聚酯产业链PX专题：调油逻辑下应关注哪些PX装置

期货研究报告|商品研究 专题报告 聚酯产业链PX专题 2023年10月25日 调油逻辑下应关注哪些PX装置 PXN PX-MX 600 400 200 0 -200 微信公众号：招商期货研究所 研究员：安婧 0755-82763159 anjing@cmschina.com.cnF3035271 Z0014623 资料来源：WIND，招商期货 相关报告 对二甲苯价差走势图 2018/12/1 2019/7/1 2020/2/1 2020/9/1 2021/4/1 2021/11/1 2022/6/1 2023/1/1 2023/8/1 这两年以来，时常有人问起为什么PXN长期高位运行，PX负荷却不见增长？我们往往能得到一个答案便是短流程效益不好压缩了PX的供应。如华东某装置的重整开满仅能保证PX负荷在90%左右，进一步提升需外采短流程原料进行生产。那么在这样的情况下到底哪些装置受短流程效益的影响比较大呢？恰巧这几年受调油影响，PXN与PX-MX价差出现多次明显劈叉，在此过程中PX装置表现各异，本文籍此去分析一二。 PS：由于装置运行过程中的负荷变动原因难以一一明确，定量分析误差较大更有可能获得一个精准的错误，故而本文仅作定性分析。 敬请阅读末页的重要声明 一、PX生产工艺及不同流程占比情况 早期对二甲苯是从石脑油催化重整获得的石油芳烃中提取得到，随着石油化工和煤炭焦化行业的发展，芳烃转化成为增产对二甲苯最主要的生产手段，如工业上通常以甲苯和C9芳烃为原料，采用甲苯歧化和烷基转移、二甲苯异构化及吸附分离等工艺生产对二甲苯。近年来，又发展了以苯/甲苯和甲醇烷基化，甲醇转化制对二甲苯的方法,这两种方法目前尚未工业化。石油化工对二甲苯生产技术路线如下图所示。 当下市场上对PX生产流程分为长流程、中流程和短流程三种，其中中短流程的生产工艺是PX的主要生产技术，而长流程则是以最上游原料为原油出发，原油通过常减压分馏后获得直馏石脑油、加氢裂化石脑油、催化裂化石脑油、焦化石脑油、乙烯裂解石脑油抽余油等，这些石脑油再进入到催化重整装置成为中流程的原料，带来更多的是原料和产品的多元化。随着行业不断发展，纯短流程工艺的装置越来越少，短流程工艺成为中长流程装置的补充，即通过该工艺增产PX。 石油路线生产对二甲苯的方法是由石脑油催化重整装置或乙烯装置的副产品经芳烃联合装置生成热力学平衡的混二甲苯，再通过分子筛模拟移动床吸附分离技术，将对二甲苯从沸点与之相近的异构体混合物中分离得到。一般的芳烃联合装置主要包括催化重整(含重整预加氢)、芳烃抽提、甲苯歧化及烷基转移、二甲苯异构化、对二甲苯分离5项单元技术。芳烃生产技术经过70余年的发展，逐渐形成了现代以连续催化重整为龙头、以生产对二甲苯为核心的芳烃联合装置成套生产技术。 甲苯歧化反应是甲苯在催化剂(一般采用硅铝催化剂)作用下，使一个甲苯分子中的甲基转移到另一个甲苯分子上而生成一个苯分子和一个二甲苯分子。通过甲苯择形催化可有效抑制二甲苯副反应，提高目的产物的选择性，简化分离工艺过程，减小能耗及投资，因此可有效提高装置的经济效益，但甲苯择形歧化反应只能使用纯甲苯原料。 二甲苯异构化工艺是贫对二甲苯的C8芳烃在催化剂的作用下进行4种同分异构体间的重新平衡的工艺技术，主要用于增产对二甲苯。按照将乙苯异构转化成二甲苯，或者脱乙基生成苯的不同方式，分为乙苯转化型和乙苯脱乙基型2种技术路线。二者工艺流程基本相同，技术发展已趋成熟，其核心是催化剂，不同技术路线采用的催化剂不同。 图1：PX生产工艺 资料来源：WIND，招商期货 近10年全球PX产能持续扩张，从2013年的4400万吨增长至2022年的超8000万吨，共增加将近4000万吨，年均产能增速约7%。国内PX前后经历了两轮产能扩张周期，产能从2011年的832万吨增长至2022年的3638万吨，增长了将近4倍。海外PX产能投放主要集中在2014、2017及2019年，产能增速呈现明显的下降趋势，2020年至今海外无新增产能。 图2：全球PX产能 9000 产能新增产能产能增速 18.00% 800016.00% 700014.00% 600012.00% 500010.00% 40008.00% 30006.00% 20004.00% 10002.00% 0 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 0.00% 资料来源：彭博，招商期货 图3：中国大陆PX产能图4：海外PX产能 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 总产能产能投放PX产能增速 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% 5000 4000 3000 2000 1000 0 产能新增产能产能增速 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年 2023E 2024E 2025E 资料来源：WIND，招商期货资料来源：WIND，招商期货 在全球产能扩张之后，装置工艺占比也发生较大改变，从以前的中短流程为主的装置，随着装置大型化一体化的发展，变成当下以长流程为主，中流程为辅，短流程最少的格局。从中国大陆的工艺占比来看，长流程工艺占比将近90%，10%左右为中流程工艺，短流程工艺则几乎没有。相比之下，海外亚洲地区的工艺占比虽然也是长流程占比最大接近85%，但占比第二大的是短流程工艺约10%，中流程占比最小仅5%。 图5：中国大陆工艺占比图6：海外（亚洲）工艺占比 长流程中流程短流程长流程中流程短流程 资料来源：WIND，CCF，招商期货资料来源：CCF，招商期货 二、短流程工艺效益对PX负荷的影响 1、PX装置负荷提升受制于短流程效益 2019年开始PX进入新一轮产能投放周期，2019-2020年无论是PXN还是PX-MX的价差均明显压缩，PXN从最高的550美金/吨压缩至100美金/吨附近，PX-MX价差从450美 金/吨附近压缩至最低50美金/吨附近，同时亚洲PX开工率从2019年1-3月月均84%的开工负荷下降至2020年末月均78%，受效益压缩影响PX负荷大幅压缩。在此过程当中，长短流程工艺的效益均出现明显压缩，其中短流程工艺对应的PX-MX价差下降斜率要比PXN下降的斜率要大很多，其主要原因是PX是MX的下游的重要需求，PX的投产意味着MX供需收紧，而石脑油作为重要的原材料，其下游分布较广包括芳烃、烯烃以及油品，故而相对而言PXN的收缩周期要更长一些。在这个阶段，由于是长短流程工艺对应的效益同步压缩所导致亚洲PX开工负荷下降，故而我们无法从此观察出短流程效 益是否会对PX供应产生影响。 自2019年至今PXN与PX-MX价差共出现三次劈叉且均为PXN上行，PX-MX下行，由于三段时间内均无新增产能故而开工率的大小可视作产量的变化。第一次劈叉出现在2021 年1月至2021年6月，PXN价差从低位130美元/吨上涨至200美元/吨，涨幅为54%，PX-MX价差则从100美元/吨下跌至不到60美元/吨，跌幅约为40%。对应的亚洲PX开工负荷从2020年12月月均76.65%的负荷提升至77.14%（选取2021年3-6月月均负荷），提升幅度0.5%基本可以忽略不计。同时期，中国大陆PX开工率从月均76.6%提升至79.51%，提升幅度约3%，海外PX开工率则从月均76.69%下降至75.32%。 第二次劈叉则发生在2022年2月至2022年7月，PXN价差从低位100美元/吨涨至574美元/吨，涨幅超500%，PX-MX价差则从90美元/吨跌至-20美元/吨，出现了面粉比面包贵的情形。同时期亚洲PX开工率则从月均71.35%上涨至72.52%（选取3-7月）。同时期，中国大陆PX开工率从月均71.26%上涨至75.09%，海外PX开工率从71.16%下降至70.25%。 第三次劈叉发生在2023年1月至2023年8月，PXN价差从280美元/吨上涨至400美元 /吨，涨幅43%，PX-MX价差则从120美元/吨下降至40美元/吨，降幅67%。同时期亚洲PX开工率从月均68.83%上涨至70.87%（选取4-8月），中国大陆PX开工率从70.41%上涨至75.15%，海外PX开工率则从67.23%下降至65.96%。 通过三次走势的粗略对比，在PXN价差上行，PX-MX价差压缩时，亚洲PX开工负荷依然会有所提升，尽管提升幅度与PXN价差涨幅相比比较有限。将中国大陆的PX装置与海外PX装置拆开来看，中国大陆PX开工率受PXN价差提振相对明显，而海外的PX装置在三次走势劈叉当中均出现负荷下降的情况。该观察结果与前文提及的短流程工艺是当下中长流程装置的补充以及海外中短流程工艺占比更大相吻合，在短流程工艺效益大幅压缩时，即便PXN价差大幅走强，PX装置负荷无法大幅提升，海外装置中短流程工艺占比相对较大，其受短流程效益的影响也更大。 图7：价差与亚洲PX开工率 PXNPX-MX亚洲开工率 600 500 400 300 200 100 0 -100 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 资料来源：彭博，招商期货 图8：价差与中国大陆PX开工率图9：价差与海外PX开工率 PXNPX-MX中国大陆开工率 600 500 400 300 200 100 0 -100 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 PXNPX-MX亚洲开工率 600 500 400 300 200 100 0 -100 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 资料来源：WIND，招商期货资料来源：WIND，招商期货 2、产能越小受短流程效益影响越大 将装置按产能大小分为0-50万吨，50至100万吨，100万吨至150万吨，150至200万 吨以及200万吨以上五组并计算得出每组的月均开工负荷如下图。 从产能在0-50万吨的装置综合开工率来看，第一次劈叉中0-50万吨装置整体负荷重心上移，第二次劈叉时的开工负荷则维持在低位65%附近运行，第三次劈叉该组装置综合开工率重心下移。 产能50-100万吨组的装置在第一次劈叉时维持高负荷运行，负荷相对平稳无明显趋势，第二次劈叉时则整体开工负荷提升约3%，第三次劈叉时负荷重心下移约4%。 产能在100-150万吨的装置在三次劈叉过程中均无出现负荷明显下降趋势，且在第一及第二次均维持较高负荷运行，第三次开工负荷前高后低。 产能150-200万吨组在价差出现第一次劈叉时整体负荷重心上移，在第二及第三次劈叉时负荷重心则出现下降，其中第三次的下降幅度较大。 产能大于200万吨的装置的综合开工负荷在第一次及第三次价差劈叉时负荷重心下降，第二次开工负荷呈现上升趋势。 综合来看，0-50万吨组及150-200万吨组在价差出现劈叉时受短流程效应影响较大，50-100万吨组次之，产能在100-150万吨及产能大于200万吨的装置组的综合开工负荷受影响较小，均维持在相对偏高负荷运行且负荷无明显下降趋势。 图10：不同产能大小与价差对比 PXNPX-MX≤5050-100100-150150-200>200 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 600 500 400 300 200 100 0 2020/5/1 2020/6/1 2020/7/1 2020/8/1 2020/9/1 2020/10/1 2020/11/1 2020/12/1 2021/1/1 2021/2/1 2021/3/1 2021/4/1