石油石化行业研究周报：氢气平衡是民营大炼化装置的核心竞争力

行业研 究 行业研究周 报 申港证券股份有限公司证券研究报 告 氢气平衡是民营大炼化装置的核心竞争力 ——石油石化行业研究周报 投资摘要： 每周一谈： “油转化”趋势下，氢气需求提升。通常，炼厂对于氢气需求主要涉及“加氢裂化”和“加氢精制”两方面，其中“加氢精制”可以提高汽油、柴油产品的质量，“加氢裂化”可以将重质油组分转化为石脑油，提高化工品的出率。国内 新建成的炼化项目加大了化工品产率，以及传统炼厂产能改造增加了乙烯等下游产品，下游化工品产出增多，原油催化、加氢等二次加工能力增强，油品通过加氢裂化转化成化工品，大大提升对氢气的需求。 炼厂氢气来源多样。主要有：煤制或天然气制氢（美国炼厂多外购来自于天然气制氢）、催化重整副产氢气、石脑油裂解副产氢气、丙烷、异丁烷脱氢副产、低浓度氢气的回收等。根据炼油与化工技术，从工艺装置副产和炼厂气回收角 度，催化重整是炼厂工艺装置副产低成本氢气的主要来源，重整副产气体中的氢气比例可以达到65%~90%，加氢废气和催化裂化干气中的氢气比例也较高。 民营大炼化通过催化重整制氢具备先天优势。催化重整工艺可将低辛烷值烷烃转化为高辛烷值的芳烃和异构烷烃，同时副产大量低成本氢气。“油转化”本质是芳烃将氢交给烯烃的过程，芳烃装置规模越大，烯烃装置也越容易做大。 若芳烃装置规模较小，为满足较大烯烃装置规模所需要的氢气只能依靠一些高成本的制氢工艺。 民营大炼化通过炼厂干气制取大量低廉氢气，同时成为乙烯装置原料轻质化的手段。炼厂干气是炼油装置在石油加工过程中所得到的气体的总称，其中包括 催化裂化干气、加氢裂化干气、焦化干气、重整干气等，含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯等组分。对于大型炼化装置，催化裂化装置出来的干气中含有乙烯、乙烷等产品，可以充分利用这些副产品，经C3、C4分离后分别送往丙烷脱氢、乙烯裂解及烷基化装置，成为乙烯装置原料轻质化的一种手段，提升原料的利用效率。 制氢能力以及氢气平衡是民营大炼化装置的核心竞争力，成本优势凸显。未来，炼化龙头上下游产能仍有释放空间，且相对于行业中其他企业更具有扩张规模 的能力与优势，行业集中度或将持续提升，业绩增长确定性强，大炼化板块行情有望持续。我们建议持续关注民营炼化龙头恒力石化、荣盛石化、东方盛虹、桐昆股份、恒逸石化。 市场回顾： 板块表现：本周中信一级石油石化指数涨跌幅+2.10%，位居30个行业指数第2位。本周沪深300指数-1.95%，中信一级石油石化指数相对上证指数 +4.05%。石油石化子板块涨跌幅情况：炼油（+6.94%）、石油开采（+4.78%）、油田服务（+2.53%）、工程服务（+2.44%）、油品销售及仓储（+1.89%）、其他石化（-1.78%）。 个股涨跌幅：本周石油石化板块个股涨跌幅前5名：中国石化（+7.97%）、中海油服（+7.54%）、泰山石油（+6.34%）、中国海油（+5.46%）、中晟高科 （+5.33%）；个股涨跌幅后5名：岳阳兴长（-11.23%）、蒙泰高新（-9.02%）、贝肯能源（-8.44%）、海利得（-5.08%）、恒力石化（-4.05%）； 风险提示：政策风险；地缘政治加剧风险；原油价格剧烈波动风险，全球新冠 疫情持续恶化风险； 评级增持（维持） 2022年09月25日 曹旭特分析师 SAC执业证书编号：S1660519040001 周志鹏研究助理 SAC执业证书编号：S1660121040010 行业基本资料 股票家数48 行业平均市盈率9.07 市场平均市盈率11.33 内容目录 1.每周一谈：氢气平衡是民营大炼化装置的核心竞争力4 2.本周行情回顾7 2.1板块表现7 2.2个股涨跌幅7 3.重点石化原料产品价格走势8 3.1C1下游8 3.2C2下游9 3.3C3下游10 3.4C4下游12 3.5苯下游12 3.6甲苯下游14 3.7二甲苯下游15 4.风险提示16 图表目录 图1：新型大炼化在氢气利用和工艺优化中具备优势4 图2：国内氢的上游供应比例（%）5 图3：全球氢气产量来源分布（%）5 图4：国内乙烯产量（万吨）5 图5：国内丙烯产量（万吨）5 图6：国内石脑油产量（万吨）5 图7：国内PX产量（万吨）5 图8：石油石化指数涨幅（%）7 图9：石油石化子板块涨跌幅（%）7 图10：本周石油石化板块领涨个股（%）8 图11：本周石油石化板块领跌个股（%）8 图12：原油价格（美元/桶）8 图13：LNG价格（元/吨）8 图14：石脑油/乙烯价格（美元/吨）9 图15：聚乙烯价格（元/吨）9 图16：EO/EG价格（元/吨）9 图17：丙烷价格（美元/吨，MB丙烷美元/加仑右轴）10 图18：国内丙烯价格（元/吨）10 图19：聚丙烯价格（元/吨）10 图20：聚醚多元醇价格（元/吨）11 图21：丁辛醇价格（元/吨）11 图22：丙烯酸价格（元/吨）11 图23：丁烷/LPG价格（元/吨，丁烷CFR华东左轴）12 图24：MTBE/丁二烯价格（元/吨）12 图25：纯苯/苯乙烯价格（元/吨，FOB韩国苯乙烯美元/吨右轴）12 图26：聚苯乙烯价格（元/吨）13 图27：苯酚/双酚A/PC价格（元/吨）13 图28：苯胺/MDI价格（元/吨）13 图29：环己酮/己二酸/己内酰胺价格（元/吨）13 图30：PA6/PA66/锦纶价格（元/吨，PA66右轴）14 图31：甲苯价格（元/吨）14 图32：TDI价格（元/吨）15 图33：二甲苯价格（美元/吨）15 图34：PTA价格（元/吨）15 1.每周一谈：氢气平衡是民营大炼化装置的核心竞争力 “油转化”趋势下，氢气需求提升。通常，炼厂对于氢气需求主要涉及“加氢裂化”和“加氢精制”两方面，其中“加氢精制”可以提高汽油、柴油产品的质量，“加氢裂化”可以将重质油组分转化为石脑油，提高化工品的出率，由于原油一次加工无法获得足够的石脑油原料，所以需要更多对原料进行加氢处理。化工型炼厂相对燃油型炼厂增加的装置主要就是石脑油裂解（生产三烯）和连续重整和芳烃联合（生产三苯）以及为了获得裂解和重整装置所需原料的适应性改造装置。国内新建成的炼化项目加大了化工品产率，以及传统炼厂产能改造增加了乙烯等下游产品，下游化工品产出增多，原油催化、加氢等二次加工能力增强，油品通过加氢裂化转化成化工品，大大提升对氢气的需求。 图1：新型大炼化在氢气利用和工艺优化中具备优势 原油 常减压装置 催化裂化装置 较多成品油副产丙烯 传统型炼厂 原油 常减压装置 催化重整装置 主要生产PX 少量成品油组分 PTA 余热回收 氢气 重石脑油 余热回收发电 沸腾床重油加氢裂化装置 石脑油、轻烃少量成品油组分 裂解乙烯装置 混合烷烃脱氢 新型炼化一体化 资料来源：石油炼制工程，申港证券研究所 炼厂氢气来源多样。炼厂的氢气来源主要有：煤制或天然气制氢（美国炼厂多外购来自于天然气制氢）、催化重整副产氢气、石脑油裂解副产氢气、丙烷、异丁烷脱氢副产、低浓度氢气的回收等。根据炼油与化工技术，从工艺装置副产和炼厂气回收角度，催化重整是炼厂工艺装置副产低成本氢气的主要来源，重整副产气体中的氢气比例可以达到65%~90%，加氢废气和催化裂化干气中的氢气比例也较高。 主动制氢工艺的氢气成本较高。天然气制氢成本受原料价格影响较大，以天然气价格为2.5元/立方米为例，天然气制氢的成本约为13.44元/kg。电解水制得1立方米氢气理论电耗需为2.95KWh，按照目前水电解制氢设备的平均效率来看，生产1m3氢气大约需耗电5KWh，以火电谷电价格0.3元/KWh为例，折合制氢成本约为3.7元/立方米，即40.7元/kg。在双碳背景下，煤及天然气制氢由于吨二氧化碳 排放量大，发展空间受到限制。 表1：主流制氢路线成本 技术路线氢气成本（元/kg） 煤制氢10 天然气重整制氢13.44 水电解制氢（谷电/工业平均电价）40.7 资料来源：CNKI，申港证券研究所 图2：国内氢的上游供应比例（%）图3：全球氢气产量来源分布（%） 氢,18% 1% 天然气 制氢,19% 煤制氢,62% 工业副产气制 电解水制氢, 煤（纯氢）,13.4% 其他,2.9% 电解水（纯 氢）,0.3% 煤炭或甲烷 （合成氢）,39.6% 甲烷（纯 氢）,43.8% 资料来源：中国煤炭工业协会，申港证券研究所资料来源：GlobalCCSInstitute，申港证券研究所 民营大炼化通过催化重整制氢具备先天优势。催化重整工艺可将低辛烷值烷烃转化为高辛烷值的芳烃和异构烷烃，同时副产大量低成本氢气。“油转化”本质是芳烃将氢交给烯烃的过程，芳烃装置规模越大，烯烃装置也越容易做大。若芳烃装置规模 较小，为满足较大烯烃装置规模所需要的氢气只能依靠一些高成本的制氢工艺。民营大炼化从下游逐步向上游拓展，下游PTA-聚酯产业链完善，为了提高上游原料自给能力，通常会把PX产能最大化，变相增加副产氢气的规模，氢气再供给加氢裂化装置，出来的重石脑油再回到重整装置形成闭环，而传统国营炼厂由于芳烃产业链配套不足，重整装置规模较小导致副产氢气较少。 图4：国内乙烯产量（万吨）图5：国内丙烯产量（万吨） 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 2015201620172018201920202021 5000 产量:乙烯 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 产量:丙烯 2015201620172018201920202021 资料来源：Wind，申港证券研究所资料来源：华经产业研究院，申港证券研究所 图6：国内石脑油产量（万吨）图7：国内PX产量（万吨） 6000 5000 4000 3000 2000 1000 2500 产量:石脑油 产量:PX 2000 1500 1000 500 0 2015201620172018201920202021 0 2017 2018 2019 2020 2021 资料来源：华经产业研究院，申港证券研究所资料来源：智研咨询，申港证券研究所 民营大炼化通过炼厂干气制取大量低廉氢气，同时成为乙烯装置原料轻质化的手段。炼厂干气是炼油装置在石油加工过程中所得到的气体的总称，其中包括催化裂化干 气、加氢裂化干气、焦化干气、重整干气等，含有氢气、甲烷、乙烷、乙烯等组分，若无合适的回收方法只能作为燃料，将损失很大的经济效益。对于大型炼化装置，催化裂化装置出来的干气中含有乙烯、乙烷等产品，可以充分利用这些副产品，经C3、C4分离后分别送往丙烷脱氢、乙烯裂解及烷基化装置，干气回收可以理解为用更轻的烷烃替代成本端作为乙烯装置的进料，成为乙烯装置原料轻质化的一种手段，提升原料的利用效率。 制氢能力以及氢气平衡是民营大炼化装置的核心竞争力，成本优势凸显。未来，炼化龙头上下游产能仍有释放空间，且相对于行业中其他企业更具有扩张规模的能力与优势，行业集中度或将持续提升，业绩增长确定性强，大炼化板块行情有望持续。我们建议持续关注民营炼化龙头恒力石化、荣盛石化、东方盛虹、桐昆股份、恒逸石化。 2.本周行情回顾 2.1板块表现 本周中信一级石油石化指数涨跌幅+2.10%，位居30个行业指数第2位。本周沪深 300指数-1.95%，中信一级石油石化指数相对上证指数+4.05%。 石油石化子板块涨跌幅情况：炼油（+6.94%）、石油开采（+4.78%）、油田服务 （+2.53%）、工程服务（+2.44%）、油品销售及仓储（+1.89%）、其他石化（-1.78%）。 图8：石油石化指数涨幅（%） 4% 3% 2% 1% 0% -1% -2% -3% -4% -5% 煤炭石油石化有色金属 电力设备及新能源 银行电力及公用事业 钢铁交通运输食品饮料非银行金融 建筑机械 基础化工 汽车国防军工商贸零售 综合房地产 消费者服务纺织服装 通信综合金融农林牧渔 传媒轻工制造计算