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1、正文目录1 .乙烯工业IR展史51.1. 乙烯IR现及早期的乙烯工业I1X展51.2. 乙烯主源和生产新式61.2.1. 石脑油、乙烷为主要原料,蒸汽裂解为主要生产新式61.2.2. 生产技术成熟且多样化81.2.3. 装置技术是乙烯生产速步核心101.2.4. 催化剂是生产聚烯燃的必备成分122 .全球乙烯产能格局142.1. 全球乙烯产能演变史142.1.1. 20世纪:由欧美为主逐渐形成三足鼎立格局142.1.2. 21世纪:三次产能扩张及转移152.2. “十四五”全球乙烯产能展望202.2.1. 美国新建乙烯扩张趋缓,产能逐步转移202.2.2. 自给率缺口驱动中国产能过一步扩张22
2、2.3. 主要工艺技术公司iX展243 .原料多元化,技术低碳化,烯房产品高端化263.1. 乙烯原料多元化已成必然趋势263.1.1. 高油价下煤制烯燃其成本怀势263.1.2. 美国乙烷供应增加,乙烷裂解大有怀势283.2. 乙烯生产技术愈加注重低碳化283.2.1. 蒸汽裂解装置节能减排293.2.2. 多途径直接制乙烯303.3. 烯是产品步入高附加值区间313.3.1. 乙烯下游产品多且竞争加剧313.3.2. 新材料成为产业重要IJX展新向323.3.3. 乙烯下游值得大注的新材料334 .投资建议395.风险提不39图表目录图1乙烯工业主要IIX展里程6图2乙烯产业链6图3乙烯蒸
3、汽裂解工艺流程图7图4MTO工艺流程图8图5乙烯裂解炉示意图10图6乙烯裂解炉工作流程示意图10图7聚合催化剂是聚烯羟产业中最重要的催化剂12图820世纪世界乙烯产能变化楫局15图921世纪以至世界乙烯产能及增长15图1021世纪以至全球乙烯产能分区域占比变化16图112023年各国乙烯产能情;牙16图12运十年我国乙烯不同生产新式产能占比变化18图1321世纪以至我国乙烯产能及增速18图142010年至今美国乙烷产量19图15美国乙烷价格19图16美国主要NG1管线情牙19图172016-2025年全球乙烯新增产能及需求增速20图18美国乙烯产能按装置划分21图19裂解乙烯装置现金成本(美元
4、/吨C2)21图20运年我国乙烯当量自给率情;牙23图21联合碳化物公司的I1R展历程25图22英国帝国化学公司的4又展历程25图23利安德巴塞尔公司的I1X展历程26图24我国乙烯原料IIX展多元化历史速程26图25不同乙烯路线成本结极27图26美国乙烷供需28图27美国MB乙烷进期曲线($/ga11on)28图28SCoPe系列炉管内部结极图29图29RDR反应实验版本装置图29图30埃龛森美孚新加坡原油直接制烯品流程示意图30图31世界乙烯下游消费占比31图32我国乙烯下游消费占比31图33全球化工品的投资额及增速32图34全球化工品的研U又投入及增速32图352023年茂金属聚乙烯下游
5、需求结极占比33图36茂金属聚乙烯2024年需求预计增长38%33图372023年茂金属聚乙烯下游需求结极占比35图38茂金属聚乙烯2024年需求预计增长38%35图39不同类别聚合物的性质区别35图40我国POE下游消费各区域占比35图41POE与EVA性能对比36图42未至双面组件持续放量,占比提升36图43不同类型电池市场占比变化趋势36图44不同封装材料市场占比变化趋势36图45我国锂电隔膜出货量运年大增37图46我国锂电隔膜目前市场格局37图472016-2023年我国光学膜市场需求量及增速38图482018-2023年全球M1CC市场赃模情为138图492016-2023年我国BO
6、PET产能和产量情;牙38图502016-2023年我国BOPET速出口情;牙38表1不同裂解原料的产品分布(以质量分数计)7表2乙烯主要生产专利技术8表3煤制烯品主要工艺9表4乙烯主要裂解炉及专利商11表5齐格勒-纳塔催化剂已IR展至第四代13表6国际企业代表性烯煌催化剂13表7中东地区21世纪以主重要乙烯项目17表82023-2025年美国新增及预计新增乙烯投产项目21表9运年海外能化巨头在华投资项目22表102023年我国预计新增乙烯产能(万吨/年)23表112023-2025年国内预计新增乙烯产能(万吨/年)24表12不同原料价格水平下不同路线乙烯装置烯煌现金成本对比27表13不同原料
7、价格水平下不同路线乙烯装置烯煌完全成本对比28表14乙烯主要下游产品供需预测32表15国内需要重点IIX展的主要新材料产品33表16国内目前主要生产mPE企业列表34表17国内目前主要光伏级EVA量产企业35表18国内目前主要其备PoE产能企业371 .乙烯工业U又展史1.1 .乙烯IK现及早期的乙烯工业IR展乙烯,英文全称EthyIene,化学式为C2H4,是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物,两个碳原子之间以碳碳双键连接。乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心,兵产品占石化产品的75%以上,在国民经济中占有重要的地位。乙烯的历史也非常久进,可以追溯到18世纪末。
8、1779年荷兰化学家卡斯贝特森首先制备出乙烯。他采用的新法就是中学化学常见的乙醇与硫酸共热。在这个过程中他还I1X现乙烯其有易燃性,密度与空气接运,同时如果与氯气接触还能生成油状液体。当时人们只能简单测定乙烯的化学组成,对兵结极开不了解,因此一度将它命名为事碳化氢。乙烯还是一种植物激素,可以催熟果实。最初人们IIR现在煤气管道周围的树木落叶相对较早,后主才IiX现煤气中的少量乙烯有催熟作用。而成熟的果实本身就能产生乙烯要等到1934年由于气相色谱的出现才得到证实。虽然焦炉煤气中含有少量乙烯,但焦炉煤气是混合物难以分离。因此在早期制备乙烯,还是要采用乙醇脱水的工艺,而乙醇的主源则是粮食IU酵。在
9、最初的生产工艺中,人们沿用硫酸作为脱水剂,后至随着催化科学的HR展,后续4R现将乙醇蒸汽通过氧化铝床层也能生成乙烯。乙醇脱氢法原料成本高,在经济上开不合理。这实际上和我们今天的生产流程恰恰相反,当今由于乙烯容易获得,我们通常用乙烯水化主生产乙醇。20世纪30年代以前,乙烯的用量不大,因此这样落后的生产技术也可以满足当时的需求。到了20世纪初,随着炼油工业的速步,在石油蒸储过程中产生了大量的炼厂气。最初的炼厂气主源于石油的蒸悻,后主随着催化裂化等工艺的出现,这些工艺也佚副产大量炼厂气。如何速一步利用这些炼厂气提高经济效益也成为了各个石油公司研究的课题。对于炼厂气最早的利用实际上是在1917年,当
10、时美国新泽西标准石油公司利用炼厂气中的丙烯合成了异丙醇。采用的工艺是将丙烯与硫酸反应,生成硫酸脂,随后水解生成异丙醇。实际上炼厂气中就含有少量乙烯,由于炼厂气是混合物,为了利用这一部分乙烯必须速行气体分理。1919年林德公司利用深冷技术将炼厂气冷即为液体,然后利用各种组分沸点不同,实现了炼厂气中各成分的分离,仍中提取出了少量的乙烯。20世纪30年代可以说是化学工业爆IIX的年代,多种重要的化学品被取现开且逐渐实现商业化。例如乙烯重要的下游生产物聚乙烯(PE),最初就是在1935年,ICI的科学家迈究尔佩林(Michae1Perrin约翰佩顿(JohnPaton)和埃德蒙德威廉姆斯(Edmond
11、Wi11iams)对福塞特和吉布森曾经的4X现速行过一步的研究偶然所得。1938年,ICI生产了第一吨PEo1939年,第一套商业化PE制备装置建成投产。这套装置年产量可达10吨开为PE的工业赃模生产奠定了基础。1936年催化裂化技术的开IIX,为石油化工提供了更多低分子烯煌原料。1941年新泽西标准石油公司在美国巴吞鲁日建成了全球第一套管式裂解炉(箱式炉)蒸汽裂解装置,开创了以乙烯装置为龙头的石油化工历史。图1乙烯工业主要IiX展历程1797年荷兰化学家卡斯贝特森采用乙酹与疏酸共热的方法.a次制苗出乙烯。发明早期乙燧工艺:乙6$脱水法,与当今的乙烯水化法制乙的生产流程怡怡相反美国联碳公司研究
12、了裂解制乙烯的方法,随后林德空气产品公司实现了分储法制乙烷。美国联碳公司建成第一座天然气制乙烯的商业化装置,标志苕石油化工业的开端U公开世界首个乙烯氧化制环氧乙烷专利I帝国化学工业公司(ICI)开发出了聚乙燧,并申请专利出售。开发催化裂化技术,为石油化工提供了更多低分子烯及原料。建成了首套空气法制环氯乙烷的生产装者,井沿用至今。新泽西标准石油公司在美国建成全球第一套管式裂解炉乙烯生产装置。美孚公司发现了甲醉制乙烯的生成路径,被认为是MTO技术的开端。美国联碳公司公开目前世界应用最广的聚乙烯加工工艺一UNIPO1uUoP公司公开了其MTo工艺的反应器设计。资料至源:HydrocarbonProc
13、essing,东海证券研究所1.2 .乙烯主源和生产新式12.1.石脑油、乙烷为主要原料,蒸汽裂解为主要生产新式全球绝大多数的乙烯生产是通过裂解而成。蒸汽裂解乙烯是最重要的乙烯生成路径。原料包括天然气、液化石油气、轻油(石脑油)、轻柴油、重油、原油、乙烷和丙烷等。而聚乙烯、乙事醇、PVA.PVC,苯乙烯等都是重要的下游产品。传统的乙烯的生产多是外购石脑油通过裂解而成,一般情形下生产100万吨乙烯需要330万吨的石脑油原料,同时副产运50吨丙烯、18万吨丁事烯、20万吨纯苯、以及兵他芳煌混合物、异丁烯、丁烯、碳五碳十、乙烯焦油等。以乙烷、丙烯、丁烷为原料的裂解装置中,副产的丙烯、丁事烯、纯苯的量
14、较少。美国在2010年以后由于页岩气革命,在开IIX过程中带至了大量的乙烷副产,也成为了裂解乙烯的坏质原料。图2乙烯产业链PE61%PVC等9%EPS、PS、ABS笨丙乳液ACR聚晶等不饱WW脂、SBS等礴中空容器管材型材津;:电线向缢拉丝等油田伴生气乙燃烷烷烷乙丙丁乙烯蒸汽裂解通常是原料在多个平行的裂解炉中,裂解出口温度接运850(或155(F);在裂解炉中佚有成千上万种的化学反应,但它们通常是由碳碳键经过热分解而成,兵余是碳氢键分离。图3乙烯蒸汽裂解工艺流程图资料主源:Technip,东海证券研究所影响裂解乙烯的副产品产量的因素主要有:1、原料:含碳量多,偏重组分则对应的副产品多。2、裂解
15、深度:一种衡量原料分子被分解的程度;在裂解炉中温度达到了多少。3、裂解参数:压力、裂解时间、技术、原料中所加蒸汽量等。兵中,裂解乙烯工艺中的乙烯收率与原料有着更为直接的六系:仍多产乙烯、丙烯的角度,烷烧环烷短单环芳品多环芳煌。仍乙烷到柴油,相对分子量越大,乙烯、丙烯的收率越低。乙烷作为原料的双烯(乙烯+丙烯)收率在80%左右,丙烷为原料约为60%,石脑油为原料约为45%。表1不同裂解原料的产品分布(以质量分数计)I裂解组分乙烷丙烷正丁烷石脑油常压柴油减压渣油|氨气8.822.271.571.560.940.78甲烷6.2727.4322.1217.2011.198.75乙烯77.7342.0140.0033.6225.9220.49