战国时代之PDH（精编版）：群雄逐鹿厮杀猛，问鼎中原傲世雄
《战国时代之PDH（一）：从PDH的群雄争霸论市场调查的重要性》
《战国时代之PDH（二）：全球丙烷都满足不了中国PDH装置了么？》
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平头哥了解到，自2013年10月天津渤化60万吨PHD装置开车，中国正式迈入了“PDH时代”，也正式打开了丙烯依靠丙烷脱氢生产方式的大门。自此，中国丙烯产业中，又增加了浓重且炫彩的一笔。丙烯生产的多元化让丙烯市场的竞争越发激烈，PDH产业的快速发展也加速了全球丙烷供给和消费的有效衔接。但是，因为中国对裂解及煤化工投产的限制，轻烃脱氢就成为了中国民营化工资本寻求突破的方向。所以，自2013年之后，中国PDH产业的发展如同“白驹过隙”，在短短的数年中，衍生出了众多PDH装置，目前的PDH产业，犹如“群雄逐鹿厮杀猛，问鼎中原傲世雄”！
01
从PDH群雄争霸论市场调查的重要性
2020年6月28日，浙江圆金新材料有限公司总投资208亿元的烷烃资源综合利用一体化项目正式签约，落户绍兴经开区。浙江圆金新材料有限公司计划建设两条75万吨丙烷脱氢制丙烯装置，三条合计产能125万吨的聚丙烯装置，一条40万吨双氧水装置，一条30万吨直接氧化法环氧丙烷装置。
PDH装置是利用丙烷脱氢生产丙烯的生产技术，大多下游配套聚丙烯或环氧丙烷。在绍兴投资的这两套装置，总计PDH装置产出丙烯的产能为150万吨/年，按照1.18的丙烷和丙烯的产出比计算，在满负荷开工前提下，丙烷的加工量约在177万吨。
让平头哥惊讶的是，在目前中国PDH装置层出不穷的前提下，竟然还有如此大规模的PDH装置要投资，并且还是一次投了2套。每套75万吨的规模，也算是在未来PDH装置拟在建规模列表中前几位的规模水平。
根据平头哥不完全统计，目前中国已经投产的PDH装置总计规模在931万吨/年，按照满负荷开工计算，每年可以加工超过1098万吨的丙烷。未来10年内，中国还有超过3500万吨的PDH装置处于在建、拟建及规划阶段。如若这些PDH装置全部投产，总计PDH装置产能将超过4400万吨，在满负荷开工前提下，总计能够加工丙烷规模接近5200万吨。
也就是说，未来10年内，中国新增的PDH装置规模将在目前规模基础上翻4.8倍。这是什么概念？中国PDH装置规模在未来10年内的增速在19%。根据平头哥跟踪化工行业超过10年的经验来看，没有哪个化工装置的规模增速能够达到此速度。这个速度，平头哥只想用“井喷”这个词来形容。
一般一个大规模化工项目的落地，需要经过严格的前期评估过程，其中项目可行性就需要经过多次评估和审查，其中包括资讯公司的可行性评估等，而技术和产品结构，还需要经过全国公认专家的闭门评估会议，并且此会议不仅举行一次。在经过严苛的专家评估后，才会最终对该项目可行性达到共识，从而进一步推进该项目的后续工作。但是，目前来看，中国未来10年PDH装置将出现井喷现象，中国的PDH装置竞争环境将越发恶劣。
另外，PDH装置的技术来源有限，生产工艺差异不大，原料来源固定且单一，所以成本整体差距不大。而主要的竞争焦点，在于对消费市场的争夺，在这一点，头部企业客户稳定，确实存在优势，但这也是造成了新进入者较高的竞争压力。
所以，要想有效规避市场竞争，项目落地前期的市场调查显得尤为重要。
在过去几年中，中国民企、国企及合资企业，都在加大市场调查力度，都在积极寻找市场真相，予以做出正确的判断。所以，大家在做出化工项目可行性关键决策之前，也希望能够重视市场调查的力量，虽然无法准确预测未来，但市场调查是为了力求接近真相。
02
全球丙烷都满足不了中国PDH了吗？
根据平头哥统计，中国未来10年内，拟在建的PDH装置规模庞大。在统计的拟在建项目如期投产的前提下，中国新增的PDH装置规模超过4400万吨，在满负荷开工前提下，预期消耗进口丙烷5200万吨以上。
因PDH采用的是进口丙烷，纯度要求98%及以上，所以国产丙烷无法满足PDH装置的要求，只能依靠进口来补充。而进口丙烷主要来自于中东及美国地区的气田副产品，根据海关数据显示，2020年中国进口了超过1500万吨丙烷，其中主要来自美国、卡塔尔、阿联酋、科威特、沙特、阿曼等国家，来自中东的丙烷，占到中国丙烷进口总量的60%以上。
所以，中东及美国的丙烷供应，能否满足中国PDH工厂的需要，就成为行业内所讨论的主要话题。
平头哥统计数据显示，2019年全球生产了约1.6亿吨丙烷，其中中东地区丙烷产出占全球丙烷总量的38%左右，仅次于美国39%的丙烷规模。中东地区2019年产出了约4600多万吨丙烷，其中约有三分之一出口到中国地区。并且根据中东地区过去几年的丙烷产出速度来看，中东地区2010年至2019年丙烷产量维持了2.5%的速度在缓慢增长。
按照这个速度计算，未来10年内，中东地区的丙烷产量预期将超过6000万吨规模。在假设中国年后需要超过5200万吨丙烷，并且全部依靠中东供应的前提下，在10年后的中东丙烷，将有超过87%流向中国消化。
当然，这种假设是基于极端条件发生。平头哥认为，如果在中国出现大幅需求增长的前提下，必然会驱动中东地区丙烷的产出增长，以及中东以外的丙烷供给增加，从而应对巨大的中国需求增长。但是不管怎样，中国PDH的需求增加，是成为驱动全球丙烷格局转变的关键因素，虽然供给端理论上能够满足中国庞大的消费增长，但是供需平衡及格局必然发生根本性转变。
03
中国丙烯是不是要过剩了？
未来10年内，中国PDH装置将新增超过3000万吨，总计生产能力超过4400万吨。也就是说，在满负荷开工前提下，中国PDH生产的丙烯，就能够达到4400万吨规模。什么概念？平头哥了解到，2019年中国丙烯产量仅有3300万吨左右，也就是说，10年后PDH生产的丙烯，已经超过了目前丙烯的总供应量。
丙烯来源渠道有很多种，炼油厂副产的丙烯原料气，经过气分装置后可以抽提丙烯，而丙烷脱氢可以生产丙烯，石脑油蒸汽裂解和煤制烯烃，都会生产大量的丙烯资源。其中石脑油蒸汽裂解生产的丙烯，是中国丙烯的主要供应来源。
根据不完全统计，2020年中国丙烯来源中，超过50%及以上丙烯来源，是通过石脑油蒸汽裂解生产的，另外有超过30%的丙烯，是炼厂催化裂化副产的丙烯资源。而PDH仅有5%左右的丙烯供应占比。中国丙烯原料的多元化，也决定了丙烯供应的多元化，从而造成化工产业在不同景气程度前提下，都有可能会带来丙烯的供应增长。从2006年至2020年丙烯的供应增速来看，年均呈现了12%左右的速度增长，这明显快于中国GDP的增长速度。这其中，虽然PDH带来的丙烯占比较小，但是由此产生的丙烯格局却在发生质变。
由于丙烯供应的快速增长，造成市场中对丙烯是否存在过剩的呼声逐渐增高。平头哥认为，由于丙烯企业多以产业链模式发展，所以丙烯是否会出现过剩，主要取决于下游装置是否存在过剩的可能。目前新增的丙烯供应装置中，全部配套下游装置，其中多以聚丙烯和环氧丙烷为主，另外还存在少量的丙烯腈、丙烯酸及丙酮等。也就是说，虽然未来新增大量丙烯，但是由于产业链的配套关系，造成丙烯全部转化为下游产品，也就没有所谓的过剩一说。
平头哥调查了中国丙烯下游主要的产品，其中包括PP、丙酮、丙烯酸、环氧丙烷、正丁醇、辛醇等产品，根据丙烯自产量及拟在建项目的匹配情况来看，未来10年内，中国丙烯下游可能存在过剩的产品有：丙酮、环氧丙烷、丙烯酸、无规共聚PP等，而均聚PP、抗冲共聚PP、丙烯腈等产品仍将表现出相对良好的供需状态。
所以，平头哥认为，未来中国丙烯供应快速增长，其供应压力必将转移至产业链的下游，从而加重了下游产品的供应过剩预期。但是，丙烯供应过剩说法不准确，产业链的传导机制下，造成丙烯下游供应压力增加，从而造成部分丙烯下游产品存在较强的过剩可能。
04
PDH装置副产的氢气都做什么了？
未来中国新增超过3500万吨PDH装置，刨除主要产品丙烯之外，还会有副产氢气资源，这也是化工生产中副产氢气资源最多的装置之一。目前全球成熟的技术提供方是UOP和鲁姆斯，工艺名称分别为Oleflex和Catofin，在全球均有多套工业化装置，中国的多套PDH装置均来自两家企业的技术支持，而这两种不同的生产工艺，均有副产的氢气产出。
PDH装置中氢气来自PSA提氢单元，通过变压吸附，回收其中的氢气，PSA的尾气进入装置的燃料气系统。通过PDH装置企业相关计划人员了解到，PSA吸附单元成本被列入烯烃生产成本范畴，成本约在200-300元/吨左右，而实际情况中，PDH企业氢气多为无成本计算模式，即为氢气作为副产品存在。
根据平头哥不完全统计，中国PDH装置每年约副产超过20万吨的氢气资源，其中天津渤化石化有限公司、宁波海越新材料有限公司、张家港扬子江石化有限公司、万华化学股份有限公司、东华能源新材料有限公司的PDH装置，是副产氢气资源最多的前几位PDH工厂，每家企业每年约副产超过2.8万吨左右的氢气资源。
由于氢气的储运成本较高，所以无法长距离运输，这也就造成目前PDH工厂副产的氢气资源，存在当地消化及本企业消化的情况。根据对每家PDH工厂氢气资源的深入调查发现，中国PDH工厂副产的氢气资源，大部分作为燃料直接烧掉，主要是用于工厂的蒸汽热值补充，另外部分工厂进行了深度利用，如卫星石化及扬子江石化等。另外，少数几个工厂，因配套炼油一体化装置，所以副产的氢气资源，作为炼油及蒸汽裂解所需要的氢资源。
虽然目前很多PDH工厂已经认识到，对副产的氢气实行了低附加值的应用，但是鉴于氢气的活泼性质，以及本身企业的产业链配套情况，在短期内仍也无法实现氢气的深度综合利用。值得欣慰的是，有很多PDH企业表示在考虑氢气的综合利用，其中有个别工厂计划建设家加氢站，予以实现氢气的高附加值利用。这也说明，由于PDH工厂新增装置众多，未来必然带来更多的市场竞争压力，而PDH企业的减能增效，也成为了他们必须要考虑的内容。在中国大力推进氢能源汽车的大趋势下，中国氢能需求的大幅增长，或将给PDH企业带来更多的发展机会。
05
未来PDH的竞争力会下降吗？
上文中也说过，中国丙烯生产工艺呈现多样性，其中有石脑油蒸汽裂解、炼厂催化裂化气分抽提、MTO、CTO、轻烃裂解及PDH等，虽然PDH生产的丙烯占比较小，但是也成为了丙烯行业对其竞争力讨论的重点，因低廉的丙烷价格在过去让其竞争力凸显。
中国PDH产业的兴衰，全部寄托在原料丙烷价格的波动，从2006年至2019年期间内，在根据中国进口丙烷均价计算的理论PDH生产成本，不同工艺对比来看，PDH装置生产的成本始终处于不同工艺成本区间的中间位置，较MTO成本低，而无法与石脑油裂解生产的烯烃成本比较。
在过去十年中，中国PDH装置生产的丙烯成本，主要受到进口丙烷价格的影响，而由于不同生产工艺间原料的差异性，也造成了中国丙烯市场的成本竞争，主要围绕原料端成本的竞争展开。由于石脑油裂解生产的产品众多，所以副产物对主要烯烃成本形成成本抵扣，这也是石脑油裂解生产丙烯单吨成本优势所在。
另外，由于中国进口丙烷价格从2013年至2020年期间内， 呈现逐渐降低的趋势，这也造成中国PDH装置在2013年和2014年期间内，整体丙烯生产成本偏高，竞争力整体偏弱。而从2015年至2020年期间逐步走强，这主要受到中国新增PDH项目对丙烷的消费驱动，这也反映出，目前中国PDH工业的竞争力，主要围绕丙烷价格的波动。
关于烯烃成本竞争力的比较，需要在丙烯下游的稳定市场消费当量前提下计算。也就是丙烯下游的消费市场，在选择不同工艺生产的丙烯时，首要考虑的因素为成本。成本最低的丙烯，是市场中丙烯下游的首要选择对象，在最低成本丙烯无法满足下游市场消费的前提下，才会选择第二成本优势丙烯，以此类推。所以，当市场中成本最低丙烯能够满足下游消费需求时，就没有所谓的不同工艺成本竞争对比一说。
从历史PDH装置的成本比较来看，始终无法与石脑油裂解生产的丙烯相互比较，而是频繁与CTO装置生产的丙烯抢夺市场份额。而对于未来PDH产业的成本竞争力比较，要综合原油、丙烷、煤炭、甲醇产品的价格预测逻辑，这主要是基于油价上涨的大趋势下进行预测和评估。
根据平头哥预计，至2030年，在油价上涨的大趋势下，PDH装置的成本呈现上涨的趋势，与不同工艺的成本比较来看，以华东地区煤炭为原料的CTO丙烯生产方式成本不相上下，而要明显低于以甲醇为原料的丙烯生产方式。另外，平头哥认为，未来10年内，石脑油裂解工艺生产的丙烯成本，依旧处于最优的丙烯生产方式，但是，如果将裂解后的副产物也作为成本计算的话，其实际成本与PDH成本不相上下，这主要取决于计算方式的不同。
另外，目前UOP公司开发的最新PDH生产工艺，简称为NG PDH（next generation PDH），采用流化床PDH生产工艺，目前已经在东华能源茂名PDH装置中采用，也是国内首套采用该工艺的装置。市场传闻该工艺在原料选择性、转化率及加工成本方面，均有一定的改进。所以，平头哥认为，，随着PDH工艺的提升，生产成本的下降，也有望提升PDH装置在未来的市场竞争力，予以弥补竞争环境恶化带来的劣势。但是，也需要密切关注CTO工艺的改进带来的煤制丙烯竞争力的提升。