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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。
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%。
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。
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