聚烯烃产业链介绍（化工烯烃行业报告）

（报告出品方/作者：申万宏源证券，谢建斌）

1. 乙烯产业链介绍

乙烯的生产工艺主要有五种，分别为：蒸汽裂解；煤制烯烃、甲醇制烯烃；费托合成；炼厂尾气。其中蒸汽裂解是最主要的乙烯生产方式，主要的原料有石脑油、凝析油、加氢尾油、乙烷、丙烷、丁烷等，可以单一原料或者混合进料。

由于乙烯的双键反应活性强，下游的主要应用是聚乙烯、环氧乙烷、乙二醇、苯乙烯等，可以应用于塑料、制药、纺织品、涂料等国民经济各个行业。1939年英国ICI公司开始工业化生产聚乙烯，随后乙烯的下游应用也不断拓展。 2020年全球乙烯产能约1.96亿吨，需求约1.66亿吨。乙烯由于常态是气体，商品量少，主要是以下游衍生品形式进行商品流动。

2020年全球聚乙烯产能约1.28亿吨，消费量约1.86亿吨。聚乙烯主要产能供应集中在东北亚、北美、中东地区，分别占全球产能的26%、23%、18%。 2020年我国聚乙烯产量2002万吨，同比增长13.5%；进口量1853万吨，同比增长11.2%。聚乙烯下游主要集中在薄膜、注塑、中空、管材等，近年来EVA光伏胶膜需求快速增长带动了LDPE/EVA行业向好。

乙烯的产能投放驱动一般分为低成本的原料驱动以及需求拉动型。中东的产能投产集中在2008-2012年，五年间增加了约1500万吨产能；美国的产能投产主要是集中在2017-2019年间，三年间增加了约1100万吨产能。而从2021年起，全球的主要乙烯产能投放将来自于中国国内，我们预计中国的乙烯产能将会从2020年的占全球的15.6%，至2025年提升至约26%。

2020年我国乙烯产能3474万吨，产量3177万吨，但是表观需求超6000万吨，对应的进口依赖度约50%。 2020年国内聚乙烯产量2004万吨，表观需求3832万吨，较2019年增长429万吨（或增速13%）。2018-2020年我国连续三年聚乙烯需求增长量超过400万吨/年。如果考虑到苯乙烯、乙二醇等其他乙烯下游产品，我国年乙烯需求增长或超600万吨。

历史上的三轮乙烯投产周期，分别是2010-2015年中东、2016-2020年美国、2021-2025年中国。但2021年起投产装置整体非低成本原料驱动。

目前最大规模乙烯产能160万吨/年，其中单台裂解炉能力约为20万吨/年，一般是多台裂解炉分轻重组分进料。轻质原料的乙烯收率高，但丙烷裂解中副产甲烷含量较高。对于石油路线乙烯（石脑油 LPG等），还需要考虑到下游碳四、碳五、芳烃等产品的附加值，可以作为原料产品的平台，产品丰富后可以进行更多精细化工、新材料领域的应用。由于原料和下游产品布局不同，合理的乙烯成本测算应该以石化装置一体化产品进行考量。

随着美国页岩开发，美国乙烷产量提升，且乙烷几乎只有裂解乙烯用途，价格优势明显。但是乙烷受制于物流瓶颈，目前国内主要是卫星化学打通产业链全流程。 2021年以来煤炭、LPG等能源属性带动价格提升；目前石脑油较LPG裂解乙烯具有成本优势。

相较传统石脑油加工乙烯，乙烷裂解乙烯具有能耗低、副产氢气等优势。2021年10月国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》提出推动石化化工原料轻质化。外购乙烷主要是物流及货源的瓶颈，预计美国的乙烷仍然供应充足。根据EIA11月报，2020年美国乙烷产量平均211万桶/天，国内需求173万桶/天；2022年产量为245万桶/天，国内需求202万桶/天。假设100万吨/年乙烯需要6万桶/天乙烷需求，则2022年美国可供出口乙烷43万桶/天，可以满足约710万吨/年的裂解乙烯原料需求。

2. 丙烯产业链介绍

至2020年，全球丙烯产能约1.41亿吨/年，需求约1.11亿吨，中国产能为4600万吨/ 年，约占全球产能的32%。传统的丙烯工艺路线包括蒸汽裂解、炼厂催化裂化FCC分离、重度催化裂解DCC等；另外为On-Purpose的工艺，包括丙烷脱氢PDH、烯烃歧化、MTP等。与乙烯相似，丙烯的最主要下游应用是聚烯烃（聚丙烯），但是丙烯的其他下游产品更加丰富，更适合于精细化工。

我国丙烯需求一致保持快速增长，国内丙烯产能提升的过程中，进口依赖度降低。国内丙烯下游如丁辛醇、丙烯酸等产能逐渐提升，并部分产品出口。 2020年我国丙烯产能4518万吨，产量3704万吨，表观需求3954万吨。如以丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、正丁醇、异辛醇、苯酚、丙酮等合计净进口折算成丙烯当量为404万吨。

聚丙烯（PP）为无毒、无味的高结晶聚合物，密度为0.90g/cm3，是最轻的塑料之一。PP力学性能优良，耐热性好，化学稳定性好，可应用于包装、家用电器、汽车、纺织、建筑管材等领域。由于通用材料应用领域存在一定比例的重叠，在价格存在优势的情况下PP可以对其他通用材料形成少量替代。聚丙烯按照单体种类可以分为均聚（单体全部为丙烯）和共聚（丙烯和乙烯共聚）；按规整结构不同可以分为等规、间规和无规三类；按照是否经过造粒，可分为粒料和粉料两类，但粉料仅有均聚。

2020年全年国内聚丙烯总产量累计2581.59万吨，相较2019年的2324万吨增加257.59万吨，涨幅11.08%。同年我国聚丙烯表观消费约为2995.69万吨。聚丙烯产品包括中、高熔纤维，薄壁、均聚注塑，低、中、高熔共聚，透明料及无规共聚等；BOPP，冷、热水管及无规共聚产量相较2019年有所减少。其中拉丝产量以842.42万吨维持首位，相较2019年增长2.02%；高熔纤维产量250.36万吨，相较2019年增长178.77万吨，增长率249.71%，在所有产品中居首位。（报告来源：未来智库）

裂解乙烯副产：一般情况下，以石脑油为原料的裂解乙烯生产路线，对应的乙烯收率约为31%，丙烯16%；以乙烷为原料的裂解乙烯路线，对应的乙烯收率约80%，丙烯约3%；以丙烷为原料的乙烯收率约为42%，丙烯约17%。炼油厂副产：炼厂丙烯主要来自催化裂化（FCC）装置，少量来自于焦化及减粘等，因为是副产，所以基本上是直接原料成本。常规催化裂化中的丙烯收率约4%，重度催化裂解DCC可以最大化丙烯生产，收率可达20%以上。由于新建大炼化较少配置FCC装置，且如果成品油需求不好，炼厂降低开工率也会减少丙烯产量。丙烷脱氢PDH：是On-purpose的工艺，一般生产一吨丙烯需要1.2吨丙烷。成本取决于丙烷与石脑油的价格。由于副产氢气，可以碳减排，对于氢的利用带来较大的附加值。甲醇制烯烃MTO、煤制烯烃CTO：以甲醇为原料，或煤经过甲醇；一般是三吨甲醇生产一吨烯烃，其中乙烯/丙烯收率比可在0.77 - 1.33间调节。烯烃歧化OCT：以乙烯和2-丁烯反应生成丙烯，主要取决于乙烯、碳四和丙烯之间的价格经济性对比。

根据我们不完全统计，目前全球丙烷脱氢PDH装置共计38套，产能1724万吨/ 年，约占全球丙烯产能的12%；中国PDH装置共19套，合计产能967万吨/年。在建PDH装置超20套。美国作为PDH技术、原料、市场的发祥地，但是目前仅有三套PDH装置。海外在建项目整体投资及运行成本远高于国内。

3. 碳减排路径与行业发展趋势

与全球能源结构对比，我国煤炭在一次性能源中的使用占比过高；而天然气消费占比明显低于全球。一次性能源中，2020年中国煤炭储量占全球13.3%，但是消耗量占全球的54%。未来在减少资源消耗的基础上，增加单位能耗的产值是发展方向。

中国化学品在全球占比快速提升。根据CEFIC数据，2019年中国国内的化工品销售额为1.488万亿欧元，占全球市场的40.6%；而在2009年为4415亿欧元，仅占全球的24.1%。借鉴欧盟，未来中国将会提高精细化工及下游的产值比例。2019年欧盟石化产值1395亿欧元，在化工品产值中占比26%，较2014年31%的占比有所回落；而消费化学品则从2014年占比13%提升至2019年的15%。

石化企业的碳排放中直接排放主要是指化石燃料直接燃烧排放、生产过程中的工艺排放以及各种设备部件泄露导致的逃逸排放；间接排放主要是指外购的化石能源转换的电、蒸汽等能源所产生的排放。大炼化碳排放集中于生产加工环节，传统型炼厂更多体现在消费端。以吨汽、柴、煤油终端燃烧排放3吨CO2计算成品油碳排放后，如同等级别2000万吨的炼厂，传统型炼厂的CO2排放将比大炼化增加700万吨以上，因此实际上传统型炼厂的碳排放量更大。

化纤行业进入大炼化的优势，炼油工艺里的完美闭环。炼油装置里催化重整即PX生产装置规模最大化，实现自身PTA的原料配套，然后副产大量的氢气。氢气再供给加氢裂化装置，出来的重石脑油再回到催化重整装置，轻烃和轻石脑油裂解乙烯。而PTA生产均属于放热反应，余热回收发电或海水淡化。对于炼厂的成品油收率减少，产业链也实行了配套。

4. 投资分析

IPEX作为衡量主要石化产品的价格指数。历史上石化的周期一般是七年，整体化工品价格走势和油价相同，从与原油的价差角度，在2002-2007年、2009-2011年、2016-2018年间属于石化盈利景气的区间。目前东北亚的产品价格指数明显低于欧洲和美国，东北亚的价格指数基本与历史平均相当，但是欧美供应链体系受到新冠病毒疫情的影响较大，加之需求刺激，带动石化产品价格上涨。

历史复盘，油价从底部反弹时价差扩大。但是大炼化整体的价差相对稳定。以恒力石化的炼化一体化产品价差，目前扣税后价差在1400元/吨，处于历史相对中间位置，期间费用约800元/吨，则单吨产品的净利润在600元/吨，2000万吨产品对应年化120亿元的净利润（不考虑库存波动、开工率及下游产品之间的优化）。

公司的大炼化工艺先进、规模化成本优势明显。公司除发展优势的聚酯隔膜、高端长丝、可降解塑料等业务外，在现有大炼化基础上增加新材料业务。根据园区公示，拟在长兴岛投资，新增45万吨/年环氧乙烷、20万吨/年乙醇胺、3万吨/年乙撑胺、42/26万吨/年苯酚丙酮、2*24万吨/年双酚A、20万吨/年碳酸二甲酯、26万吨/年聚碳酸酯、2*20万吨/年CO2精制、13万吨/年异丙醇、30万吨/年ABS、15万吨/年聚苯乙烯、8万吨/年聚甲醛、7.2万吨/年PDO、6万吨/年PTMEG等装置。

报告节选：

聚烯烃产业链介绍（化工烯烃行业报告）(1)