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2024年中国芳烃工业产业研究报告
芳烃,即芳香烃,是一类有机化合物,由苯环和其他碳氢化合物组成。它们具有稳定的芳香性,因此被称为芳烃。这类化合物在有机化学发展初期,几乎都在挥发性、有香味的物质中发现,但后来发现许多性质应属芳香族的化合物却没有香味,因此现今芳香烃指的只是含有苯环的化合物。
芳烃按照苯环的数量和连接方式可以分为单芳香烃、多环芳烃和稠环芳烃。单环芳烃是最简单的是苯,其他还包括甲苯、二甲苯(邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯)等,其特征是仅含有一个苯环;多环芳烃含有两个或更多相互稠合的苯环。例如,萘(有两个苯环稠合在一起)、蒽(三个苯环稠合)、菲(两个苯环并列稠合)等;稠环芳烃通常指那些苯环直接相连并且形成紧密空间结构的芳烃,多环芳烃中的部分属于此类,此外还有更复杂的稠环芳烃如焦炭中的芘(四个苯环稠合)和多环芳香烃混合物等。
芳烃工业上游主要为原材料的供应和加工环节;产业链中游主要为芳烃的生产制造环节;产业链下游为主要为芳烃衍生物制造以及其他应用领域。
芳烃工业上游原材料为石油、煤炭、天然气,主要环节包括石油提炼、煤化工、天然气提纯。其中,石油提炼是指从石油中提炼苯、甲苯、二甲苯等芳烃。煤化工是指通过煤炭的气化或液化,制备芳烃原料,如苯、萘等。天然气提纯是指从天然气中提取芳烃原料,如苯、二甲苯等。
从芳烃细分品类的角度来看,在纯苯和甲苯的生产过程中,石油、煤炭以及天然气是其最常用的原材料。从原材料的产量来看,2022年中国原油产量为2.05亿吨,同比增长3%;煤炭产量为45.6亿吨,同比增长10%,2022年中国煤炭消费量同比增长4.3%,并且在基建、地产行业的带动下,煤炭需求总量将保持增长态势;天然气产量为2,201.10亿立方米,同比增长6%。因此,原材料供应充足保证了纯苯的安全稳定生产。
将低辛烷值的石脑油转化为二甲苯,是目前应用最广泛的工艺技术之一。从石脑油的产量来看,截至2023年中国石脑油的产量累计达7,837.5万吨,同比增长10%,石脑油生产企业主要包含中国石化、中国石油等。
芳烃工业产业链中游为芳烃生产环节,主要环节为裂解过程和芳烃合成,首先利用热裂解技术,将芳烃原料裂解成较小分子,如乙烯、丙烯等,再利用催化剂,将裂解产物或其他碳氢化合物合成目标芳烃,主要包括苯、甲苯、二甲苯。
从乙烯的产能利用情况来看,2022年中国乙烯产能达4,933万吨,产量为2,897.51万吨,较2021年增加71.83万吨,同比增长2.54%。从丙烯的需求变动情况来看,2022年中国丙烯产能达6,088.6万吨,能够满足中国国内的大部分需求,满足芳烃工业生产。
从产能分布情况来看,2023年中国纯苯产能为2,311万吨,产量达1,611万吨,主要分布在华东地区、其次为东北地区,核心民营企业包括盛虹炼化,国有企业包括中石油、中石化、中海油等;此外,2022年中国甲苯产能为2,231万吨,产量达1,426万吨;二甲苯产能为4,334万吨,产量达2,812万吨。
芳烃工业产业链下游为芳烃衍生物制造以及其他应用领域。芳烃衍生品主要包括如酚、醛、酮、酯等,而芳烃是一种重要的有机化工原料,被广泛应用于合成树脂、合成纤维、合成橡胶、洗涤剂、增塑剂、染料、医药、香料、农药等工业领域。
苯乙烯是纯苯最大的下游,占纯苯应用45%左右。从下游的需求情况来看,2020年至 2023 年苯乙烯产能快速增长,2022年苯乙烯产能1,759万吨,增速20.56%。从进出口情况来看,2021年至2022年苯乙烯进口依存度大幅下降,随着近年来国内苯乙烯产能的不断增长,苯乙烯对外依存度持续下降,2022年进一步下降至4%,随着全球经济好转,预期进口将有所恢复。
甲苯最大的下游为进入歧化/选择性歧化装置,即TDP/STDP增产二甲苯,需求占比高达40%。二甲苯被广泛用于颜料、油漆等的稀释剂,印刷、橡胶、皮革工业的溶剂等。其中,对二甲苯则是生产聚酯纤维、合成纤维、工业塑料的重要中间体。
芳烃工业上游原材料主要包括原油、煤炭和天然气。从芳烃工业原材料供应情况来看,上游原材料供应充足。2022年中国原油产量为2.05亿吨,同比增长3%;煤炭产量为45.6亿吨,同比增长10%;天然气产量为2,201.10亿立方米,同比增长6%。随着化工行业、电力行业、钢铁行业以及基建、地产行业的带动下,煤炭需求总量将保持增长态势。2022年中国煤炭消费量同比增长4.3%,预计近五年煤炭需求总量将保持增长态势。与此同时,随着煤炭的清洁高效利用率不断提升,新型煤化工得到大力发展,预计化工行业对煤炭的需求增速将保持较高水平。
芳烃工业中游为芳烃生产环节,其主要产品为纯苯、甲苯、二甲苯以及PX。受中国聚酯行业迅速发展的影响,带动精对苯二甲酸PTA消费量的猛增,推动对二甲苯的消费量快速增长,推动中国二甲苯生产能力的提升,产能持续扩张,2022年二甲苯消费量达2,656万吨。与此同时,随着中国芳烃工业国产化率提升,进口需求降低。从芳烃工业的进出口情况来看,2018年开始中国甲苯进口量减少、出口量增加,2023年甲苯净出口453.27万吨。同时,中国对二甲苯进口量减少也同步下降,并且得益于芳烃联合装置的集中投建,中国对二甲苯PX供应缺口被快速填补,净进口依存度由50.59%下降至22.66%,2022年对二甲苯进口量为1,058.05万吨,同比下降22.5%。
烯烃工业下游包括芳烃衍生物制造以及其他应用领域,下游需求呈明显增长趋势。目前,中国的PET聚酯行业已经进入成熟阶段,其产业的区域集中度达到相当高的水平。截至2022年,中国聚酯产量前十名企业均位于浙江和江苏两省,而前三十名中,浙江和江苏的企业占比超过2/3。浙江和江苏两省的聚酯产能已经占据全国总产能的75%,而福建则占8%。东部沿海省份的产能更是达到了全国总产能的97%。
目前,中国已经成功实现对精对苯二甲酸(PTA)的自主供给,并且随着民营聚酯企业积极向上游配套发展PTA原料生产,产量迎来了爆发式增长。仅在2022年,PTA产量就达到了5,312.93万吨,占据全球总产量的64.6%。在接下来的2023年至2025年,中国仍将新增2,870万吨/年的PTA产能,年均复合增长率将超过10%,增速高于下游需求的增长速度。
产业政策对于芳烃工业来说至关重要,它不仅直接影响到行业的短期经济效益,也关乎到长期的战略布局和发展方向。在全球日益关注低碳经济和可持续发展的背景下,政策对芳烃工业绿色化、智能化转型的支持力度将更加突出。
芳烃生产的核心技术涵盖了多个复杂的化学工程领域,每一步的技术门槛体现在催化剂研发、化学反应机理理解、过程模拟与优化、设备设计与制造等方面,并且随着环保法规日益严格,如何实现绿色、低碳和循环经济也成为了新的技术壁垒。
近年来,中国芳烃工业市场一直保持稳定增长态势,2022年中国芳烃产量达6,636万吨,预计2027年将增长至6,658万吨。从芳烃细分行业来看,2023年中国纯苯产能为2,311万吨,产量达1,611万吨;甲苯产能为2,231万吨,产量达1,426万吨;二甲苯产能为4,334万吨,产量达2,812万吨。
中国芳烃产能高速增长以2019年恒力石化投产为起点,到2023年中海油惠州2.5期合格品产出为结束,2019-2023年芳烃产能年均复合增长率高达14.93%,总产能超过1.37亿吨,在生产规模上处于全球领先地位。其中,大型炼化一体化贡献了新产能的60%,中国芳烃产业集中度和一体化率进一步提高。预计2024-2028年,中国芳烃产能增速明显放缓,年均增长率下降。在急速扩张期结束后,芳烃产品在油端与化工端的应用差异化发展,需求发展的不平衡,成为行业面临的重要问题。
从地区分布情况来看,得益于经济发达程度和物流、消费市场等因素,中国芳烃产业链各生产环节主要集中于东部沿海省份。2022年,中国PX产能区域分布相对广泛,浙江、辽宁、福建、山东4省占比较高;按区域分析,华东地区的产能占全国比重达64%,东北和华南地区占比分别达20%和7%,东部沿海省份产能占比达83%。
从核心企业的中国芳烃产量分布情况来看,荣盛石化加快推进大芳烃布局发展,其控股子公司浙石化2022年全面投产4,000万吨/年炼化一体化项目(二期),新增660万吨/年芳烃产能,目前荣盛石化芳烃产能超1,180万吨。另一龙头企业恒力石化目前具备年产450万吨PX设计产能,基本用于满足下游精对苯二甲酸PTA产能的原材料需求。此外,还设计生产120万吨纯苯等中国紧缺、高附加值的高端化工产品,具有较强的市场竞争力。
界定逻辑:根据企业披露的2022年财报的芳烃工业相关营收及所在行业地位进行筛选。行业地位参考因素包含烯烃工业企业的产能、产量、研发投入等方面。
从芳烃工业产业链中游民营企业竞争分布情况来看,市场集中化趋势较为明显,荣盛石化、恒力石化芳烃产能超1,500万吨,在芳烃工业中的占比超10%。其中,荣盛石化控股子公司浙石化拥有1,180万吨芳烃产能,恒力石化拥有450万吨对二甲苯PX产能,稳居行业龙头。
企业生产风险:一方面企业需要关注原料供应情况,芳烃原料主要来源于石油炼制过程中的石脑油和重整油,因此,国际原油价格波动、中国炼油产能及结构变化等因素都可能影响到原料供应稳定性。另一方面,芳烃生产工艺复杂,对技术要求高,包括催化重整、吸附分离、歧化反应等核心技术。技术更新换代速度、引进吸收再创新能力以及关键设备国产化程度都会影响企业的竞争力。
企业环保安全风险:芳烃生产过程中可能会产生废水、废气、废渣等污染物,环保政策趋严使得企业在环保治理方面的投入增大。同时,由于其生产过程涉及到高温高压操作,安全生产管理显得尤为重要,任何安全事故都将对企业造成严重损失。因此,对于芳烃的生产和处置过程,应建立严格的环境污染控制措施,确保所有的排放都符合国家和地区的环保标准。
辽宁:作为东北地区的重要石化产业基地,恒力石化等大型企业在长兴岛建设了世界级规模的炼化一体化项目,提升了该地区的芳烃产能。随着技术进步和新项目的不断投建,大连及其周边在芳烃生产方面展现出强大的增长潜力,并对全国乃至全球芳烃供应格局产生积极影响。
上海:以上海漕泾、金山为代表的石化产业集聚区,凭借发达的交通物流网络、雄厚的技术实力以及完整的产业链配套,已经成为中国芳烃产业的核心区域之一。区域内企业持续提升PX等芳烃产品的生产能力,推动产品向高端化、精细化发展,满足市场多元化需求。
江苏:南京化工园等石化基地通过引进高新技术、优化产业结构,着力提高芳烃产品的附加值与竞争力。同时,这些地区积极推动产业升级和绿色可持续发展,致力于打造现代化、环保型的芳烃生产基地。并且,依托其良好的地理位置和政策优势,镇江新区石化产业园区吸引了众多优质企业入驻并投资建设先进的芳烃生产线,逐步构建起高效、环保的芳烃产业链条。
浙江:宁波及舟山两个东部沿海城市凭借天然良港资源,大力发展以原油加工为基础,芳烃为关键产品的石化产业。例如,舟山绿色石化基地的大规模炼化一体化项目显著提升了中国芳烃行业的自主供应能力。
福建:福建省地处中国东南沿海,地理位置优越,具有便利的港口条件,有利于化工产品尤其是芳烃等大宗化学品的进出口贸易。福建省内有多家大型石化企业布局,例如中化泉州石化、福建联合石化等,这些企业在芳烃产业链上可能有所涉足,包括生产PX(对二甲苯)、BTX(苯、甲苯、二甲苯)等基础芳烃产品,并进一步延伸至下游的聚酯纤维、塑料树脂以及精细化工等领域。
广东:广东省是中国经济最为发达的省份之一,其石化产业规模庞大且集中度较高,尤其在珠江三角洲地区拥有多个国家级石化产业基地,如惠州大亚湾石化区、广州南沙石化基地等,这些基地内很可能会包含完整的芳烃产业链条。广东省芳烃生产能力较强,依托丰富的炼油资源和强大的市场需求,企业如中海壳牌、中石化广东分公司等在芳烃生产方面具有重要地位,供应珠三角乃至全国的化工市场。
山东:山东省内,尤其是青岛董家口港区和烟台万华化学工业园内的石化企业,在芳烃领域拥有较大的生产能力,并且与本地轮胎、纺织等下游产业形成了紧密的上下游联动效应,有力推动了区域经济的发展。
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