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【格兰】做塑料和化工产业链,这14大知识需要烂熟于心

塑料原料-格兰石化2018-12-02 09:52:19

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导读:塑料,可能是我们每一个人从小到大都会接触的东西,小到塑料袋、奶瓶、饮料瓶、饭盒、保鲜膜,大到农膜、家具、电器、3D打印,甚至火箭、导弹,无不浮现着塑料的身影。在期货市场,线型低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)也是深受产业链人士关注的品种。本期专题从产业链、具体应用、供需、价格影响因素、重点企业等方面解读聚乙烯,是塑料及化工产业链研究的必备资料。

一、塑料到底有多重要?


塑料——以树脂为主要成分,加入或不加入其他配合材料(助剂)构成的,在加热、加压条件下可塑的高分子材料。它是世界三大有机高分子材料之一(三大高分子材料是塑料,橡胶,纤维)。 塑料的英文名是plastic,俗称:塑胶。


塑料的基本原料是低分子碳、氢化合物,它是从石油、天然气或煤裂解物中提炼和合成出来的人造树脂。


按塑料的应用分类,可以分为通用塑料和工程塑料。


通用塑料:产量大、价格低、性能一般。(如:PE、PP、PVC、PS、ABS等)

图1

工程塑料:优异的综合性能,可作结构性材料。 (如:PC、POM、PA、PET、PBT等,工程塑料的产量相对较少,价格较贵) 。

图2

聚乙烯(PE)具有优良的加工性能和使用性能,是合成树脂中应用最广泛的品种,其生产能力长期居各塑料品种的第一位。聚乙烯树脂主要包括低密度聚乙烯(LDPE) 、线性低密度聚乙烯(LLDPE) 、高密度聚乙烯(HDPE)及中密度聚乙烯(MDPE) 。


聚乙烯在我国应用相当广泛,薄膜是其最大的用户,约消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、电线电缆、中空制品等都在其消费结构中占有较大的比例。 在五大通用树脂中PE的消费量位居第一。 聚乙烯可以吹塑成型制造各种瓶、罐及工业用槽、桶等容器;注射成型制造各种盆、桶、篮、篓、筐等日用盛器、日用杂品和家具等;挤出成型制造各种管材、捆扎带以及纤维、单丝等。此外,还可用于制造电线电缆的包覆材料和合成纸。在众多的应用中,聚乙烯最主要的两个消费领域就是管材和薄膜。随着城市建设、农用薄膜及各种食品、纺织品和工业品包装业的发展,这两个领域的发展也越来越广阔。


未来聚乙烯树脂的应用领域仍将集中在包装、 农业、 建筑和电线电缆等方面。其中薄膜仍是聚乙烯的最大用途。


二、塑料产业链结构


全球乙烯58%用来生产聚乙烯,中国的比例约为67%。聚乙烯的生产装置基本是一体化装置,源头分别是石脑油和乙烷气,中国的生产装置90%以上是石脑油法。

图3

图4

产业链图

生产流程

三、塑料成本和利润图


图5

注:对于LDPE和HDPE的成本计算目前还没有准确的计算公式,考虑到原料构成和生产设备的差异,总体成本LDPE >HDPE >LLDPE,LLDPE比HDPE略低,LDPE成功较高。

四、成本如何计算?


石脑油法


LLDPE生产成本=石脑油CFR日本中间价*美元中行汇买价*1.35*(1+17%)+1300

HDPE生产成本=石脑油CFR日本中间价*美元中行汇买价*1.35*(1+17%)+1450

LDPE生产成本=石脑油CFR日本中间价*美元中行汇买价*1.35*(1+17%)+1800


乙烷气法


乙烷气法制乙烯的成本约为石脑油法的1/3,聚合成本一致


甲醇法


LLDPE生产成本=甲醇价格*3+1300


五、塑料下游需求:农膜生产的季节性分类


春季地膜:每年12-1月是春季地膜生产的开始时间,在2-3月份进入生产旺季,其后的3月中旬至五一前,是春季地膜的销售旺季。


棚膜生产:开始于每年的6-7月,进入8月份后,由山东省开始,棚膜销售陆续步入旺季,经销商采购量放大,棚膜的生产也在9-10月份达到最旺的季节。棚膜的生产一般会持续到春节。


大蒜地膜:生产在8月中旬至9月中旬开始,时间大约维持一个月,目前全国大蒜地膜需求量在3万吨左右。


进入5月份,多数农膜生产企业停产,机器检修。


六、国内聚乙烯供应现状

图6


我国聚乙烯行业通过近几年不断发展,截至目前装置年产能达到1390万吨。在十二五期间仍有成都炼化、中科炼化、山西焦化等装置投产,到十二五末期,聚乙烯产能将达到1800万吨。国内主要生产厂家主要形成了中石油、中石化和合资企业三足鼎立的局面。中石化产能在382万吨,占比27.48%,中石油产能在514万吨,占比36.98%,合资企业产能在494万吨占比35.54%。2013年的聚乙烯国产量在1030万吨,表观需消费在1790万吨,仍存在700多万吨的缺口。不得不依托进口,因此进口料依托其相对较高的性能和成本优势占据了我国聚乙烯市场的重要的比例。但是随着国内产能的扩大,聚乙烯原料的对外依存度逐渐降低,目前保持在44%左右。并且随着十二五期间烯烃原料的多元化,我国的自给率将大幅提高。


七、国内聚乙烯十二五期间投产情况


图7


上表为2014年-2015年新增产能统计表,因为投产装置太多,这里至截取了一部分。截止到2014年目前国内聚乙烯产能已经达到1390万吨,预计2015年末期将达到1800万吨,我国通用料产能过剩问题更加突出。虽然十二五规划中提出烯烃原料多元化方面,制定了煤制烯烃和页岩气的发展规划,但是仔细分析来看仍是无法改变石脑油制烯烃的传统地位,但是将对改变我国的能源结构起到重大作用。


八、国内聚乙烯下游行业发展分析


近年来我国聚乙烯制品消费领域整体结构变化不大,排名前三的依然是塑料管材管件、塑料薄膜及塑料丝绳制品。先从塑料薄膜来看,由于其多应用于终端消费及运输环节,其需求的增长与国内整体经济形势的发展关系较大,基本维持着略高于国内GDP的增长,其增长势头稳定,存在需求刚性。


从塑料薄膜产量统计来看来看,自05年起平均以10.31%的速率递增(488.15到970.3万吨),也印证了塑料薄膜的稳速增长。聚乙烯的另一个重要的消费领域是塑料管材,它的产量也随着我国城镇化步伐加快、市政管道建设项目增加的实施不断增加。未来几年城镇供、排水、燃气管道,以及城市地下电力、通讯护套管道等市政用塑料管道仍将成为近几年发展重点。


九、塑料行业基本面如何分析

图8

需求分析——


解释变量:


1、塑料薄膜产量


2、塑料薄膜企业装置开工率


3、LLDPE出口量


预期变量:


1、与替代品LDPE价差


2、塑料薄膜产能变化


3、塑料薄膜企业新订单、原料库存、成品库存


4、贸易商对后市预期


5、塑料薄膜企业对后市预期


供给分析——


解释变量:


1、LLDPE产量、装置检修、装置开工率


2、LLDPE进口量


3、LLDPE的生产厂家、贸易商、社会仓库及交易所库存


预期变量:


1、LLDPE产能变化


2、原油、石脑油、乙烷气、甲醇价格,LLDPE、石化总体、HDPE的利润情况


3、内盘期现价差、内外盘现货价差、期现价差,


4、生产技术的进步


5、生产企业的后市预期


供需平衡预测——


国内产量预测:预测在产产能及开工率国内进口量预测:根据内外价差及进口的季节性变化


国内需求预测:根据年度需求的比例提升及季节性调整


以月为单位,根据以上的预测结果,判断后续的供需关系变化,并跟踪库存的变化来对照前期的预测


十、聚乙烯价格影响因素之一:上游原料价格波动


1、原油(Crude oil)——石脑油(Naphtha)——乙烯(Ethylene/C2)——聚乙烯(Polyethylene,PE)


线性聚乙烯是聚乙烯的一种,从生产流程中可以看出,原油、石脑油以及乙烯是其上游原料,它们价格的波动将会直接影响到PE,包括LLDPE的价格变化。


上游原料价格的涨跌对PE市场形成短期与长期两类影响。短期影响在于上游原料的价格起伏对贸易商产生的心理影响,经销商的“蓄水池”作用使得看多或者看空心理的转变与原料价格变化密切相关。比如,油价或单体的连续暴涨可能激发经销商的炒作情绪导致成交放量,推动聚乙烯价格上扬。


作为LLDPE的上游原料,原油、石脑油以及单体价格的变化势必会引起LLDPE价格波动,这种影响作用是一种成本驱动,也是一种长期影响。


2、原油


我们目前所看到的油价是一种期货价格,加之聚乙烯的生产加工有一定周期,因此原油涨跌对于当日PE现货而言并不会产生成本方面的影响,它所产生的成本驱动会有一定的延迟性。


3、石脑油


对于PE而言成本方面影响最大的是石脑油,而并非原油。因为目前聚乙烯大部分的装置都是一体化的装置,即这些工厂是采购石脑油的,而非乙烯单体。


4、乙烯单体

图9

这是中国聚乙烯生产成本的构成。原料(单体和á烯烃)在成本因素中占到的比例高达87%以上。而在聚烯烃的生产成本中,其他因素是相对稳定的,因此可以说单体价格的变化是影响聚烯烃成本最主要的因素。


一般,从乙烯加工至聚乙烯的成本在120-150美元/吨。但如前所述,PE大部分装置是一体化装置,因此乙烯单体对聚乙烯价格的影响不如石脑油价格来得直接。


十一、聚乙烯价格影响因素之二:供需情况


1、供应方面


(1)国内石化


国内方面对LLDPE价格的影响主要在于石化的库存、装置的检修与切换以及石化的结算、考核政策。


具体来说,石化库存是社会资源总量的一部分,而这一部分又直接关联着国内石化的定价措施,因此,石化库存的高低是LLDPE价格的晴雨表。一般说来,国内石化有各自的设计库容,当库存水平超过正常库存时,迫于销售压力国内石化可能会采取降价的措施以促进销售。反之,当销售顺畅,库存偏低时,也意味着石化存在推涨的潜能。


装置的检修以及切换会导致某个级别或者牌号原有的供应骤减或激增,从而打破原来的供需平衡,引起LLDPE价格波动。


再者,石化的考核政策对LLDPE的价格也会产生一定影响。例如,中石化的月底停销结算以及中油月度买断,一方面在供应上,另一方面在定价上均会对现货价格带来影响。


(2)进口供应


进口供应对于国内LLDPE市场价格的影响主要体现在数量和价格两方面,其中数量的影响更为主要。在正常情况下,一般国外供应商会有相对固定的数量销往中国大陆市场,因此,供应量的突变会对国内市场的供需平衡产生影响。例如,在国内供应与需求相对平稳的情况下,进口量连续数月萎缩或剧增,必然导致原有的供需平衡局面遭到破坏,在寻求新的平衡的过程中,现货价格会出现较为明显的涨跌。


供应量的变化与其装置检修情况和开工率密切相关,除此之外,也与该供应商国内的内需情况以及周边国家的市场状况有很大关联,如东南亚、中东等。


从长期来看,供应商对中国地区的销售量还与其企业战略有关,如果扩产计划、销售格局等。


2、需求方面


(2)实际需求


所谓实际需求,是指下游工厂的生产需求,影响主要涉及三方面。


第一,现有库存情况对采购时机的影响。下游工厂的库存同样是社会资源总量的一部分,它的高低与否直接影响着工厂的采购时间,对原料市场的成交是一个不可忽略的影响因素。


第二,下游工厂的生产条件对开工率的影响,直接关联需求量。这一方面主要体现在夏季工厂限电,导致开工率不足。


第三方面则与下游工厂制品销售相关:1. 产品销售的淡旺季——如LLDPE在中国市场的一个主要用途为农用薄膜,一般春节前后以及7-9月份是其两个生产旺季,分别集中生产地膜和大棚膜,对LLDPE需求旺盛;2. 产品销售价格的涨跌影响工厂采购对成本的控制——如农用薄膜是利润率较低的下游制品,其产品销路不佳或者价格下跌会直接影响工厂对原料采购的成本控制,从而影响成交量;3. 各种交易会议的召开对下游工厂的订单情况产生影响,促进需求增长。


(3)投机需求


所谓投机需求,是指贸易商行为,如集中备货或抛售而引起的需求变化。其中主要涉及的方面包括贸易商的库存、货源成本、资金状况以及心态。


库存——除却石化库存、下游库存,贸易商的库存就是社会资源量中的另一主要组成部分。贸易商的库存表征着“蓄水池”的容量大小,库存水平偏高意味着市场流通环节不畅,价格上涨乏力,呈现走软迹象;而库存偏低,则表示市场成交尚可,具备上行动力。


资金状况——贸易商如果存有付汇压力,往往会通过低价销售货源以回笼资金,从而导致市场出现一些超低报价,在行情走势不明朗的情况下,动摇人气。但通常来讲,这种情况对价格的影响力有限。


心态——这意味着贸易商对后市的预期,与其是否备货建仓直接相关,对短期内成交量的影响较为明显,从而引导价格走向。


十三、聚乙烯价格影响因素之三:宏观政策法规


1、进口关税


由于线性的主用用途之一在于生产农地膜等农产品,出于对农民的政策补助,2005年我国LLDPE的进口关税下调至6.5%,远低于LDPE和HDPE,在当时刺激了LLDPE的进口贸易,2005年LLDPE进口总量较2004年大幅增长近百分之五十,在北方港口尤为明显。


2、出口退税


国家税务总局2007年90号通知,7月1日起,塑料及其下游制品(税则号3901-3926)出口退税率降低到5%。


十四、技术资料:世界上主要的11种聚乙烯生产技术


目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多,拥有LDPE技术的有7家,LLDPE和全密度技术的企业有10家,HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况看,高压法生产LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法,釜式法和管式法工艺技术均已成熟,目前这两种生产工艺技术并存。发达国家普遍采用管式法生产工艺。此外,国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系,可降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。低压法生产HDPE和LLDPE,主要采用钛系和络系催化剂,欧洲和日本多采用齐格勒型钛系催化剂,而美国多采用络系催化剂。目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术用11种,现简单介绍如下:


(1)巴塞尔公司气相法Spherilene工艺


生产线性PE可从很低密度PE(ULDPE)到LLDPE,也可生产HDPE等。采用齐格勒-纳塔型钛基催化剂和Spherilene气相法工艺。在轻质惰性烃类存在下,催化剂和进料先进行本体预聚合,在缓和条件下发生本体聚合。浆液进入第一台气相反应器,采用循环气体回路冷却器散热,再进入二台气相反应器。生产产品密度从ULDPE(小于900kg/m3)到HDPE(大于960 kg/m3),熔体流动速率(MFR)从0.01-100。因采用二台气相反应器,故可生产双峰级和特种聚合物。Spherilene工艺1992年推向市场以来,现已拥有生产能力180万吨/年。六套生产装置(美国1套、韩国2套、巴西2套、印度1套)己投入运转,另有二套(印度和伊朗各1套)在建设中,单线生产能力可从10万吨/年-30万吨/年。目前,中国没有这类技术的生产装置。


(2)北欧化工公司北星(Bastar)工艺


北星PE工艺可生产双峰和单峰LLDPE、MDPE(中密度PE)和HDPE。采用串联的回路、气相低压法反应器。PE密度为918-970kg/m3,熔融指数0.1-100。采用Z-N催化剂或SSC(单活性中心)催化剂。


催化剂与丙烷稀释剂混入进入紧凑的预聚合反应器,同时送入共催化剂、乙烯、共聚单体和氢气。预聚合的浆液再进入第二台较大的浆液回路反应器,在超临界条件(75-100℃、5.5-6.5MPa)下操作。可生产双峰级产品。经闪蒸后的聚合物进一步送入流化床气相反应器,无需加入新催化剂,可得到均聚物,气相反应落操作条件为:75-100℃、2.0MPa。第一套工业化装置于1995年在芬兰投运,阿布扎比建设的二条生产线(45万吨/年双峰级产品)于2001年下半年投运。第5套25万吨/年装置(第二套双峰级)也在中国上海石化公司建成,成为中国最大的PE装置,该工艺单线最大的设计能力可达30万吨/年。


(3)BP公司气相法Innovene工艺


可生产LLDPE和HDPE产品,采用Z-N钛基、铬基或茂金属催化剂。铬催化剂可生产宽分子量分布的产品,齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂生产窄分子量分布的产品。床层反应器操作条件缓和,为75-100℃和2.0MPa。可采用丁烯或已烯为共聚单体。己有30套生产线投入运转、设计或建设中。能力范围为5万-35万吨/年。


Technip公司与BP公司合作,在欧洲、前苏联、南美、中国和马来西亚拥介BP公司生产聚乙烯的Innovene工艺。BP公司Innovene PE能力现已超过800万吨/年,包括伊朗Bandar Iman、苏格兰格兰杰默斯、印度尼西亚梅拉克和马来西亚克尔蒂赫等的PE装置。中国独山子石化公司LLDPE/HDPE装置的二次扩建也采用Innovene工艺,从12万吨/年扩增到20万吨/年。赛科新建的60万吨聚乙烯将采用该技术。


(4)埃克森美孚公司管式和釜式反应工艺


采用高压自由基工艺生产LDPE均聚物和EVA(乙烯醋酸乙烯)共聚物。采用大规模管式反应器(能力13万-35万吨/年)和搅拌釜式反应器(能力约10万吨/年)。管式反应器操作压力高达300MPa,釜式反应器低于200MPa。高压工艺的优点是缩短停留时间,相同的反应器可从生产均聚物切换至共聚物。均聚物聚合物密度为912-935 kg/m3,熔融指数为0.2-150。醋酸乙烯含量可高达30%。生产每吨聚合物的物耗、能耗为:乙烯1.008吨,电力800kwh,蒸汽0.35t,氮气5m3。已有23套高压法反应器投运,产能为170万吨/年。生产均聚物和各种共聚物。目前燕山新建的20万吨/年LDPE装置即采用该公司的管式法技术。


(5)三井化学公司低压浆液法CX工艺


可生产HDPE和MDPE,采用低压浆液法CX工艺。可生产双峰分子量分布的产品。乙烯、氢气、共聚单体和超高活性催化剂进入反应器,在浆液状态下发生聚合反应,聚合物性质自动控制系统可有效地控制产品质量,超高活性催化剂无需从产品中脱除。从浆液中分离出来的90%的溶剂,无需作任何处理就可直接循环至反应器。可生产窄或宽分子量分布的产品,密度为930-970 kg/m3,熔融指数0.01-50。生产每吨产品的物耗、能耗为:乙烯和共聚单体1010 kg,电力305 kwh,蒸汽340 kg,冷却水190 t,氮气30 m3。已有35条生产线投运或建设中,总能力360万吨/年。国内目前由于该技术的企业主要有大庆的22万吨装置、扬子和燕山的14万吨装置,兰州的7万吨装置。


(6)雪佛龙-菲利浦斯公司双回路反应器LPE工艺


用菲利浦斯石油公司LPE工艺生产线性聚乙烯(LPE)。采用极高活性催化剂在回路反应器和异丁烷浆液中进行聚合。产品熔融指数和分子量分布可由催化剂、操作条件和氢气来调节控制。共聚单体可用丁烯-1、已烯-1、辛烯-1等。高活性催化剂使之无需脱除催化剂,聚合时无石蜡或其他副产物生成,大大减少了对环境的逸散污染。乙烯、异丁烷、共聚单体和催化剂连续进入回路反应器,在低于100℃和约4.0MPa下发生反应,停留时间约1小时。乙烯单程转化率超过97%。生产每吨产品的物耗、能耗为:乙烯1.007吨,催化剂和化学品2~10美元(对于不同产品),电力350 kwh,蒸汽0.25 t,冷却水185 t,氮气30 m3。已有82条生产线投运和建设,占世界PE能力34%。上海金菲公司的13.5万吨装置就是采用该技术。茂名新建的35万吨/年的新装置也可能采用该技术。


(7)Univation技术公司低压气相法Unipol工艺


用低压、气压Unipol PE工艺生产LLDPE-HDPE。采用浆液催化剂和气相、流化床反应器。用常规的和茂金属催化剂无需脱除催化剂步骤。投资和操作费用较低,对环境污染较少。乙烯、共聚单体和催化剂进入流化床反应器,操作条件为约100℃和2.5MPa。产品密度为915-970kg/m3,熔融指数0.1-200。根据催化剂类型可调节窄或宽分子量分布。已有89条生产线投运或建设。单线能力可为4万-45万吨/年。目前国内采用该技术的装置较多,主要为茂名、吉化、扬子、天津、中原、广州、大庆、齐鲁等。


(8)Stamicarbon公司COMPACT工艺


该工艺采用先进的Z-N催化剂利用COMPACT Solution技术生产密度为900-970kg/m3的PE。采用搅拌釜式反应器,聚合温度200℃。氢用于控制聚合物分子量。无需脱除催化剂步骤。生产每吨产品的物耗、能耗为:乙烯和共聚单体1.016t,电力500kwh,蒸汽400kg,冷却水230m3,低压蒸汽(产出)330kg。有5套装置投运,总能力65万吨/年。


(9)巴塞尔聚烯烃公司Hostalen工艺


用搅拌釜的Hostalen工艺生产HDPE。采用并联或串联的二台反应器进行浆液聚合。生产每吨产品的物耗、能耗为:乙烯和共聚单体1.015 t,蒸汽400 kg,电力350 kwh,冷却水165 m3。已有31条生产线运转或设计中,生产能力近340万吨/年。目前在国内采用该技术的装置为辽化公司,生产能力只有4万吨。该技术目前单线最大生产能力可达到35万吨/年,可生产包括双峰在内的几乎所有产品,其中其薄膜、中空和管材等产品在世界上具有一定的知名度。


(10)埃尼化学公司高压法工艺


采用高压法釜式或管式工艺生产LDPE和EVA。LDPE密度为918-935 kg/m3,EVA中VAM(醋酸乙烯单体)含量可从3%-40%。己有24条生产线运转或设计中,单线能力可高达20万吨/年。目前该装置投资费用和能耗相对较高,新建装置一般不采用该技术。


(11)Stamicarbon公司高压法工艺


利用高压管式反应器生产LDPE和EVA共聚体。生产每吨产量的物耗、能耗为:乙烯1.005t,电力800 kwh,高压蒸汽230 kg,冷却水120 m3,低压蒸汽(产出)650 kg。1996年起,已有单线能力15万-30万吨/年装置多套投运,总能力超过180万吨/年。