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《“胶”橡辉映》之丁二烯橡胶系列专题二 ——成本端丁二烯

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内容摘要:

  丁二烯是一种重要的有机化工原料,是生产合成橡胶的主要原料。丁二烯的主要生产工艺有两种。一类是碳四抽提法;另一类是丁烯氧化脱氢法。碳四抽提法生产成本低于丁烯氧化脱氢法。

  丁二烯产能扩张势头强劲。截至2023年上半年,丁二烯行业设计产能641.6万吨/年,总产能新增57万吨,较2022年增长9.75%。2023年上半年产量增速表现较好,1-6月丁二烯产量在222.96万吨,较2022年前六个月204.76万吨增长8.9%。

  丁二烯需求稳中抬升。丁二烯下游需求可分为两个部分,主要需求部分为合成橡胶,第二类需求部分为高值利用途径。国内丁二烯需求量呈现逐年上升趋势,2023年上半年丁二烯需求量235.84万吨,较2022年207.37万吨增加13.7%。丁二烯产业链下游延伸产业也在不断扩张。

  丁二烯进口依赖度不断降低。2022年我国丁二烯的进口量为17.03万吨,同比下降31.4%。出口数据来看,2023年上半年,中国丁二烯出口总量在4.16万吨,同比略增0.17%。

一、丁二烯基础知识

  丁二烯是一种重要的有机化工原料,是生产合成橡胶的主要原料。在合成橡胶方面,用于生产丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁苯胶乳等;在合成树脂方面,用于生产ABS、BS、SBS、MBS、环氧化聚丁二烯树脂、液体丁二烯齐聚物等;在有机化工生产中,用于合成环丁砜、1,4-丁二醇、己二腈、环辛二烯、环十二碳三烯等。

  丁二烯,1,3-丁二烯,分子式C4H6,无色无臭气体,分子量54.09,常温下为气体,具有微弱芳香气味,溶于丙酮、苯、乙酸、酯等多数有机溶剂,不溶于水,易液化。易燃,与空气混合易形成爆炸性混合物,遇火星、高温有燃烧爆炸危险。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,1,3-丁二烯在一类致癌物清单中。

《“胶”橡辉映》之丁二烯橡胶系列专题二 ——成本端丁二烯

  丁二烯以及丁二烯橡胶的产业链源头为原油。炼油厂通过石脑油裂解得到乙烯、丙烯以及副产品C4,C4经过抽提得到丁二烯,之后由1,3-丁二烯单体与其他单体在催化剂作用下通过溶液聚合而成结构规整的合成橡胶。其中单一1,3-丁二烯单体聚合而成的是丁二烯橡胶,由1,3-丁二烯和苯乙烯单体配合其他辅助化工原料聚合而成的是丁苯橡胶。

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  丁二烯的主要生产工艺有两种。一类是碳四抽提法,将C4馏分进行提纯,进行蒸馏处理得到高纯度的丁二烯产品;另一类是丁烯氧化脱氢法,将C4馏分进行脱氢处理,即将C4馏分发生消除反应等到丁二烯产品。碳四抽提法约占全球丁二烯总生产能力的98%,是丁二烯的主要生产工艺。碳四抽提法根据所用溶剂的不同,又可以分为乙腈法、二甲基甲酰胺法和N-甲基吡咯烷酮法3种。丁烯氧化脱氢法制丁二烯生产技术,主要生产工艺包括:一是丁烯直接脱氢工艺;二是丁烯氧化脱氢工艺;三是丁烷脱氢工艺。由于丁烯氧化脱氢相比催化脱氢原料单耗和蒸汽单耗更低,产品回收率及正丁烯转化率都有大幅提高,因此丁烯氧化脱氢工艺是工业上正丁烯脱氢制丁二烯的主要工艺。

  碳四抽提法生产成本低于丁烯氧化脱氢法。2022年,伴随石脑油价格重心上移,碳四抽提法制丁二烯的生产成本整体维持在7000-10500元/吨。2023年以来,碳四抽提法制丁二烯的生产成本维持在7000元/吨附近。相较于碳四抽提法,丁烯氧化脱氢法制丁二烯的成本更高。2022年丁烯氧化脱氢法制丁二烯生产成本整体维持在9500-14500元/吨区间。在进入2023年之后,丁烯氧化脱氢法的生产成本在12500元/吨附近震荡,最高达到13200元/吨。

《“胶”橡辉映》之丁二烯橡胶系列专题二 ——成本端丁二烯

《“胶”橡辉映》之丁二烯橡胶系列专题二 ——成本端丁二烯

  对丁二烯价格和上下游产品进行相关性分析的时候,发现丁二烯价格和丁二烯橡胶的价格正相关性较高,在2015年-2019年,丁二烯价格和丁二烯橡胶价格相关性达到0.96,但在2020年-2023年间两者的价格相关性降低到0.58。这其中受到2020年后国内丁二烯产能扩张、疫情等因素影响,短时间存在背离,但目前看价格仍然存在较强相关性,2023年以来两者相关性回升至0.86。丁二烯价格和上游源头原油2020年以来的价格相关性在0.52。

《“胶”橡辉映》之丁二烯橡胶系列专题二 ——成本端丁二烯

  从不同工艺的毛利对比来看,氧化脱氢工艺利润多表现倒挂,低点在-6500元/吨附近,导致氧化脱氢装置多数时间维持停车状态;碳四抽提工艺利润明显高于氧化脱氢工艺,2021年四季度,原料类产品价格相对偏高,利润表现较差。2022年后碳四抽提利润走高,年内高点达到4000元/吨。下半年部分时间段利润处于盈亏平衡点,但作为乙烯裂解的副产品,碳四抽提工艺暂无明显利润压力表现。2023年上半年,丁二烯价格先涨后跌,其理论利润由一季度高位逐步转向二季度的倒挂,上下游价差拉大,导致产业链利润向下游转移。

二、丁二烯产能扩张势头强劲

  近五年来中国丁二烯行业产能持续增长,2019年中国丁二烯设计产能在411.4万吨/年,从2020年开始,随着大连恒力、浙石化等装置投产,产能增速明显加快,后续中化泉州石化、中科炼化及烟台万华等装置逐步投产后,2020年中国丁二烯产能增速高达19.49%;2021年中韩石化、鲁清石化、古雷石化等装置陆续投产,2021年产能增速在10.78%。2022年丁二烯行业产能仍有所增量,增速在7.34%。截至2023年上半年,丁二烯行业设计产能641.6万吨/年,总产能新增57万吨,较2022年增长9.75%。

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  2018-2022年中国丁二烯行业产能持续增量,带动产量逐步提升,但产能利用率表现较明显波动。2020年,受公共卫生事件影响,国内需求走弱,且丁二烯价格跌至历史低位,国内部分装置受利润压力而停车,全年平均产能利用率跌至65%左右,最低跌至50%附近。随后在2021年实现回归,提升至71.55%。2022年,丁二烯行业产能仍有所增量,产量亦有稳步增长。2022年我国丁二烯产量421.49万吨,较2022年389.61万吨增长8.2%;2023年上半年产量增速表现较好,1-6月丁二烯产量在222.96万吨,较2022年前六个月204.76万吨增长8.9%。

《“胶”橡辉映》之丁二烯橡胶系列专题二 ——成本端丁二烯

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  在丁二烯主要生产企业中,中国石化包括扬子石化、茂名石化、齐鲁石化、福建炼油等,中国石油包括抚顺石化、四川石化、广东石化、吉林石化、大庆石化、独山子石化等、合资企业包括扬子斯巴夫、镇海炼化等,其他国营企业包括北方华锦、中化泉州石化等,民营企业包括浙江石化、斯尔邦石化等。

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三、丁二烯需求稳中抬升

  丁二烯下游需求可分为两个部分,主要需求部分为合成橡胶,第二类需求部分为高值利用途径。合成橡胶端主要包括顺丁橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶等。高值利用途径则包括环氧丁烯、ABS 树脂、1,4-丁二醇、己二腈、苯乙烯以及二甲基萘。

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  国内丁二烯需求量呈现逐年上升趋势,从2013年的280.75万吨增长至2022年的430.85万吨,涨幅达到53.5%。2023年上半年丁二烯需求量235.84万吨,较2022年207.37万吨增加13.7%。在丁二烯产能不断扩张的同时,下游化工品产能也在呈现了不同程度的产能增幅,顺丁橡胶的产能从2010年的70万吨上升至现阶段的181.2万吨。丁苯橡胶的产能从2010年的106万吨上升至2022年的177万吨。

  目前顺丁橡胶和丁苯橡胶为丁二烯最主要的消费领域,顺丁橡胶占丁二烯总消费量的27%;丁苯橡胶的丁二烯总消费量占比为22%;ABS现阶段整体对丁二烯的消耗量占比约17%;SBS对丁二烯的消耗量占比约14%。

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  受到新能源汽车发展以及中国高性能轮胎发展和轮胎出口的需要,丁二烯产业链下游延伸产业也在不断扩张。据不完整统计,2026年以前丁二烯橡胶计划投产产能66万吨/年,丁苯橡胶计划投产产能19.5万吨/年。

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四、丁二烯进口依赖度不断降低

  我国近几年丁二烯的进口量呈现逐渐下降趋势。2020 年由于疫情原因丁二烯外盘价格持续维持低位,内外盘存在较大套利空间驱使大批量国际货源运入我国进行价差套利,最终导致我国丁二烯 2020年进口量大幅上涨。伴随疫情矛盾阶段性缓解以及丁二烯产能释放,我国对丁二烯的进口依赖度持续降低。此外,在2021年之后,国际丁二烯价格由于海外需求复苏价格持续走强,内外套利空间关闭,国内终端厂家对采购进口丁二烯的积极性大幅降低。2022年我国丁二烯的进口量为17.03万吨,同比下降31.4%。

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  2023年上半年,我国丁二烯上半年进口总量为17.04万吨,同比去年上半年增长幅度在66.34%。上半年进口量基本持平于2022年全年水平。出口数据来看,2023年上半年,中国丁二烯出口总量在4.16万吨,同比略增0.17%。上半年高点在3月份,达到1.98万吨,随后逐月萎缩,6月份无出口量。

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  随着国内丁二烯产能、产量提升,行业自给率较高,进出口逐步演变为套利交易。2023年上半年进口高位而出口下降,与内外盘价差的转变息息相关。

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标签: #丁二烯#产能