丙烯产业链深度报告之一:丙烯主要生产流程及各工艺路线评价
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发布时间：2024-10-24 17:48
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时间：2024-11-06 20:33
图1显示了2012至2019年韩国FOB丙烯价格走势。丙烯市场表现好于乙烯，其价格影响因素复杂，涉及供应变化、炼厂开工率及丙烷脱氢PDH等多方面。
丙烯主要供应来源包括炼厂催化裂化FCC、裂解乙烯副产等。不同工艺路线对应成本不同，On-Purpose工艺如PDH直接以丙烯-丙烷价差衡量产品盈利。理论上，FCC路线成本较低，PDH、裂解乙烯路线及MTO路线需衡量原料成本与操作费用。
图2展示了丙烯产业链流程。丙烯常温下为无色、稍带甜味的气体，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈和环氧丙烷等。全球丙烯产能超1.4亿吨，中国需求约占全球30%。裂解乙烯副产是主要供应来源，约占45%；炼厂FCC装置约占30%；丙烷脱氢PDH约占10%以上，预计占比将逐渐升高。
丙烯运输虽较乙烯易于，但存在较大运输瓶颈，需通过加压或冷冻运输。远洋丙烯运输主要为冷冻船，近洋运输可为压力船。国内丙烯运输主要通过液化气槽车以液体形式运输。
历史上，丙烯价格走势与乙烯有较强相关性，但近年来出现景气周期与乙烯相反的情况。丙烯下游应用中，聚丙烯消费量占比60%以上，但需求更加分散，终端应用广泛。
图3展示了全球丙烯产能分布情况。丙烯根据纯度分为炼厂级RG、化学级CG和聚合级PG，其中炼厂级丙烯主要用于烷基化，化学级和聚合级主要用于生产溶剂、化工中间产品及聚丙烯PP。
裂解乙烯副产是丙烯供应的主要来源，石脑油为原料的裂解乙烯生产路线，乙烯收率约为31%，丙烯16%；乙烷为原料的裂解乙烯路线，乙烯收率约80%，丙烯约3%。一套世界级裂解乙烯装置有多台裂解炉，以适应原料多样化，丙烯产量变动较大。
炼油厂副产的丙烯主要来自催化裂化FCC、减粘/热裂化和焦化等装置，FCC丙烯约占炼厂丙烯的97%，是第二大来源。催化裂化技术包括多产汽油技术与多产低烯烃技术，常规催化裂化中丙烯收率约4%，乙烯收率小于1%。重度催化裂解DCC技术丙烯收率可达20%以上。
丙烷脱氢是On-Purpose工艺，生产一吨丙烯需要1.2吨丙烷，少量副产氢气，近年来快速发展成为丙烯供应的有效补充。丙烷脱氢是强吸热反应，温度和压力影响收率。成熟应用技术包括UOP的Oleflex工艺、Lummus的Catofin工艺及Uhde的STAR工艺。
烯烃歧化技术以乙烯和2-丁烯为原料，生成丙烯。成熟技术主要有Lummus公司的OCT工艺与IFP公司的Meta-4工艺。OCT工艺需严格控制碳四原料，丁二烯、异丁烯等含量过高会降低催化剂活性。
甲醇制烯烃MTO、煤制烯烃CTO等是其他生产路线。典型MTO装置分为甲醇转化和轻烯烃回收两部分，MTP与MTO相比在催化剂选择性上有差异。Superflex、ACO、CPP、OCC、OTC等为其他生产方式。
裂解乙烯副产对丙烯影响复杂，全球乙烯装置倾向于轻质化原料，中东以混合裂解LPG、凝析油等原料为主。国内炼化一体化优化原料结构，减少丙烯产出。未来东北亚外购乙烷裂解模式将成新趋势，需考虑乙烷供应稳定、原料切换等因素。炼油厂催化裂化FCC路线整体成本较低。丙烷脱氢工艺成本优势明显，但原料来源需关注。煤化工路线如CTO/MTO需考虑原料、水资源、能耗、催化剂消耗等多因素。烯烃歧化经济可行性取决于原料价值。
