PX专题系列二：一体化巨头优势显著，供给端沿成本曲线出清

深度报告——PX PX专题系列二： 一体化巨头优势显著，供给端沿成本曲线出清 报告日期：2023年5月24日 ★PX生产工艺以长流程为主，芳烃联合装置是核心装置 PX生产的基本流程是：原油→石脑油→混合二甲苯→PX。从装置看，在PX生产过程中，芳烃联合装置是核心装置，具体包括催化重整、芳烃抽提、二甲苯分离、歧化及烷基转移、吸附分离、二甲苯异构化等单元装置。不同企业可能根据自身原材料来源、生产目标对细分单元装置有不同的搭配设计，增强产品结构可调整的灵活性、节省整体能耗，达到经济效益最大化。 ★流程不同装置成本差异化，供给端沿成本曲线出清 PX装置分为长、中、短流程，流程越长，原料供应的确定性越能高、资源利用率越高。目前亚洲长、中、短流程产能分别为5901.5源万吨/年、1434万吨/年、442.7万吨/年，占比75.87%、18.44%、 5.69%。其中，中国现仅有中长流程装置。根据测算，亚洲PX 化装置成本曲线为：民营长流程＜民营中流程＜国营长流程＜亚 工洲长流程＜亚洲中流程＜亚洲短流程。在相同工艺下，海外成 本劣势主要在于税费和海运费，中国现有装置成本差异主要在于物料及产品差别、能耗差异。高成本产能预计率先受到冲击。 ★三足鼎立或变两强相争，扩能周期结束后利润有望回升 在PX新增产能的投放下，行业竞争格局及利润分配都将有历史性变化，未来PX行业发展或将呈现以下四大趋势：①中国进口替代进程加速，亚洲贸易流被迫转向；②民营国营炼厂平分秋色；③长期看PX行业在剩余两年扩能周期结束后利润有望回升；④PX期货上市助推定价权转移国内。 ★投资建议： 经测算，我们得出亚洲PX装置成本曲线如下：民营长流程＜民营中流程＜国营长流程＜亚洲长流程＜亚洲中流程＜亚洲短流程。海外成本劣势主要在于税费和海运费，预计海外产能将率先出清中国市场，剩下民营及国营项目凭各自优势平分秋色。由于实现进口替代以后国内自身供需矛盾并不突出，预计PX行业在接下来两年扩能周期结束以后能够迎来利润的回升，而短期利润弹性则受到调油、上下游负荷等因素影响。 ★风险提示： PX投产进度不及预期 杨枭化工首席分析师从业资格号：F3034536 投资咨询号：Z0014525 Tel:8621-63325888-1591 Email:xiao.yang@orientfutures.com联系人吴思怡 从业资格号：F03107623 Tel:8621-63325888-1591 Email:siyi.wu@orientfutures.com 相关报告： 《PX专题系列一：供给单侧发力，过剩隐忧渐显》 重要事项：本报告版权归上海东证期货有限公司所有。未获得东证期货书面授权，任何人不得对本报告进行任何形式的发布、复制。本报告的信息均来源于公开资料，我公司对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。我们已力求报告内容的客观、公正，但文中的观点、结论和建议仅供参考，报告中的信息或意见并不构成交易建议，投资者据此做出的任何投资决策与本公司和作者无关。 有关分析师承诺，见本报告最后部分。并请阅读报告最后一页的免责声明。 目录 1、PX生产工艺：以长流程为主，芳烃联合装置是核心装置5 1.1、催化重整原料的产生6 1.2、催化重整7 1.3、芳烃分离8 1.4、芳烃转化9 1.5、组合工艺10 2、流程不同装置成本差异化，供给端沿成本曲线出清11 2.1、装置分类11 2.2、亚洲装置规模及流程差异12 2.3、装置成本优势比较15 2.3.1、中国VS亚洲16 2.3.2、民营炼化VS两桶油17 2.3.3、成本曲线19 3、三足鼎立或变两强相争，行业扩能结束后利润有望回升20 3.1、中国进口依赖度下降，日韩等国家贸易流向转变20 3.2、民营国营各有优势，行业竞争平分秋色21 3.3、行业尚处景气度周期底部，扩能结束后利润有望恢复22 3.4、PX期货上市在即，行业定价模式逐步改进24 4、投资建议25 5、风险提示26 图表目录 图表1：二甲苯异构体分子式6 图表2：PX常温下为无色透明液体6 图表3：PX生产的核心工艺流程6 图表4：各类石脑油馏分的性质7 图表5：连续重整工艺发展概况8 图表6：C6~C8芳烃的辛烷值8 图表7：二甲苯分馏塔进料组成9 图表8：C8芳烃不同异构体的主要物理性质9 图表9：歧化及烷基转移技术主要反应过程10 图表10：中石化SSTDP-SATP组合工艺较传统工艺的PX产收率更高11 图表11：中石化吸附-结晶组合工艺较传统工艺节省能耗11 图表12：PX装置按流程长短分类12 图表13：中国现有PX生产装置流程汇总12 图表14：中国PX装置产能占比（按规模分类）13 图表15：中国PX装置产能占比（按企业分类）13 图表16：亚洲其他国家现有PX生产装置汇总14 图表17：亚洲PX装置产能占比（按规模分类）15 图表18：亚洲PX装置产能占比（按流程分类）15 图表19：PX运输方式及费用16 图表20：部分装置燃料耗能(kg标油/tPX)17 图表21：装置物耗耗能指标对比(t石脑油/tPX)17 图表22：中国部分PX装置18 图表23：芳烃装置成本拆分18 图表24：芳烃装置能耗构成18 图表25：亚洲PX装置成本曲线19 图表26：PX进口量20 图表27：2022年PX进口量占比20 图表28：民营企业大多数有下游配套（单位：万吨/年）21 图表29：恒力PX产品可通过管道直供PTA工厂22 图表30：浙石化炼化项目地理位置优越22 图表31：本轮PX扩能周期类似于上轮PTA扩能23 图表32：PXN及PTA加工费23 图表33：PX主流定价体系24 图表34：近年ACP达成次数几乎为零25 前言：中国作为世界最大的化纤生产国，对上游PTA、PX原材料有巨大需求量。中国PTA产业经过多年的扩张已完全实现自给自足，但PX仍存在较大的供应缺口，成为聚酯行业掐脖子问题，使聚酯化纤产业面临较大的风险和损失。近年，随着部分PX新装置的投产，PX进口依赖度不断下降，行业格局面临重塑。在PX系列报告�一篇中，我们主要基于供需两端的发展历程和投产规划进行拆解分析，对中国未来PX供需格局做出展望。 本篇报告为PX系列专题报告的�二篇，着重于介绍PX生产环节工艺情况、对比国内外PX装置流程、测算装置成本曲线，进而对PX产能出清路径以及景气周期做出判断。 1、PX生产工艺：以长流程为主，芳烃联合装置是核心装置 芳烃是含苯环结构的碳氢化合物统称，是化学工业中重要的基础原料。从应用领域看，芳烃类产品广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂、医药、农药等领域，对国民经济的发展起到至关重要的作用。从工业发展角度看，芳烃生产技术水平是国家石油化工水平的重要标志之一。芳烃最初主要来源于煤焦化工艺，但因其产量及质量都难以满足有机工业的快速发展，优质的石油芳烃生产技术便快速发展成芳烃的主要生产方式，目前石油芳烃占世界芳烃总量80%以上。 目前，在石油芳烃生产过程中，芳烃联合装置是核心装置，生产流程主要包括芳烃的产生、芳烃的转化及芳烃的分离三类技术。芳烃联合装置最终得到的核心化工产品为BTX， 即苯、甲苯、二甲苯（包括对二甲苯PX、间二甲苯MX、邻二甲苯OX三种异构体），其次是乙苯、异丙苯等芳烃。 对二甲苯（Paraxylene，C8H10），作为聚酯类产品上游的主要原材料，是应用最为广泛的芳烃化合物之一。随着下游市场的快速扩张，各技术专利商均加大PX生产的各单元技术研发。目前，PX生产的基本流程是：原油→石脑油→混合二甲苯→PX。其中，原油可通过常减压、加氢裂化等装置得到直馏石脑油、加氢裂化石脑油等多种石脑油；石 脑油作为催化重整原材料再进入PX生产的核心装置：芳烃联合装置，具体包括催化重整、芳烃抽提、二甲苯分离、歧化及烷基转移、吸附分离、二甲苯异构化等单元装置。不同企业可能根据自身原材料来源、生产目标对细分单元装置有不同的搭配设计。本节 将按照催化重整原料的产生、芳烃的产生、芳烃的转化及芳烃的分离四个板块对各环节工艺及发展状况做出介绍。 （由于混合二甲苯与间二甲苯的简称均为MX，为作区分，全报告中MX指间二甲苯。） 图表1：二甲苯异构体分子式图表2：PX常温下为无色透明液体 资料来源：公开资料，东证衍生品研究院资料来源：公开资料 图表3：PX生产的核心工艺流程 资料来源：公开资料，东证衍生品研究院 1.1、催化重整原料的产生 规模化生产PX的�一步是要获取催化重整的原料——石脑油。大型综合炼厂一般将原油通过常减压蒸馏装置分成不同的直馏馏分油，其中，具有较宽馏程的石脑油是处于炼油和化工板块的重要中间产品。按照馏程来分，石脑油可分为轻石脑油、重石脑油，轻 石脑油的馏程为30-90℃，密度为0.69g/cm3，硫含量0.1%，一般用作裂解原料制乙烯；重石脑油的馏程80-180℃，密度为0.72g/cm3，硫含量0.3%，一般用作催化重整原料制芳烃。按照加工装置来分，石脑油可分为直馏石脑油和二次加工装置石脑油，二次加工装置石脑油又包括加氢裂化石脑油、焦化石脑油、催化裂化石脑油等。 不同种类石脑油进入重整装置的优先级也有所不同。首先，石脑油中环烷烃和芳烃含量越高，进入重整装置后产出的重整生成油中的芳烃产率和辛烷值就越高。因此，芳构化 指数N+A常用作催化重整原料的石脑油选取标准，即环烷烃含量N和芳烃含量A之和，优质的重整原材料通常有较高的芳构化指数。对目前的炼厂技术而言，直馏石脑油和加氢裂化石脑油是最为常见的催化重整原料，其芳构化指数N+A均较高。其次，进入重 整装置前需要尽可能降低石脑油中的硫含量。部分炼化企业会将焦化石脑油、催化裂化 石脑油以及裂解汽油抽余油用作催化重整补充原料。但焦化石脑油和催化裂化石脑油的硫含量较高而芳构化指数较低，必须经过加氢处理才能满足重整装置进料要求，会增加整体加工费用，因此实际工业生产中较少用于重整。裂解汽油抽余油硫含量低且芳构化指数高，可用作重整补充原料，也可以直接通过芳烃抽提生成BTX。 图表4：各类石脑油馏分的性质 指标 直馏石脑油 加氢裂化石脑油 焦化石脑油 催化裂化石脑油 裂解汽油抽余油 收率/% 3.46~41.00 17.98~66.37 15.70~28.70 21.60~55.50 4.35~12.34 硫含量/(ug/g) 2~1100 <0.5 100~12500 100~2400 <0.5 氮含量/(ug/g) <10 <0.5 61~330 2~1000 <0.5 烯烃含量/% <1 <0.01 25~40 18~60 <0.01 N+A/% 30~75 >50 <35 <30 >60 资料来源：中石化，东证衍生品研究院 1.2、催化重整 催化重整（CatalyticReforming）是以重石脑油为原料，在一定温度、压力、临氢和加催化剂的条件下，生成富含芳烃的重整生成油并且副产氢气的过程。其中，重整生成油可以直接用于汽油的调和组分，也可以经芳烃抽提制取BTX；副产的氢气是炼厂加氢装置中氢气的主要来源。当炼厂生产目的为高辛烷值汽油时，重整装置进料为宽馏分，沸点 范围一般采用80-180℃馏分；当生产目的为芳烃时，重整装置进料为窄馏分，沸点范围一般采用60-165℃馏分。 按照反应系统流程，催化重整工艺可以分为半再生重整和连续重整两大类。目前，半再生重整已经不能够满足实际生产中芳烃和氢气的产品收率要求，连续重整装置逐步取代半再生重整装置。典型的连续重整装置通常包含原料预处理、催化重整反应和催化剂再生三部分。在催化剂的作用下，石脑油中的环烷烃脱氢生成芳烃，同时发生异构化、烷 烃环化脱氢及加氢裂化等副反应。无论是为了生产汽油调和组分还是生产芳烃，重整反应目的均是将链烷烃和环烷烃最大限度转化为芳烃。 目前，中国现有芳烃联合装置的连续重整技术均来自美国UOP、法国Axens以及中石化三家公司。 图表5