掀开芳烃调油的面纱

行业专题报告2024年05月24日 掀开芳烃调油的面纱 观点摘要： “芳烃调油”一般指汽油裂差走强或汽油供应增加期间，市场对调油料需求增加，当常见高辛烷值调油料不能满足需求时，化工用途芳烃产品（混芳、甲苯、二甲苯等）被用于汽油调和，从而导致芳烃供应转紧推动芳烃价格上涨的事件。该运行逻辑自2022年俄乌战争爆发后浮现于市场面前，令国际市场能源和化工品贸易流向出现改变。 总体来看，一系列机缘巧合导致2022年芳烃价格剧烈波动，主因还是美国自身。尽管当时奥密克戎带来第六波疫情持续升温，且新冠传染 分析师：詹建平 从业资格证号：F0259856投资咨询证号：Z0002423研究所 能源化工期货（期权）研究室 TEL：010-82295006 Email：zhanjianping@swhysc.com 风险已重新回升到橙色警戒，CDC的防疫最高等级。但在疫苗大规模 接种的情况下，越来越多的人已把新冠当成了流感，疫情并没有阻止美国人出行的脚步。最终结果就是当年国殇节假期美国出行人数超过疫情前，汽油需求因而暴增，而疫情期间页岩油生产商因自身融资成本高涨导致负债水平飙升、外部政策转向清洁能源导致投资回报周期变长而出现大面积破产，使得美国炼厂产能急剧下滑，汽油库存不足以支撑庞大的消耗量。同时美国对俄罗斯的制裁导致高辛烷值调油组分向美国的出口也发生快速萎缩，正撞美国夏季汽油生产即将到来的时间窗口。多因素作用下，裂解价差快速抬升，全球各地的高辛烷值调油组分流向美国市场，是引发全球芳烃调油需求走强。 图1：PXN价差走势对比（美元/吨） 740 640 540 440 340 240 140 40 20202021202220232024 相关报告 《聚酯月报：春节热烈备货，节后需求释放存疑》 《PTA专题：聚酯行业的淡旺季及春节运行情况》 《聚酯月报：节后表现淡如水，春风能否吹又生》 《聚酯季报：需求雾里看花，拐点能否如期而至》 《PTA专题：织造、加弹傻傻分不清楚？》 《聚酯月报：成本需求双弱，检修能否带来新变化》 请务必阅读正文之后的免责条款部分第1页 期货（期权）研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款部分 资料来源：WIND、宏源期货研究所 目录 观点摘要：1 一、美国汽油标准3 （一）雷蒙德蒸汽压3 （二）辛烷值3 二、美国汽油组分4 （一）丁烷4 （二）烷基化油5 （三）重整油5 （四）乙醇6 三、2022年美国疯狂的夏季出行6 （一）美国汽油库存去哪了6 （二）美国炼厂产能疫情前就已滑坡7 三、俄乌冲突引发的新变化8 请务必阅读正文之后的免责条款部分第2页 一、美国汽油标准 汽油是一种可燃、外观为透明的液体，馏程为30—220°C，主要成分为C5-C12脂肪烃和环烷烃类以及一定量芳香烃。汽油具有较高的辛烷值（抗爆震燃烧性能），商品汽油按该油在汽缸中燃烧时抗爆震燃烧性能的优劣区分，标记为辛烷值70、80、90或更高。标号越大，辛烷值越高，则代表抗震爆能力越强。 美国汽油的主要指标是辛烷值和雷德蒸汽压，冬夏季汽油的不同之处在于对雷德蒸汽压要求的不同。雷德蒸汽压（RVP）是汽油挥发度表示方法之一，汽油的RVP越高蒸发的越快。在夏季温度较高时，汽油气化能力高，大量蒸发形成的气泡会进入输油管，使供油中断，形成气阻，这就要求夏季汽油更加稳定，降低汽油的RVP。相反在冬季，需要提高汽油的蒸发能力保证发动机的冷启动，需要提高汽油的RVP。 （一）雷蒙德蒸汽压 美国环境保护局（EPA）对汽油的最大RVP作了规定，EPA根据不同州的地理位置以及气候不同设置了不同的RVP标准。另外一些州政府也对汽油的品质做了额外的规定，比如加州的汽油品质要求远高于联邦政府规定。这就导致美国不同区域汽油品质差异以及冬夏汽油转换时间差异。由于物流的原因，联邦政府要求炼厂以及终端在5月1号到9月15号之间提供夏 季汽油、零售商自6月1号到9月15号之间提供夏季汽油，但在实际操作过程中为了符合政府的规定，炼厂以及管道提早几个月就会开始生产运输夏季汽油。9月15日之后允许换冬季汽油，但不是强制的。但是出于经济性，冬油成本低，因此炼厂都会换，但是通常会先消耗一下夏油的库存之后再换。 图2：美国夏季汽油RVP值标准图3：美国夏季汽油构成 18%2% % 25% 15 40% FCC汽油直馏汽油烷基化油重整油丁烷 资料来源：EIA资料来源：WIND,，宏源期货研究所 （二）辛烷值 辛烷值是交通工具所使用的燃料（多指汽油）抵抗震爆的指标。汽油内有多种碳氢化合物，其中正庚烷在高温和高压下较容易引发自燃，造成震爆现象，降低引擎效率，更有可能导致汽 请务必阅读正文之后的免责条款部分第3页 缸壁过热甚至活塞损裂。汽油的辛烷值越高，抗爆性就越好，发动机就可以用更高的压缩比。也就是说，如果炼厂生产汽油的辛烷值不断提高，则汽车制造厂可随之提高发动机的压缩比。这样既可提高发动机功率，增加行车里程数，又可节约燃料，对提高汽油的动力经济性能有重要意义。例如，正庚烷的辛烷值定为零；而异辛烷其震爆现象很小，其辛烷值定为100。其他的碳氢化合物也有不同的辛烷值，有可能小于0（如正辛烷），也有可能大于100（如甲苯）。因此，汽油中的辛烷值则直接取决于汽油内各种碳氢化合物的成分比例。 因此，为了降低RVP值，炼厂需要在调油池中加入辛烷值较高的组分。目前美国高辛烷值汽油调和组分主要有丁烷，烷基化油，重整油和乙醇等。 二、美国汽油组分 （一）丁烷 美国页岩气革命之后，由于其天然气多以湿气为主，分离后得到质量占比30%左右的天然气凝析液（NGL），其中含有体积比约15%的丁烷。美国丁烷价格远低于汽油价格，历史上丁烷的价格也从没有高于汽油价格，所以炼厂和调油商希望在汽油中添加更多的丁烷。但丁烷RVP高（52psi），添加过多丁烷会导致汽油RVP超标，汽车发动机发生气阻甚至爆炸。在夏季，RVP的要求更严格，丁烷的添加量受到更大限制。冬夏季汽油RVP标准的不同导致添加到汽油中的丁烷量有明显的季节性变化。 图4：美国汽油-丙烷价差（美元/加仑）图5：美国丙烷/汽油比值 0.9 2020年 2023年 2021年 2024年 2022年 丙烷/汽油 0.8 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 资料来源：EIA，宏源期货研究所资料来源：EIA，宏源期货研究所 尽管生产商在符合标准的范围内想尽可能的多添加丁烷以获取更多利润，但在实际操作中炼厂贸易商需要在规定时间前调整汽油品质，假如说5月1日RVP的要求从13.5调整到9，但在5月1日之前生产商及贸易商生产/销售的汽油RVP标准就需要调整到9，一旦调整不及时将面临$37500/天的罚款。所以生产商及贸易商需要损失一部分利润来保证终端油罐中汽油的品质总是优于EPA标准。 请务必阅读正文之后的免责条款部分第4页 （二）烷基化油 烷基化油（MBTE）是一种无色、透明、高辛烷值的液体，具有醚类所特有的气味，氧含量为18.2%(质量分数)。烷基化是炼厂的二次加工流程，将低分子量烯烃（主要是丙烯和丁烯）与异丁烷结合，生产的烷基化合物辛烷值高（94）、RVP低（4psi）、含硫量低，是高品质的汽油组分，但烷基化油价格高于汽油。MTBE能与汽油很好地互溶，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调和组分，作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值（添加2%MTBE的汽油产品的辛烷值可增加7%）和汽油燃烧效率，使得汽车尾气中不含铅；而且还能改善汽车性能，一氧化碳排放量减少30%，同时减少了其他有害物质（如臭氧、苯、丁二烯等）的排放，降低汽油的成本。 （三）重整油 重整油产自催化重整装置，是由重石脑油经过重整后得到的高辛烷值产品。催化重整过程中原油蒸馏得到的轻汽油馏分（或石脑油）转变成富含芳烃的高辛烷值汽油（重整汽油），并副产液化石油气和氢气。产物重整汽油可直接用作汽油的调和组分，也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯；副产的氢气是石油炼厂加氢装置（如加氢精制、加氢裂化）用氢的重要来源。当汽油裂解利润高时，炼厂会减少三苯的抽提量或者将更多的甲苯添加到汽油中，这对下游芳烃有很大影响。重整油的RVP非常低，只有0.5-2.5psi，含硫量也很低（＜0.5%），所以重整油是高品质的汽油组分。夏季汽油中丁烷添加量被迫减少，则需要多添加重整油来提高辛烷值并降低RVP，因此重整装置进料季节性也表现得非常明显。 图6：美国:净投入:石油精炼厂和搅拌机总量（千桶/天） 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 2020年2021年2022年2023年2024年 资料来源：纺织公开课、宏源期货研究所整理 汽油辛烷值的测定是以异辛烷和正庚烷为标准燃料，按标准条件，在实验室标准单缸汽油机上用对比法进行的。调节标准燃料组成的比例，使标准燃料产生的爆震强度与试样相同，此时标准燃料中异辛烷所占的体积百分数就是试样的辛烷值。依测定条件不同，主要有以下几种辛烷值： 马达法辛烷值（MON）测定条件较苛刻，发动机转速为900r/min，进气温度149°C。它反映汽车在高速、重负荷条件下行驶的汽油抗爆性。 第5页请务必阅读正文之后的免责条款部分 研究法辛烷值（RON）测定条件缓和，转速为600r/min，进气为室温。这种辛烷值反映汽车在市区慢速行驶时的汽油抗爆性。对同一种汽油，其研究法辛烷值比马达法辛烷值高约0～15个单位，两者之间差值称敏感性或敏感度。 道路法辛烷值也称行车辛烷值，用汽车进行实测或在全功率试验台上模拟汽车在公路上行驶的条件进行测定。道路辛烷值也可用马达法和研究法辛烷值按经验公式计算求得。马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值称作抗爆指数，它可以近似地表示道路辛烷值。 类别 研究法（RON） 马达法（MON） 表1：C6-C8芳烃辛烷值 苯100108 甲苯115103 二甲苯＞100＞100 乙苯10698 资料来源：网络公开资料、宏源期货研究所整理 根据RON法计算的辛烷值含量可以看出，甲苯、二甲苯中辛烷值含量最高，是补充辛烷值的重要组分。 （四）乙醇 乙醇也是美国汽油的重要添加组分，供应量充足且辛烷值非常高（113），价格也低于汽油，但乙醇蒸汽压高又存在添加限制，因此并不能取代烷基化油/重整油的地位，不能缓解夏季高辛烷值组分缺失的问题。乙醇极易挥发，蒸汽压高，这限制了乙醇在夏季汽油中的添加比例；另外大部分美国汽车设计使用乙醇含量不超过10%的汽油（E10），所以乙醇在美国汽油中的添加比例很难超过10%。 三、2022年美国疯狂的夏季出行 （一）美国汽油库存去哪了 美国汽油消费旺季通常为每年的6-8月。即阵亡将士纪念日（5月最后一周的周一）——美国劳动节（9月第一个周一）。而根据EIA公布的美国的成品汽油库存情况可以看出，在2022年消费旺季来临时，美国的汽油库存却处于2018年以来的低位。而2022年美国已经结束疫情 的封锁措施。据美国汽车协会统计，7月4日周末有4200万人开车出行。尽管全国平均油价超过5美元大关，但这一时期的汽车出行量创下了新纪录。此外，酒店入住率、ADR和RevPAR数据均超过了2019年的可比周。美国运输安全管理局检查站的旅行人数显示，2022年7月4日周末前的周四和周五比2019年同期增加了15%。美国旺盛的出游情况直接导致成品油的供不应求。 请务必阅读正文之后的免责条款部分第6页 图7：美国炼油厂和搅拌厂月度净产成品油量（百万桶/天） 2020年2021年2022年2023年2024年 650 600 550 500 450 400 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 资料来