近年來(lái)全球丙烯需求增長(zhǎng)迅速，但傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的丙烯難以跟上需求快速增長(zhǎng)的步伐，為了確保丙烯供應(yīng)，必須實(shí)行替代生產(chǎn)工藝。在少數(shù)幾個(gè)以丙烯生產(chǎn)為重點(diǎn)的生產(chǎn)工藝中，丙烷脫氫(PDH)已被證明是最有效的生產(chǎn)工藝，因此，PDH項(xiàng)目受到熱捧。目前，全球投入運(yùn)營(yíng)的PDH裝置已經(jīng)有26套，產(chǎn)能已經(jīng)超過1200萬(wàn)噸/年，其中中國(guó)的PDH產(chǎn)能占全球逾一半。

A原料輕質(zhì)化下的PDH投資熱潮

2007年開始，北美的乙烷裂解成本優(yōu)勢(shì)開始顯現(xiàn)，國(guó)際投資者逐步加大了對(duì)乙烷裂解裝置的投資。另外，隨著2010年以來(lái)美國(guó)頁(yè)巖氣革命的爆發(fā)，美國(guó)天然氣產(chǎn)量呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)，但這也導(dǎo)致了天然氣價(jià)格的崩盤。為了獲得更好的利潤(rùn)，生產(chǎn)企業(yè)大量開發(fā)富含凝析油(NGL)的濕氣，這是因?yàn)轫?yè)巖氣副產(chǎn)的凝析油經(jīng)過簡(jiǎn)單分離就可以提取出更高附加值的乙烷、丙烷、丁烷和化工汽油，價(jià)格均比天然氣高。在利潤(rùn)的驅(qū)使下，凝析油的供應(yīng)增速比天然氣還要更快。而乙烷是凝析油中最大的組分，占比接近50%，這就造成乙烷供應(yīng)的劇烈增加。

從數(shù)據(jù)上看，2011年后隨著油氣井定向鉆探和壓裂頁(yè)巖技術(shù)的突破，乙烷產(chǎn)量每年增長(zhǎng)超過30%。為了消化乙烷，石化企業(yè)面臨三個(gè)選擇，要么將乙烷重新注回，要么對(duì)乙烷進(jìn)行裂解開發(fā)(主要是乙烯并聚合為聚乙烯)，要么直接出口乙烷。在頁(yè)巖氣革命的初期，乙烷重新注回是不得已而為之的選擇，但隨著時(shí)間推移，美國(guó)煉廠紛紛投建乙烷制乙烯裝置，有效地消化了乙烷的供應(yīng)。對(duì)于消化不了的過剩乙烷，美國(guó)選擇直接出口。

在美國(guó)主要有兩個(gè)出口乙烷的港口，一個(gè)在南部的得克薩斯州，一個(gè)在北部的賓夕法尼亞州。根據(jù)EIA數(shù)據(jù)，2016年全球乙烷產(chǎn)量約6600萬(wàn)噸，美國(guó)乙烷的實(shí)際產(chǎn)量在2521萬(wàn)噸左右，占比約38%，中東產(chǎn)量2400萬(wàn)噸，占比36.36%。美國(guó)接近2171萬(wàn)噸乙烷用于國(guó)內(nèi)乙烯生產(chǎn)，另有約350萬(wàn)噸用于出口，分別出口給加拿大180萬(wàn)噸、出口給歐洲100萬(wàn)噸、出口給印度70萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)到2020年，全球乙烷產(chǎn)量約8500萬(wàn)噸，其中美國(guó)約4000萬(wàn)噸，增長(zhǎng)1500萬(wàn)噸，出口700萬(wàn)噸以上;中東產(chǎn)量約2780萬(wàn)噸，全部自身消化。

乙烯原料的輕質(zhì)化近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注，2005年之前，全球通過石腦油裂解制乙烯的產(chǎn)量達(dá)到乙烯總產(chǎn)量的55%左右;到2010年，全球通過石腦油裂解制乙烯的產(chǎn)量達(dá)到乙烯總產(chǎn)量的約51.2%，而乙烷裂解占比為32.1%，丙烷和丁烷占比分別為8.4%和4.1%;到2014年，全球通過石腦油裂解制乙烯的產(chǎn)量占比乙烯總產(chǎn)量下滑到46%，乙烷裂解占比上升到35%;到2016年，全球通過石腦油裂解制乙烯的產(chǎn)量占比乙烯總產(chǎn)量已下降到42%左右，而輕烴則上升到51.2%(其中乙烷36.2%、丙烷9.2%、丁烷5.8%)。

丙烯的工業(yè)化生產(chǎn)工藝主要有：石腦油蒸汽裂解副產(chǎn)丙烯;煉廠二次加工重(渣)油的催化裂化，即FCC裝置副產(chǎn)丙烯;丙烷脫氫制丙烯;以甲醇為原料的縮合法(MTO或MTP法);乙烯和丁烯為原料的烯烴歧化法等五種工藝。 2010年以前，以蒸汽裂解副產(chǎn)丙烯和FCC副產(chǎn)丙烯為主流方法，但乙烯原料的輕質(zhì)化間接影響了丙烯的供應(yīng)。若采用石腦油蒸汽裂解，一般乙烯和丙烯的比例在3∶1—2∶1，如每生產(chǎn)1噸的乙烯，則會(huì)有0.5噸的丙烯副產(chǎn)。而采用乙烷制乙烯后，每生產(chǎn)1噸的乙烯，則僅有1/40噸的丙烯副產(chǎn)。可以預(yù)見的是，隨著時(shí)間的推移，丙烯的供需結(jié)構(gòu)將逐步好于乙烯，令投資者重新審視丙烯的投資機(jī)會(huì)并加大丙烯的產(chǎn)能建設(shè)。

與中東和北美大力發(fā)展輕質(zhì)化烯烴產(chǎn)能方向不同的是，中國(guó)根據(jù)國(guó)情，因地制宜選擇了MTO/MTP制和PDH制。中國(guó)的大型煤化工企業(yè)規(guī)劃的產(chǎn)能多為煤制一體化裝置，中間品甲醇和烯烴全部用于聚合聚乙烯或者聚丙烯。而沿海地區(qū)由于進(jìn)口便利，則選擇了MTP或丙烷脫氫制式。這類PDH裝置對(duì)原料——丙烷的純度要求極高(要求丙烷純度至少達(dá)到97%)，現(xiàn)有國(guó)外丙烷脫氫裝置，都采用濕性油田伴生氣為來(lái)源的高純低硫丙烷為原料。而我國(guó)濕性油田伴生氣資源較匱乏，且國(guó)產(chǎn)液化氣是石油煉制過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，是一種雜質(zhì)含量及硫含量較高的混合氣體，國(guó)產(chǎn)液化氣中丙烷質(zhì)量無(wú)法滿足丙烷脫氫工藝原料要求。因此，國(guó)內(nèi)建設(shè)的PDH裝置，必須進(jìn)口以國(guó)外油田伴生氣為來(lái)源的非煉油廠生產(chǎn)的高純度液化丙烷，主要來(lái)源地是中東及北美地區(qū)，從最近三年的數(shù)據(jù)來(lái)看，中東和北美貨源大約占據(jù)了中國(guó)80%—95%的丙烷進(jìn)口量。也就是說，中國(guó)的丙烷脫氫制丙烯所需的原料丙烷，高度依賴于中東及北美地區(qū)的貨源。

B PDH工藝的優(yōu)勢(shì)

PDH工藝有四種：UOP公司的Oleflex工藝;ABB Lummus公司的Catofin工藝;伍德(Krupp Uhdewcng)公司的STAR工藝;Linde-BASF-Statoil共同開發(fā)的PDH工藝等。已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的主要是UOP的Oleflex工藝和ABB Lummus的Catofin工藝，UOP和Lummus兩種工藝路線大體相同，所不同的只是脫氫和催化劑再生部分。UOP公司的Oleflex工藝采用鉑基催化劑，氫作為原料的稀釋劑，丙烷選擇性脫氫轉(zhuǎn)化為丙烯，單程轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)條件改變，一般在35%—65%，未反應(yīng)的丙烷可循環(huán)使用，丙烯總收率可達(dá)80%以上;ABB Lummus公司的Catofin工藝使用鉻-氧化鋁催化劑，丙烷轉(zhuǎn)化率為85%。

在全球范圍內(nèi)運(yùn)行的PDH裝置中，約有60%使用霍尼韋爾UOP的Oleflex技術(shù)，其余的PDH裝置使用西比埃魯姆斯的Catofin技術(shù)，僅有一套設(shè)施使用蒂森克虜伯公司的STAR技術(shù)。中國(guó)已經(jīng)投放的12套裝置中，6套采用Catofin工藝，6套使用Oleflex工藝。從PDH廠家的反饋情況來(lái)看，美國(guó)貨源的丙烷較中東純度更高，設(shè)備的穩(wěn)定性較好，因而北美的丙烷更具吸引力。

從現(xiàn)貨交易結(jié)算的定價(jià)機(jī)制上看，中國(guó)采取美國(guó)合同貨MB價(jià)格和沙特CP價(jià)格兩種方式。這兩者價(jià)格走勢(shì)往往高度一致，CP定價(jià)是參照前一個(gè)月沙特阿美石油公司(Aramco)月初、月中、月底3次招標(biāo)的中標(biāo)價(jià)，并參考現(xiàn)貨價(jià)格趨勢(shì)而制定，于每月底正式對(duì)外公布下一個(gè)月的 CP。Mont Belvieu(MB)價(jià)格，每日由OPIS發(fā)布，為在生產(chǎn)商或者買賣雙方都同意的MB地區(qū)任何設(shè)施(包括管道、罐區(qū)、分離廠區(qū))進(jìn)行交割的結(jié)算價(jià)格。

PDH工藝具有三大優(yōu)勢(shì)：首先，丙烷在500℃—600℃條件下經(jīng)催化脫氫得到丙烯，該技術(shù)的特點(diǎn)是單一原料生產(chǎn)單一產(chǎn)品(主要是丙烯)，流程簡(jiǎn)短;其次，是生產(chǎn)成本只與丙烷價(jià)格波動(dòng)密切相關(guān)，大約1.2噸的丙烷生產(chǎn)1噸丙烯，而丙烷價(jià)格與石腦油價(jià)格、丙烯市場(chǎng)沒有直接的關(guān)聯(lián)，這可以幫助丙烯衍生物生產(chǎn)商改進(jìn)原料的成本結(jié)構(gòu)，規(guī)避一些市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn);最后，是對(duì)于丙烯供應(yīng)不足的衍生物生產(chǎn)廠，可購(gòu)進(jìn)成本較低的丙烷生產(chǎn)丙烯，免除運(yùn)輸與儲(chǔ)存丙烯的高成本支出。從最近兩年中國(guó)投放的PDH裝置利潤(rùn)測(cè)算來(lái)看，丙烷脫氫制丙烯的利潤(rùn)一直處于較高位置，噸盈利在1000—2000元。若工廠配置相對(duì)應(yīng)的PP聚合裝置，其一體化的凈利潤(rùn)將更高，可以在此基礎(chǔ)上再加上至少400元/噸。相對(duì)于PP不到10000元/噸的均價(jià)而言，高達(dá)1500元/噸的凈利潤(rùn)使得石化工廠擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)能十足。

C中美兩國(guó)對(duì)丙烷貿(mào)易的依賴程度

截至2018年3月，全球共有27套PDH裝置在運(yùn)行(含MDH項(xiàng)目)，全球產(chǎn)能約1250萬(wàn)噸，其中，中國(guó)有8套合計(jì)產(chǎn)能467萬(wàn)噸/年的純PDH裝置在運(yùn)行，主要集中在華北、華東地區(qū)，華南地區(qū)的福建省有兩套裝置中景石化和中江石化分別在2016年和2017年各投放了35萬(wàn)噸的PP產(chǎn)能，相對(duì)應(yīng)的PDH產(chǎn)能仍未完工。也就是說，中國(guó)一年需要消耗的進(jìn)口丙烷數(shù)量為467×1.2=560.4萬(wàn)噸。與此同時(shí)，山東地區(qū)還有四套MDH裝置共84.5萬(wàn)噸產(chǎn)能(主要是神馳化工、齊翔騰達(dá)、東明石化、京博石化)。這四家公司使用LPG原料(丙烷/丁烷混合物)生產(chǎn)丙烯和丁烯。這些MDH裝置通常被進(jìn)一步整合到MTBE生產(chǎn)中。與純PDH裝置相比，這些MDH裝置中的許多裝置可以使用國(guó)有原料。

總的來(lái)說，中國(guó)的PDH產(chǎn)能為551.5萬(wàn)噸，約占全球產(chǎn)能一半。而受益于頁(yè)巖氣革命、大力推動(dòng)原料輕質(zhì)化的美國(guó)，僅在2010年、2015年各投放了1套PDH裝置，第三套裝置在2017年11月才完成投放。根據(jù)公開信息統(tǒng)計(jì)，美國(guó)目前在建或已經(jīng)宣布建設(shè)計(jì)劃的PDH項(xiàng)目共有4個(gè)，全部位于南部的得克薩斯州。IHS預(yù)計(jì)到2020年，北美丙烷脫氫制丙烯裝置年產(chǎn)能將達(dá)450萬(wàn)噸，包括Flint HillsResources年產(chǎn)66萬(wàn)噸裝置，陶氏化學(xué)年產(chǎn)75萬(wàn)噸裝置，奧升德年產(chǎn)117萬(wàn)噸裝置和FPC年產(chǎn)60萬(wàn)噸裝置等，若美國(guó)PDH裝置的產(chǎn)能投放成功，則可帶動(dòng)丙烷需求450×1.2=520萬(wàn)噸/年。

受益于經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、環(huán)保調(diào)控升級(jí)、產(chǎn)業(yè)格局變化帶來(lái)的高需求，2013年以來(lái)中國(guó)進(jìn)口的丙烷數(shù)量逐年提升。中國(guó)海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù)顯示，2013年到2017年進(jìn)口丙烷數(shù)量分別為245萬(wàn)噸、475萬(wàn)噸、855萬(wàn)噸、1160萬(wàn)噸、1337萬(wàn)噸，漲幅驚人，預(yù)計(jì)2018年丙烷的進(jìn)口量依舊維持兩位數(shù)的增長(zhǎng)。根據(jù)前文的測(cè)算，2018年中國(guó)需要高純度丙烷約560.4萬(wàn)噸，也就意味著大約有一半以上的進(jìn)口丙烷被用于其他用途。實(shí)際上，丙烷常用作發(fā)動(dòng)機(jī)、燒烤食品及家用取暖系統(tǒng)的燃料。因此，丙烷既可用于丙烯的原料或煉油工業(yè)中的溶劑，或作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，還可與丁烷和少量乙烷的混合物液化后可用作民用燃料即液化石油氣，這幾方面的需求同樣巨大。

與中國(guó)丙烷進(jìn)口高度依賴中東和美國(guó)不同，美國(guó)丙烷出口對(duì)中國(guó)的依賴程度相對(duì)而言并不高。以最近三年為例，2015年到2017年，美國(guó)分別有269萬(wàn)噸、325萬(wàn)噸、337萬(wàn)噸丙烷出口給中國(guó)，占美國(guó)丙烷出口比例僅為14.9%、13.80%、13.27%;而這三年里來(lái)源于美國(guó)的丙烷占中國(guó)丙烷進(jìn)口比例分別為31.51%、28.04%、25.25%。EIA數(shù)據(jù)顯示，2013年到2017年，美國(guó)的丙烷出口量高達(dá)887萬(wàn)噸、1243萬(wàn)噸、1807萬(wàn)噸、2355萬(wàn)噸、2658萬(wàn)噸。也就是說，美國(guó)出口的丙烷體量越來(lái)越大，盡管中國(guó)消化的數(shù)量逐年增加，但美國(guó)新增的丙烷出口大部分還是被全球其他地區(qū)消化了，這部分新增需求主要是在歐洲和東亞。實(shí)際上，東亞地區(qū)如日本、韓國(guó)也在大力興建烯烴轉(zhuǎn)化和PDH等裝置，特別是韓國(guó)，2015年其丙烷脫氫和烯烴轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到110萬(wàn)噸，2016年至今其規(guī)劃擴(kuò)產(chǎn)的產(chǎn)能直接翻倍。所以，隨著中美兩國(guó)的大量PDH裝置不斷上馬，以及日韓的需求提升，丙烷的整體需求將快速增加。

D巴拿馬運(yùn)河提升丙烷運(yùn)輸效率

巴拿馬運(yùn)河于2016年6月26日順利通航首艘大型液化氣體運(yùn)輸船(VLGC)，自此，美國(guó)產(chǎn)丙烷運(yùn)輸至東亞地區(qū)時(shí)間將縮短至25天左右，較之前縮短15天以上。運(yùn)費(fèi)方面，VLGC國(guó)際市場(chǎng)航運(yùn)價(jià)格短租評(píng)估價(jià)格為6萬(wàn)—7萬(wàn)美元/天，長(zhǎng)約船折算單日運(yùn)費(fèi)評(píng)估為4萬(wàn)美元。縮短15天將對(duì)整船貨物成本降低100萬(wàn)美元左右，但是運(yùn)河通行的費(fèi)用偏高，VLGC通過巴拿馬運(yùn)河單船費(fèi)用30萬(wàn)美元/月。整體來(lái)看，運(yùn)輸成本上有70萬(wàn)美元以上縮減。若為長(zhǎng)租船舶，運(yùn)輸成本下降額度依舊較為可觀，但對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)采購(gòu)商而言，運(yùn)費(fèi)成本的降低并不能構(gòu)成其采購(gòu)成本在全國(guó)市場(chǎng)范圍內(nèi)的絕對(duì)降低。

2018年3月8日，沙特預(yù)測(cè)合同價(jià)CP丙烷約450美元/噸，碼頭使用費(fèi)高達(dá)60美元/噸。目前從美國(guó)運(yùn)輸丙烷的貨船，一條船的丙烷運(yùn)輸能力大約是4.8萬(wàn)噸或者2.4萬(wàn)噸的規(guī)格，運(yùn)費(fèi)下降數(shù)十萬(wàn)美元，對(duì)于整船貨物成本(4.8萬(wàn)×450美元/噸=2160萬(wàn)美元)而言，降低幅度約70/2160=3.25%，與整船貨物價(jià)值變動(dòng)相比比較有限，遠(yuǎn)不及丙烷現(xiàn)貨以及產(chǎn)品丙烯、聚丙烯的價(jià)格波動(dòng)劇烈。巴拿馬運(yùn)河通航，成本方面的變動(dòng)短期暫時(shí)不會(huì)體現(xiàn)于市場(chǎng)之上，但若從中東方面為保證自身市場(chǎng)份額與出口至遠(yuǎn)東的價(jià)格優(yōu)勢(shì)來(lái)看，美國(guó)產(chǎn)丙烷通過巴拿馬運(yùn)河運(yùn)輸至遠(yuǎn)東，時(shí)間上的縮短意義更為重要。市場(chǎng)處于頻繁波動(dòng)之時(shí)，15天運(yùn)輸時(shí)間的縮短，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的控制將大大增強(qiáng)。