油添加剂,提高润滑性能,减少摩擦损耗。其衍生物三辛基氧膦(TOPO)在电子工业中被广泛用于半导体纳米材料合成,如量子点制备。此外,2-乙基己醇因其低挥发性和良好的溶解性能,还被应用于化妆品、香精香料、表面活性剂等领域。

  4、丙烯腈

  丙烯为无色易燃液体,具苦杏仁味,沸点77.3℃,熔点-83.5℃,密度0.806g/cm³,微溶于水,易聚合,可水解为丙烯酰胺,还原制丙腈。

  当前丙烯腈的合成工艺主要是丙烯氨氧化法,该方法具有原料成本低、工艺经济性好的优势。根据反应化学计量比和工业生产数据,每生产1吨丙烯腈,大约消耗0.9吨丙烯和0.8吨氨气,同时副产乙腈、氢氰酸。副产的乙腈可用于溶剂、农药、医药及电池电解液的生产,市场价值较高;而氢氰酸则可用于生产氰化物、丙烯酸、医药中间体,但因毒性高,储存和运输受限。

  丙烯腈是一种重要的化工原料,主要合成生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、与苯乙烯和丁二烯合成ABS树脂、以及与丁二烯共聚生成丁腈橡胶。丙烯腈经过二聚和加氢可以制得已二腈,可以与已二胺聚合生成聚酰胺树脂(PA66)。此外丙烯腈还可以用于合成丙烯酰胺等产品。

  2024年中国丙烯腈产能规模达440万吨/年。2019-2023年间经历持续性扩产,年均复合增长率突破15%。然而产能扩张与需求增长的结构性错配,导致行业长期位于65%-85%区间。

  5、酚酮

  工业上,酚酮(苯酚和丙酮)的生产主要采用异丙苯法。这一方法以纯苯和丙烯为主要原料,通过一系列催化和氧化反应最终生成苯酚和丙酮。根据反应化学计量比和工业生产数据,没生产1吨苯酚大约小号0.9吨纯苯和0.5吨丙烯,同时复产0.6吨丙酮和1.3吨异丙苯。

  苯酚是重要的有机化工基础原料,化学分子式为C₆H₆O。常温下,苯酚呈现为无色针状晶体形态,具有独特的气味,微溶于水,但易溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等。此外苯酚还具有易燃性、腐蚀性和毒性,因此在储存和运输过程中需要特别注意安全。

  丙酮也称作二甲基酮,或称醋酮、木酮,化学式CH3COCH3,是最简单的饱和酮。常温常压下为一种有薄荷气味的无色可燃液体。在常温下为无色透明液体,易挥发、易燃,有芳香气味。与水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿和吡啶等均能互溶,能溶解油、脂肪、树脂和橡胶等,也能溶解醋酸纤维素和硝酸纤维素,是一种重要的挥发性有机溶剂。

  酚酮的应用范围非常广泛。它们可以进一步加工制备多种高附加值的下游产品,例如用于生产双酚A(一种重要的合成树脂原料)、酚醛树脂(广泛应用于塑料、胶黏剂等领域)、环己酮(是合成己内酰胺的关键中间体),以及用于制造医药中间体等。这些产品涵盖了汽车制造(用于生产塑料零部件等)、电子电器(用于绝缘材料和树脂基复合材料)、房地产(用于建筑材料和涂料)、医疗(用于医药中间体和消毒剂)以及电子产业(用于电子元件封装材料)等多个重要行业。

  近年来我国苯酚产业持续快速发展,截至2024年总产能已扩张至639万吨,年度产量达543万吨。由于产能区域分布较为分散,市场集中度相对较低,行业竞争呈现加剧态势。从区域产能格局看,截至2025年,华东地区以50%的产能占比保持主导地位;华北地区以25.4%的占比位列第二大产区;华南与东北地区分别贡献12.8%和12.2%的产能份额。

  6、丙烯酸

  丙烯酸为无色、刺鼻液体,具强腐蚀性和聚合活性,沸点141℃,熔点13℃,密度1.05g/cm³,与水混溶,易聚合,需加阻聚剂储存,否则自聚成聚丙烯酸,与碱成盐,与醇酯化生成丙烯酸酯。

  丙烯酸是一种重要的化工原料,广泛应用于涂料、粘合剂、纺织、造纸、医药和水处理等领域。其主要衍生物包括丙烯酸酯类,用于乳胶漆、油墨和塑料改性;高吸水性树脂(SAP),广泛用于纸尿裤和农业保水剂;以及丙烯酸共聚物,应用于胶黏剂、医用材料和水处理剂。此外,丙烯酸在医药、电子封装和建筑涂料等行业也具有重要作用,随着环保要求的提高,水性丙烯酸和生物基丙烯酸正逐步成为发展趋势。

  2024年中国丙烯酸产能规模408万吨/年,年度产量达324万吨。自2020年开启新一轮扩产周期以来,产能扩张呈现加速态势,2022年增速跃升至14%峰值,产能利用率则逐步增长到70%附近,整体运行效率不高。

  五、贸易

  丙烯销售采用长约合约与散货现货并行的双轨模式,长约合约是生产商与客户签订周期通常为一年的固定量价供应协议,散货交易则为非固定对象的即时市场购销。统计数据显示长约贸易占比长期稳定在50%左右。现货市场活跃度较高,下游工厂直接采购占比约60%,贸易商中介交易占40%,物流环节普遍采用买方自提模式,通过自有或租赁陆运/船运工具完成厂区提货。

  据不完全统计,截至2024年全国丙烯贸易商总数约50家,其中年销量≥2万吨的中型贸易商约20家(集中于华北、华东、东北),年销量≥5万吨的大型贸易商10余家(主要分布在辽宁、天津、陕西、江苏、上海、浙江),进口贸易商约10家集中于天津、上海口岸。区域供需格局呈现“西向东、北向南”的总体流向:华北与华东作为产能与消费双集中区域存在净缺口,依赖东北、西北资源及进口丙烯补充;山东作为最大产销省面临显著需求缺口,需北方资源输入;浙江承担核心进出口枢纽功能,货物辐射周边及华南;华南缺口主要依赖华东调配与进口补充;东北、西北基本实现区内平衡,富余量部分输往华北。

  需特别说明的是,因大型生产企业普遍配套聚丙烯、丙烯腈、丁辛醇等下游装置,丙烯商品化率低于实际产量。商品丙烯主要来源于四类渠道:无配套下游的独立生产企业、丙烯产能富余企业、一体化企业因装置临停产生的临时外销量以及进口资源。

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