我国环氧丙烷扩能步伐将继续加快

孟伟春

（山东省淄博市科学技术情报研究所，山东淄博 255040）

环氧丙烷（PO）是生产聚醚多元醇、丙二醇、丙二醇醚、异丙醇胺和羟丙基纤维素醚等的活性中间体，也是非离子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂、阻燃剂、防霉剂等的主要原料。其衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。据统计，截至2017年底，我国PO总产能达327万吨/年，占全球总产能的30%。

1 PO 最大亮点利润丰厚

PO作为目前为数不多的尚未产能过剩的石化产品，其常年保持高盈利态势，以氯醇法为例，2010–2017年，我国PO平均毛利围绕在2 341元/吨水平。2018年以来PO利润更是处于丰厚态势，年初至今，PO平均利润高达4 376元/吨，同比增涨52.2%。其中，2018年2月，由于原料氯气长期处于大幅倒贴运费状态，液氯月均倒贴运费接近千元，当月PO平均利润超过5 000元/吨，同比上涨88%（见图1）。

据统计，PO产业链价值分配不均匀，高盈利产品集中在中上游两端，下游及终端盈利能力较往年同期下降明显，处于相对弱势一方。中上游盈利水平高，一方面是基于年内国家严格的环保政策，中上游氯碱、丙烯、PO等工厂具有一定规模化，且企业综合实力相对较强，抗风险能力强。尽管部分企业亦存在一定的污水处理问题，但相对中下游小微企业来讲，相对压力略小。故而在环境治理中，中上游企业受外部影响相对有限，而部分小企业及不合规企业被迫关闭、停产，使得需求和利润进一步向大厂转移，从而更有利于中上游大企业的发展和盈利能力提升。

2 PO 自给率逐年提升

进入21世纪以来，国内PO行业实现了快速发展，金融危机之后的2年间我国PO产能增长迅速，到2010年国内PO产能超过了150万吨/年，年均增长率26.6%。“十二五”期间，我国PO行业迎来了第二波段扩能高峰期，2013–2014年是PO产能集中释放的又一个高峰期，2014年PO产能已达266.6万吨/年，其产能占当年全球产能的27%。而“十三五”期间PO市场依旧拥有“饱 满”的激情，预计到2022年，PO仍将有接近300万吨/年的新增产能待放（见图2）。随着产能不断扩张，未来PO也将逐步进入产能过剩行列，但由于氯醇法存在较大环保问题，未来政策指引及该工艺环保升级工作是影响后续PO何时进入过剩态势重要的支点。

图1 2010–2018年山东氯醇法PO毛利情况

图2 2010–2022年我国PO产量数据统计

据统计，2010–2017年，我国PO市场供应和需求规模快速增长，其中产量增速快于产能及表观消费量，高达13.2%；表观消费量增速为10.3%。“十三五”期间，随着我国产能不断扩张，国内自给率逐年增加，截至2017年，PO自给率增至91%。与此同时，PO进口依存度逐年下降，由2010年的22%下降至2017年的9%左右。对于未来市场，自给率仍会进一步提高，预计在2020年前后市场将逐步进入饱和状态（无需进口）。

3 产能地域分布不均衡正逐步趋于缓解

我国PO产能地域分布不均衡是我国PO市场分布的另一基本特征，产能分布雷同于其他化工品主要分布在东部沿海地区，其中超过一半以上的产能集中在山东地区，山东成为国内PO供应的主要输出地（见图3）。从我国PO各省分布情况看，截至2017年，山东地区PO总产能达到165.6万吨/年，占国内总产能51%；东北地区产能42万吨/年，占13%；金陵亨斯曼顺利投产后，华东地区PO累计产能增加至60.5万吨/年，其产能占比上升至18%；华北、华南、华中等地产能分别占总产能的5%、10%和3%（见表1）。

图3 2017年我国PO产能地域分布

据统计，随着产能不断扩张，预计至2022年我国PO产能地域分布将由以山东为主逐步扩散至华东沿海的其他城市，届时2022年山东地区PO产能占比将下降至39%，较2017年下滑超过12个百分点。因贴近主流消费地，且汽运、水运便利，华东地区（江浙沪）产能将大幅增加，特别是江苏地区产能占比上升26%，较2017年增加16个百分点。与此同时，华中地区产能占比亦在缓慢增加，安徽地区将实现产能零的突破。

4 共氧化法逐步成为全球制备PO的主流工艺

从工艺角度来看，目前全球先进的生产技术多以一体化配套的共氧化法工艺为主，截至2017年，全球PO产能高达1 134万吨/年，其中，包括过氧化氢异丙苯法（CMHP）在内的共氧化工艺产能占比高达47%，氯醇法工艺产能占比仅 为37%，而作为新型环保工艺的直接氧化法产能亦在逐步增加（见图4）。2014年后，直接氧化法在亚太区域产能增长速度逐步提升，特别是2014年1月我国首套HPPO工艺制PO装置在吉林落地投产后，开启了由传统高污染高耗能工艺向环保、节约型工艺的转变，这符合我国绿色可持续发展 战略。

表1 2017年我国PO现有装置汇总

图4 2010–2022年全球PO各工艺产能

5 我国新型工艺发展迎来“黄金期”

据监测，2010–2022年，我国PO产能持续扩张，生产工艺除了传统的氯醇法外，已实现规模化的有PO/SM法、HPPO法以及首套PO/MTBE 法。在新工艺探索中仍存在许多问题，直接氧化法规模化产量较低，装置闲置率长期处于较高水平，目前新工艺引进后的“消化、吸收和改良”任重道远。

目前，我国PO生产工艺仍以氯醇法为主，其产能占比55%，2018年累计产能约179.2万吨/年，同比下降4%。共氧化法有乙苯共氧化及异丁烷共氧化2种，2018年产能累计增长至107.9万吨/年，占总产能的33%，同比增长4%。国内首套异丙苯制PO装置有望在年中实现投产，目前南京红宝丽12万吨/年装置开车前期准备工作顺利。直接氧化法累计产能40万吨/年，占国内总产能的12%。年初至今，吉林神华及中国石化长岭2套HPPO装置开工好于上年同期水平，年内HPPO延续规模化量产概率较大。

5.1 氯醇法 [1]

氯醇法制备PO工艺生产历史悠久，工业化已有60多年，全球以美国陶氏化学公司的氯醇法工艺为代表。氯醇法的主要工艺过程为氯气和水配制成次氯酸，丙烯与次氯酸反应得到氯丙醇，再与熟石灰（或烧碱）反应生成PO，然后用普通的精馏方法分离，得到精PO。

氯醇法优点是生产工艺成熟、操作负荷弹性大、选择性好，对原料丙烯的纯度要求不高，从而可提高生产的安全和稳定性，建设投资少。由于固定资产投入少，产品成本较低，其产品具有较强的成本竞争力。目前世界PO约40%的产能为氯醇法。

氯醇法的缺点是水资源消耗大，产生大量废水和废渣，每生产1吨PO产生40～50吨含氯化物的皂化废水和2吨以上的废渣，“三废”处理难度较大（见表2）。

表2 氯醇法制备PO“三废”指标分析

2011年发改委发布的《产业结构调整指导目录（2011年本）》中首次明确指出，限制新建100万吨/年以下的氯醇法PO和皂化法环氧氯丙烷生产装置。鼓励建设15万吨/年及以上直接氧化法PO、20万吨/年及以上共氧化法PO。

可以预见，未来氯醇法PO生产能力将逐渐减少，共氧化法和直接氧化法PO生产能力将逐渐增加。

5.2 共氧化法 [2]

共氧化法又称哈康法，包括异丁烷共氧化法和乙苯共氧化法2种，分别由异丁烷或乙苯与丙烯进行共氧化反应，生成叔丁醇或苯乙烯，同时联产PO。

共氧化法由美国奥克兰公司开发，现为美国莱昂德尔公司所有。自1969年工业化以来，在世界范围发展迅速，目前，共氧化法PO产能已占世界总产能的45.8%左右。我国仅有2家企业在使用该工艺，分别为镇海炼化和中海壳牌，产能分别为28.5万吨/年和29万吨/年。

共氧化法优点是克服了氯醇法腐蚀大、“三 废”多等缺点，具有产品成本低（联产品分摊成本）和环境污染较小等（见表3）。

表3 共氧化法制备PO“三废”指标分析

共氧化法的缺点是工艺流程长，原料品种多，丙烯纯度要求高，工艺操作需在较高压力下进行，设备材质多采用合金钢，设备造价高，建设投资大。同时，PO在共氧化法生产中，只是一个产量较少的联产品，每吨PO要联产2.2～2.5吨苯乙烯或2.3吨叔丁醇，原料来源和产品销售相互制约因素较大，必须加以妥善解决，只有PO和联产品市场需求匹配时才能显现出该工艺的优势。此外，共氧化法产生的污水含COD也较高，处理费用约占总投资的10%，这增大了成本压力，降低了产品竞争力。但整体看共氧化法“三废”量相对较少，且国内共氧化法生产企业多为国企或者合资大厂，相对配套环保设施较为齐全。

5.3 HPPO 法 [3]

HPPO法是由双氧水催化环氧化丙烯制PO的新工艺，该工艺采用固定床反应器，以TiSi为多相催化剂，甲醇为溶剂，丙烯和过氧化氢进行氧化反应。过量丙烯、甲醇、高浓度（质量分数为70%）双氧水加入反应单元，反应过程生产PO，生产过程中产生少量的副产物及水，随后过量丙烯及甲醇回收进行循环利用。

目前国外HPPO法工业化技术，一是陶氏化学和巴斯夫公司联合开发技术；二是赢创工业集团与伍德公司联合开发技术。目前世界采用HPPO法生产的PO约占全球总产能的16%。

2014年1月，吉林神华集团30万吨/年HPPO装置成功投产。该项目由吉林神华集团、德国赢创工业集团、德国林德工业集团共同打造，该工艺在载体甲醇的作用下丙烯和双氧水在反应器中生成PO，经过精馏塔精馏生产出PO。该技术工艺中，除了水之外，几乎没有其他副产物，被业界公认为具有无可比拟的环保和经济性优势（见表4）。

表4 HPPO法制备PO“三废”指标分析

6 下游聚氨酯需求强劲，PO毛利仍可期

我国PO下游消费超过7成以上集中在聚氨酯领域，其他化工类下游需求增速相对较慢。PO最大的下游消费市场聚集在聚醚多元醇行业，化工类下游以丙二醇、碳酸二甲酯、醇醚等有机化工消费。国内聚氨酯市场的蓬勃发展为PO提供了广阔的消费市场。据统计，2010–2017年我国PO市场需求量逐年增长，其表观消费量年均复合增长率在8%左右，至2017年，我国PO表观消费量达289万吨（见图5）。预计2018–2022年我国PO供需结构将由紧平衡逐渐向供需平衡及略有失衡转变，预计至2022年我国PO市场消费量接近370万吨，未来5年平均增长率为5.1%。

聚醚多元醇是PO的主要下游产品。聚醚多元醇与MDI或TDI反应，分别生成聚氨酯硬泡和聚氨酯软泡。聚氨酯硬泡主要用于建筑节能材料、冰箱（冰柜）冷链物流领域，聚氨酯软泡主要用在汽车坐垫、家具、沙发、床垫等。全球聚醚多元醇占PO消费的70%左右，我国消费比例则更高，截至2017年，PO在聚醚多元醇行业消费量占PO总消费量的77%，其次是丙二醇，占9%。

图5 2010–2022年我国PO供需数据对比

PO下游与宏观经济高度相关，是典型的周期性行业。PO的终端下游是房地产、汽车、家具、冰箱冷柜等行业，与国民经济发展息息相关，其景气度上升，会增加对聚氨酯的需求，刺激聚醚厂商增加生产，对PO需求增加，带动价格上涨。

通过观察PO价格和GDP季度同比走势，可以发现，PO价格与GDP走势有较强的一致性。作为PO最大的消费群体聚氨酯市场来说，领域虽广阔，但随着全球经济不景气，国内经济整体增速下降，聚氨酯市场消费增速同步放缓，据粗略了解，聚氨酯需求增速基本与GDP增速持平。下游聚醚多元醇行业基础软泡聚醚产能过剩，产品同质化严重，利润附加值较低，多数聚醚工厂都在结构转型，转而增加开发高活性、高分子量聚醚。但是2018年初至今，聚氨酯下游制品受到环保检查影响较大，特别是手续不全、规模较小的家具厂、喷涂厂、弹簧厂、海绵厂等，直接影响了终端需求。环保严查对PO行业的影响正由传统的对上游的影响转变为全行业的影响，加剧了市场风险变化。

未来5年，我国聚醚多元醇仍有大约300万吨/年新增产能计划投产，但聚氨酯基础软泡系列扩能规模相对有限，新增产能多集中在高分子量、高活性聚醚领域以及一些小众但附加值高的特种聚醚领域。预计未来五年聚醚多元醇对PO需求量年均增长3.7%，2022年我国聚醚多元醇产能将达到845.8万吨/年，按照历史上聚醚开工率推算，届时聚醚产量将达到375万吨，PO当量消费将达到273万吨。对PO的需求仍将保持较高增长率，PO毛利仍将保持较好的预期。

7 结论

1）PO产能的增速慢于下游的需求增速，导致供不应求，毛利丰厚。

2）在经济性和环保的双重压力下，老装置将不断被淘汰，新工艺新技术不断涌现，单装置规模将不断提升，创新及规模效益较为突出，未来五年这一势头仍将继续保持。

3）PO项目仍将是行业投资的热点，需注意过度上马带来的市场波动及投资风险。