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[行業(yè)聚焦]：環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝競爭力分析，選擇哪種工藝更好？
閱讀： 835 時(shí)間：20月前 來源：化工平頭哥
近年來，中國化工產(chǎn)業(yè)的技術(shù)工藝取得了長足的進(jìn)步，這使得化工品生產(chǎn)方式趨于多樣化，進(jìn)而導(dǎo)致化工品市場競爭力的差異化。本文主要對(duì)環(huán)氧丙烷的不同生產(chǎn)工藝進(jìn)行深入探討。
據(jù)調(diào)查，環(huán)氧丙烷在嚴(yán)格意義上講，可以有三種生產(chǎn)工藝，分別是氯醇法、共氧化法（Halcon法）和過氧化氫直接氧化法（HPPO）。目前，氯醇法和HPPO法是環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的主流工藝。
氯醇法是一種以丙烯和氯氣為原料，通過氯醇化、皂化、精餾等工藝生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的方法。該工藝具有較高的環(huán)氧丙烷收率，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量廢水和廢氣，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響。
共氧化法是一種使用丙烯、乙苯和氧氣為原料生產(chǎn)環(huán)氧丙烷的工藝。首先，乙苯和空氣反應(yīng)生產(chǎn)過氧化乙苯，然后，過氧化乙苯與丙烯發(fā)生環(huán)化反應(yīng)，生成環(huán)氧丙烷和苯乙醇。此工藝具有較為復(fù)雜的反應(yīng)過程，且產(chǎn)生的副產(chǎn)物較多，因此，也面臨著對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。
HPPO法是一種將甲醇、丙烯、過氧化氫按質(zhì)量比4.2:1.3:1的比例加入含有沸石硅酸鈦催化劑(TS－1)的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的工藝。該工藝可以使98％的雙氧水發(fā)生轉(zhuǎn)化，并且環(huán)氧丙烷選擇性可達(dá)95％，未完全反應(yīng)的少量丙烯可以循環(huán)回反應(yīng)器再利用。最重要的是，該工藝生產(chǎn)的環(huán)氧丙烷是目前國內(nèi)唯一允許出口的產(chǎn)品。
我們從2009年至2023年中旬的價(jià)格走勢來測算，看過去14年中氯醇法和HPPO法是環(huán)氧丙烷這兩種工藝的變化規(guī)律。
氯醇法環(huán)氧丙烷
1、氯醇法環(huán)氧丙烷在大部分時(shí)間內(nèi)處于盈利狀態(tài)。在過去的14年中，氯醇法環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)利潤最高時(shí)達(dá)到8358元/噸，出現(xiàn)在2021年，而2019年則出現(xiàn)小幅虧損，虧損額為55元/噸。
2、氯醇法環(huán)氧丙烷的利潤波動(dòng)與環(huán)氧丙烷的價(jià)格波動(dòng)保持一致。環(huán)氧丙烷價(jià)格上漲時(shí)，氯醇法環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)利潤也相應(yīng)上漲。這種一致性反映出市場供求關(guān)系和產(chǎn)品價(jià)值的變化對(duì)兩種產(chǎn)品的價(jià)格有著共同的影響。例如，在2021年，由于疫情導(dǎo)致軟泡聚醚消費(fèi)量大幅增長，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)了環(huán)氧丙烷價(jià)格上漲，最終創(chuàng)造了氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)利潤的歷史新高。
3、丙烯與環(huán)氧丙烷的價(jià)格波動(dòng)存在長周期的趨勢性一致性，但在大多數(shù)時(shí)間里，兩者的波動(dòng)幅度存在較大差距。這表明丙烯和環(huán)氧丙烷的價(jià)格受到不同的影響因素，其中丙烯價(jià)格對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的影響尤為顯著。由于丙烯是氯醇法環(huán)氧丙烷的主要原材料，因此其價(jià)格波動(dòng)會(huì)對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)成本產(chǎn)生重大影響。
總的來說，中國氯醇法環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)利潤在過去14年中大部分時(shí)間處于盈利狀態(tài)，其利潤波動(dòng)與環(huán)氧丙烷價(jià)格波動(dòng)保持一致，而丙烯價(jià)格是影響氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)利潤的重要因素。
HPPO法環(huán)氧丙烷
1、中國HPPO法環(huán)氧丙烷在大部分時(shí)間內(nèi)處于盈利狀態(tài)，但相比氯醇法，其盈利水平普遍較低。在極少的時(shí)間內(nèi)，HPPO法環(huán)氧丙烷出現(xiàn)了虧損的情況，而且在大部分時(shí)間內(nèi)，其盈利水平與氯醇法有明顯的差距。
2、由于2021年環(huán)氧丙烷價(jià)格的大幅上漲，HPPO法環(huán)氧丙烷在2021年的利潤達(dá)到了歷史最高值，最大值達(dá)到了6611元/噸。然而，這個(gè)盈利水平與氯醇法相比，仍有近2000元/噸的差距。這表明，盡管HPPO法在某些方面具有優(yōu)勢，但在整體盈利水平上，氯醇法仍具有明顯的優(yōu)勢。
3、此外，通過采用50%的雙氧水價(jià)格測算HPPO法利潤，發(fā)現(xiàn)雙氧水價(jià)格與丙烯、環(huán)氧丙烷的價(jià)格波動(dòng)并無明顯相關(guān)性。這表明，中國HPPO法環(huán)氧丙烷的利潤受制于丙烯和高濃度雙氧水的價(jià)格。由于這些原材料和中間產(chǎn)品的價(jià)格波動(dòng)與市場供求和生產(chǎn)成本等因素密切相關(guān)，因此對(duì)HPPO法環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)利潤產(chǎn)生了重要影響。
中國HPPO法環(huán)氧丙烷在過去14年中的生產(chǎn)利潤波動(dòng)呈現(xiàn)出大部分時(shí)間盈利但盈利水平較低的特點(diǎn)。盡管在某些方面具有優(yōu)勢，但整體上仍需提升其盈利水平。同時(shí)，HPPO法環(huán)氧丙烷的利潤受原材料和中間產(chǎn)品的價(jià)格波動(dòng)影響較大，尤其是丙烯和高濃度雙氧水。因此，生產(chǎn)廠家需要密切關(guān)注市場動(dòng)態(tài)，合理調(diào)整生產(chǎn)策略以獲得最佳的利潤水平。
兩種生產(chǎn)工藝下的主料原料對(duì)其成本的影響
1、盡管氯醇法和HPPO法環(huán)氧丙烷的利潤波動(dòng)顯示出一致性，但它們?cè)谠蠈?duì)其利潤的影響上存在明顯的差異性。這種差異性表明這兩種生產(chǎn)工藝在應(yīng)對(duì)原料價(jià)格波動(dòng)時(shí)的成本管理和利潤控制能力有所差異。
2、在氯醇法中，丙烯對(duì)成本的占比平均達(dá)到67%，大部分時(shí)間占比超過半數(shù)，最高時(shí)達(dá)到72%。這表明在氯醇法生產(chǎn)工藝中，丙烯的成本影響權(quán)重最大。因此，丙烯價(jià)格的波動(dòng)對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的成本和利潤存在直接的影響。這一觀察結(jié)果與前面提到的氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)利潤與丙烯價(jià)格波動(dòng)存在長周期趨勢一致性是一致的。
相比之下，在HPPO法中，丙烯對(duì)其成本的影響平均值在61%，個(gè)別最高影響占比在68%，最低在55%。這表明在HPPO生產(chǎn)工藝中，丙烯的成本影響權(quán)重雖大，但不及氯醇法對(duì)其成本的影響力度。這可能是由于HPPO法生產(chǎn)工藝中使用的雙氧水等其他原料對(duì)成本的影響較大，從而降低了丙烯價(jià)格波動(dòng)對(duì)成本的影響程度。
3、如果丙烯價(jià)格波動(dòng)10%，氯醇法成本影響將超過HPPO法。這意味著在面對(duì)丙烯價(jià)格波動(dòng)時(shí)，氯醇法的成本受影響程度更高，相對(duì)而言，HPPO法則具有更好的成本管理和利潤控制能力。這一觀察結(jié)果再次突顯了不同生產(chǎn)工藝在應(yīng)對(duì)原料價(jià)格波動(dòng)時(shí)的差異性。
中國氯醇法和HPPO法環(huán)氧丙烷的利潤波動(dòng)存在一致性，但原料對(duì)其利潤的影響存在差異性。在應(yīng)對(duì)原料價(jià)格波動(dòng)時(shí)，兩種生產(chǎn)工藝表現(xiàn)出不同的成本管理和利潤控制能力。其中，氯醇法對(duì)丙烯價(jià)格波動(dòng)的敏感性較高，而HPPO法則具有較好的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。這些規(guī)律對(duì)于企業(yè)選擇生產(chǎn)工藝和制定生產(chǎn)策略具有重要的指導(dǎo)意義。
兩種生產(chǎn)工藝下的輔料原料對(duì)其成本的影響
1、液氯對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的成本占比影響在過去14年中的平均值僅為8%，甚至可以認(rèn)為幾乎無成本直接影響。這一觀察結(jié)果表明，液氯在氯醇法生產(chǎn)工藝中扮演的角色相對(duì)次要，其價(jià)格的波動(dòng)對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的成本影響較小。
2、高濃度雙氧水對(duì)HPPO法環(huán)氧丙烷的成本影響則明顯高于氯氣對(duì)氯醇法的成本影響。雙氧水在HPPO法生產(chǎn)工藝中作為關(guān)鍵的氧化劑，其價(jià)格的波動(dòng)對(duì)HPPO法環(huán)氧丙烷的成本影響僅次于丙烯，也是存在直接的影響。這一觀察結(jié)果突出了雙氧水在HPPO法生產(chǎn)工藝中的重要地位。
3、如果企業(yè)自身副產(chǎn)氯氣，其氯氣對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的成本影響可以忽略不計(jì)。這可能是由于副產(chǎn)氯氣的量通常較小，對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的成本影響相對(duì)有限。
4、如果采用75%濃度的雙氧水，其雙氧水對(duì)HPPO法環(huán)氧丙烷的成本影響占比將會(huì)超過30%，成本影響繼續(xù)快速提升。這一觀察結(jié)果表明，HPPO法的環(huán)氧丙烷不僅受到原料丙烯的大幅波動(dòng)影響，也受到雙氧水價(jià)格的大幅波動(dòng)影響。由于HPPO法生產(chǎn)工藝中使用的雙氧水濃度提高到75%，因此雙氧水的用量和成本占比也相應(yīng)增加，市場的影響因素更多，其利潤的波動(dòng)率也將越大，對(duì)其市場價(jià)格的影響也相應(yīng)越大。
對(duì)于氯醇法和HPPO法環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)工藝，其輔料原料的成本影響存在顯著的差異。液氯對(duì)氯醇法環(huán)氧丙烷的成本影響較小，而雙氧水對(duì)HPPO法環(huán)氧丙烷的成本影響則更為顯著。同時(shí)，如果企業(yè)自身副產(chǎn)氯氣或采用不同濃度的雙氧水，其成本影響也會(huì)有所不同。這些規(guī)律對(duì)于企業(yè)選擇生產(chǎn)工藝、制定生產(chǎn)策略以及進(jìn)行成本控制具有重要的指導(dǎo)意義。
根據(jù)目前的數(shù)據(jù)和趨勢，未來環(huán)氧丙烷在建項(xiàng)目將超過目前的規(guī)模，其中大部分新增項(xiàng)目將采用HPPO法和乙苯共氧化法。這種現(xiàn)象將會(huì)導(dǎo)致丙烯和雙氧水等原材料的需求量增加，從而對(duì)環(huán)氧丙烷的成本和行業(yè)整體成本產(chǎn)生更大的影響。
從成本角度來看，產(chǎn)業(yè)鏈一體化模式發(fā)展的企業(yè)能夠更好地控制原材料的影響權(quán)重，從而降低成本和提高市場競爭力。由于未來環(huán)氧丙烷新增項(xiàng)目大多采用HPPO法，因此對(duì)于雙氧水的需求也將增加，這使得雙氧水的價(jià)格波動(dòng)對(duì)環(huán)氧丙烷成本的影響權(quán)重將會(huì)增長。
此外，由于未來環(huán)氧丙烷新增項(xiàng)目采用乙苯共氧化法也將增加對(duì)丙烯的需求，因此丙烯的價(jià)格波動(dòng)對(duì)環(huán)氧丙烷成本的影響權(quán)重也將增加。這些因素將會(huì)對(duì)環(huán)氧丙烷行業(yè)帶來更多的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
總的來說，未來環(huán)氧丙烷行業(yè)的發(fā)展將受到在建項(xiàng)目和原材料的影響，對(duì)于采用HPPO法和乙苯共氧化法的企業(yè)來說，需要更加注重成本控制和產(chǎn)業(yè)鏈一體化發(fā)展，而對(duì)于原材料供應(yīng)商來說，需要加強(qiáng)原材料供應(yīng)的穩(wěn)定性和控制成本以提高市場競爭力。
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