【2013年1月 嘉肯行业研究部】
第一节 环氧丙烷产品介绍
环氧丙烷（PO）是一种重要的基本有机化工原料，环氧丙烷上游原材料是丙烯，下游主要用于生产聚醚多元醇，终端下游是聚氨酯软泡及硬泡，广泛应用于汽车、建筑节能、冰箱冷柜、食品烟草、医药及化妆品等领域。
它是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大有机化工产品。它主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和聚氨酯等，也是第4代洗涤剂用非离子表面活性剂、油田破乳剂及农药乳化剂的主要原料。
近年来汽车、冷链物流、建筑节能材料、软体家具制造等下游产业的增长，客观上增加对聚氨酯的需求，增加了对环氧丙烷需求。
第二节 环氧丙烷生产工艺
环氧丙烷生产工艺有氯醇化法、共氧化法、直接氧化法三种。世界范围内氯醇法、共氧化法工艺占比超过90%，但直接氧化法清洁环保、转化率高，受到各国政府鼓励，是行业未来的发展方向。
氯醇法主要工艺过程为丙烯氯醇化、石灰乳皂化和产品精制。主要通过次氯酸与丙烯反应生成氯丙醇，氯丙醇与氢氧化钠乳液或氢氧化钙乳液皂化反应，生成环氧丙烷。
氯醇法生产历史悠久，工业化已有 60多年，代表企业为美国陶氏化学（Dow Chemical）公司。全球环氧丙烷产能约有 40%应用氯醇法工艺，中国氯醇法占比约70%。
该方法的特点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好，对原料丙烯的纯度要求不高，从而可提高生产的安全性，建设投资少，产品成本较低，具有较强的成本竞争力；缺点是水资源消耗大，产生大量废水和废渣，每生产 1 吨环氧丙烷产生 40~50吨含氯化物的皂化废水和 2 吨以上的废渣，生产过程中产生的次氯酸对设备的腐蚀也比较严重，此外，氯醇法生产过程中要消耗大量的氯气，需要在其附近建设配套的烧碱装置。
由于氯醇法生产流程对于环境污染过于严重，政府对新增氯醇法装置进行了限制。发改委明确指出：限制新建在100 万吨/年以下的氯醇法环氧丙烷和皂化法环氧氯丙烷生产装置。
共氧化法，包括异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法 2 种，分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应，生成叔丁醇或苯乙烯，同时联产环氧丙烷。环氧丙烷在共氧化法生产中，只是 1 个产量较少的联产品，每吨环氧丙烷要联产2.2-2.5吨苯乙烯或 2.3 吨叔丁醇，原料来源和产品销售相互制约因素较大，只有环氧丙烷和联产品市场需求匹配时才能显现出该工艺的优势。
共氧化法克服了氯醇法的腐蚀大、污水多等缺点，具有产品成本低和环境污染较小等优点；缺点是工艺流程长，原料品种多，对丙烯纯度要求高，工艺操作需在较高的压力下进行，设备材质多采用合金钢，设备造价高，建设投资大。
共氧化法环氧丙烷产能已占世界总产能的 55%左右，国内仅中海壳牌、镇海炼化两套环氧丙烷装置采用共氧化法工艺。
直接氧化法又称过氧化氢制环氧丙烷法（HPPO ），是在催化剂的作用下，丙烯经过氧化氢直接氧化得到环氧丙烷。HPPO 法的优点是工艺流程较简单，副产品较少，不像氯醇法存在环境污染问题，也不像共氧化法那样产生较多联产品，具有工艺流程简单，产品收率高的特点，属于清洁工艺。缺点是催化剂成本较高，工业化时间较短，工艺还需进一步完善。
国际上已投产的 HPPO 法环丙装置有三套：2008年投产的韩国蔚山 10万吨装置、2008年投产的比利时安特卫普 30万吨装置和 2011年底投产的泰国马塔府的 39万吨装置。 我国还没有工业化的HPPO 装置。但属于国家鼓励技术，一些新建项目宣布采用该技术。
据统计：截至2011年底，PO的工业生产方法主要以氯醇法和共氧化法为主，这两种方法约占世界总产能的90%以上，其中采用氯醇法生产的PO占世界总产量的40%-45%，采用共氧化法生产的PO占世界总产量的55%-60%。近两年，过氧化氢直接氧化丙烯法（HPPO）异军突起，并逐步进入工业领域。
第三节 世界环氧丙烷产业现状
根据SRI咨询公司报道，2005年世界PO的产能为6995kt/a，产量为6223kt，而到2010年产能达到8 658kt/a，产量达到6564kt，产能和产量的年均增长率分别为4.4%和1.1%。预计至2015年产能将达到10Mt/a，年均增长率约为2.9%，至2020年产能将达到10.6 Mt/a，年均增长率约为1.2%。
全球环氧丙烷产能集中在欧美地区。美国陶氏（Dow ）和荷兰利安德巴塞尔（Lyondell Basell ）是全球最大的两家环氧丙烷生产公司，合计约占全球总产能 43%左右，位居其后的公司为壳牌公司、德国BASF公司和日本住友化学公司，前5 大厂商产能占全球总产能的 62%，该行业集中度很高。
美国Dow化学分别在美国、德国和巴西等地建有生产装置，均采用氯醇法技术。Lyondell Basell公司分别在美国、法国和荷兰等地建有生产装置，采用共氧化法技术。两家公司控制了世界PO的大部分市场。
中国为该产业的后起之秀，前十五大生产企业中有四家中国企业。2011全球新增产能也主要集中在亚洲，这主要受益于亚洲下游需求市场，特别是中国市场的推动。大型生产装置有有陶氏在泰国39万吨，山东鑫岳 18万吨，淄博永大5万吨，河北汇川2万吨，2011年全球产能预计在918万吨左右。
序号 |
生产企业 |
产能/（万吨） |
产能占比（%） |
1 |
美国Dow 化学公司 |
207 |
22.6 |
2 |
荷兰Lyondell Basell |
187 |
20.4 |
3 |
壳牌（Shell）公司 |
78 |
8.5 |
4 |
德国巴斯夫（BASF）公司 |
53 |
5.7 |
5 |
日本住友化学工业株式会社 |
41 |
4.4 |
6 |
韩国SK集团 |
28 |
3.1 |
7 |
美国亨斯迈（Huntsman）公司 |
24 |
2.6 |
8 |
西班牙雷普索尔（RepsolYPF）公司 |
22 |
2.4 |
9 |
英国英力士（Ineos）公司 |
20 |
2.2 |
10 |
中国石油化工股份有限公司 |
59 |
6.4 |
11 |
中国山东滨化（BefarGroup）集团 |
18 |
2.0 |
12 |
德国拜尔（Bayer）公司 |
16 |
1.7 |
13 |
中国天津大沽化工厂 |
15 |
1.6 |
14 |
中国锦西化工集团 |
13 |
1.4 |
15 |
日本旭硝子玻璃（Asahi Glass） |
11 |
1.2 |
|
合计 |
749.7 |
100 |
第四节 中国国内环氧丙烷产业发展概况
20世纪80年代，中国先后引进了日本旭硝子玻璃公司、三井东亚、昭和电工和美国陶氏公司PO生产技术。在1988-1995年，国内引进氯醇法技术建成万吨级以上规模的PO生产装置6套，另外中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司采用引进技术建成投产1套20kt/aPO生产装置，这7套万吨级以上PO生产装置的建成投产，奠定了我国PO产业的发展基础。
2006 年中国海洋石油公司与壳牌公司采用壳牌公司的共氧化法技术在广东惠州兴建了250 kt/a 的PO生产装置。
2010年中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司（以下简称镇海炼化）和Lyondell Basell共同投资建成285kt/a PO项目，这也是目前世界上最大的PO/SM生产装置。
经过多年发展，至2010年产能达到1 605 kt/a，产量1 210kt。截至2011年末，中国环氧丙烷产能约为172.5 万吨/年，占全球总产能的19%。2012年国内新增产能包括山东鑫岳 12万吨和河北汇川 2 万吨，预计2012总产能在185万吨左右。宁波镇海炼化、中海壳牌产能排在前两位，滨化股份、方大化工、天津大沽石化等企业产能也在10万吨/年以上，产能前六位企业产能占全国总产能的70%，行业产能集中度较高。
除中海壳牌石油化工公司和镇海炼化的PO装置采用联产SM的共氧化法外，其他PO装置均采用氯醇法。
氯醇法工艺流程较多，产生的次氯酸对设备腐蚀严重，停工检修情况较多，对生产企业经营管理水平要求较高；部分规模较小的氯醇法装置受制于国家环保政策和原料丙烯缺乏，开工率一直维持较低水平，导致国产装置整体开工率不高。据业内结构统计，采用氯醇法工业的厂商装置长期检修，个别企业开工率长期在 3 成左右，而采用共氧化法的工厂开工率较高。
2011年政府颁布的《产业结构调整指导目录（2011年本）》明确指出：限制新建在100 万吨 /年以下的氯醇法环氧丙烷和皂化法环氧氯丙烷生产装置。目前在建的的氯醇法项目都是前期已经获批的，原则上今后不再批准新建的氯醇法项目。新增产能将以大型的共氧化法（POSM ，20万吨级以上）和直接氧化法（HPPO ，10万吨级以上）装置为主。
表2：
2011年国内PO生产厂家及生产能力列表
序号 |
公司名称 |
2011产能 |
1 |
中海油壳牌石油化工有限公司 |
29 |
2 |
中国石化镇海炼化分公司 |
28.5 |
3 |
山东滨化集团有限公司 |
18 |
4 |
山东鑫岳化工有限公司 |
18 |
5 |
天津大沽精细化工股份有限公司 |
15 |
6 |
方大锦化化工科技股份有限公司 |
13 |
7 |
山东金岭化工股份有限公司 |
8 |
8 |
南京金浦锦湖化工有限公司 |
8 |
9 |
山东东大化学工业有限公司 |
6 |
10 |
山东东辰控股集团 |
5 |
11 |
淄博永大化工有限公司 |
5 |
12 |
沈阳金碧兰化工有限公司 |
4 |
13 |
山东石大胜华化工股份有限公司 |
4 |
14 |
江苏钟山化工有限公司 |
4 |
15 |
福建湄洲湾氯碱工业有限公司 |
4 |
16 |
河北汇川轻化工有限公司 |
2 |
17 |
中国石化巴陵分公司 |
1 |
|
合计 |
172.5 |
国内生产企业中一些大型环氧丙烷生产企业有配套的聚醚生产线，如中海壳牌、天津大沽和方大化工等。只有少量环氧丙烷用于外销，导致在市场上流通的环氧丙烷远远低于实际产能。镇海炼化、滨化股份是国内市场上环氧丙烷主要提供商，由于行业供应集中度高，它们的生产行为对环丙价格影响更大，业绩更容易受环氧丙烷价格波动的影响。
近年来国内新建装置单套规模均在40kt/a以上。企业规模效应明显，对原有小型氯醇法生产装置形成较大冲击。国内环氧丙烷行业产能集中度将会越来越高。这客观上影响到环氧丙烷价格的波动。据业内人士介绍，2011上半年环氧丙烷价格走强，原因就是沙特Petro Rabigh 装置检修、日本地震导致住友化学装置停产，导致环氧丙烷供应紧张；2011年底，陶氏化学泰国工厂 39万吨/年投产，对环氧丙烷价格造成了很大的冲击；2012年8 月泰国陶氏、镇海炼化等主要厂商设备检修造成短期供给下降，产品价格走强。
虽然国内过去10年环氧丙烷行业产能扩张速度很快，但下游汽车、冷链物流、建筑节能材料、软体家具制造等行业的高速发展，国内产能无法满足市场对环氧丙烷日益增长的需求，需要通过进口来满足。2011年我国进口环氧丙烷31.4万吨，占比19.3%，2012年1-11月已进口48万吨，超过去年全年。其进口来源国主要集中在泰国、新加坡和沙特。进口总量占比在90%以上，这主要受制于其产品特性，不便捷于长途运输。
未来新增产能中，较大的有吉林神华和赢创合资30万吨项目、烟台万华 24万吨项目和金陵亨斯曼 24万吨项目，预计未来三年仍将有超过 100 万吨产能投产。
第五节 下游应用领域的市场分析
据SRI公司报道：2010年世界PO消费情况为：乙二醇醚4190kt，占世界PO总消费量的6.4%；聚醚43 380kt，占66.3%；丙二醇12 020kt，占18.2%；其他6 050kt，占9.2%。 预计到2015年世界PO需求量将达到8 689kt左右，年均增长率约为5.8%；至2020年，世界PO需求量将达到9771 kt，年均增长率约为2.4%。世界PO需求增长的主要动力将来自于聚氨酯行业对聚醚多元醇的需求增长。
但在国内市场，我国PO的主要消费市场为聚醚多元醇行业，其消费量约占国内PO总消费量的78%；其次为PG丙二醇及其表面活性剂，占11%；其他领域占11%。
聚醚多元醇
聚醚多元醇是聚氨酯工业的主要原料。目前聚氨酯的应用主要集中在4个领域，即家具、汽车、建筑和工业绝热材料，约占聚氨酯全部用量的2/3以上。未来随着国家建筑行业节能政策的出台，硬质聚氨酯泡沫材料作为建筑物屋顶、天花板、墙板、地板等部位的保温隔热节能的理想材料，具有较广阔的应用前景。
2010年我国初级聚醚净进口量约为309.1kt，折合PO需求约为250kt。近年来国内聚醚多元醇装置建设明显加快，据不完全统计，未来 2-3 年，我国新建扩建聚醚多元醇产能将达到 150 万吨，比较大的项目包括蓝星东大 10万吨、抚顺佳化10万吨、江苏钟山 10万吨、金浦锦湖 10万吨、常熟一统 20万吨、隆化科技 20万吨、江苏长华 20万吨、德信联邦 10万吨等项目。150 万吨聚醚需要约 100 万吨环氧丙烷。
聚醚多元醇产能的迅猛增长，将大幅拉动PO的消费，若开工率按80%计，至2012年底国内聚醚多元醇的生产需要PO约1 650kt。
丙二醇及表面活性剂
丙二醇及表面活性剂主要用作不饱和树脂的原料及医药、日化用品和食品湿润剂等。近年来丙二醇扩产加速，而国内丙二醇市场需求不旺，而且有部分替代品成功替代其在某些领域中的应用。预计PO在该领域的消费比例将呈下降趋势。
业内人士分析：PO在其他领域的应用相对比较稳定，其中值得关注的是具有良好发展前景的二氧化碳基生物塑料产业。随着我国承诺的碳排放指标的落实和低碳社会的到来，二氧化碳综合利用，尤其是二氧化碳基生物塑料产业化显得非常具有现实意义。
二氧化碳和PO的共聚物PPC由于具备良好的生物降解性能、成本相对较低、大量利用二氧化碳及聚合物中二氧化碳的质量分数超过40%等特点而受到高度重视。若PPC大规模产业化生产技术取得突破，PO的需求量将会有较大增加。
harcoln.com
— 完 —
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