近期,《石油和化學(xué)工業(yè)“十四五”發(fā)展指南》發(fā)布,指南特別強(qiáng)調(diào),石化行業(yè)在大力提升產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新自主自強(qiáng)能力時(shí),要尤其加快化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。重點(diǎn)突破高端聚烯烴、工程塑料、高性能氟硅材料、高性能膜材料、電子化學(xué)品、生物基及可降解材料以及己二腈、高碳α-烯烴共聚單體、茂金屬催化劑等關(guān)鍵原料。重點(diǎn)優(yōu)化提升聚碳酸酯(PC)、聚甲醛等工程塑料,特種樹(shù)脂及可降解材料,碳纖維、對(duì)位芳綸等高性能纖維,全氟離子交換膜、高通量納濾膜、鋰電池用隔膜等膜材料產(chǎn)品性能。以此為契機(jī),我們通過(guò)梳理幾大化工龍頭公司在新材料領(lǐng)域的布局,發(fā)現(xiàn)主要集中在高端聚烯烴、工程塑料PC和生 物可降解材料三個(gè)領(lǐng)域,與指南高度契合。
三大類(lèi)化工新材料的關(guān)聯(lián)
三大類(lèi)化工新材料均是以煤、石油、天然氣一次能源為源頭,經(jīng)過(guò)裂解等反應(yīng)獲得中間產(chǎn)物,我們劃分為C2、C3、C4及以上三大類(lèi),再自身聚合,或者相互反應(yīng)之后再聚合最終制得高端聚烯烴、工程塑料PC、生物可降解材料三大類(lèi)化工新材料。
高端聚烯烴:乙烯、丙烯在茂金屬催化劑作用下聚合可以生成mPE、mPP,乙烯分別與1-丁烯、1-己烯、1-辛烯共聚形成各種乙烯α-烯烴共聚物,碳數(shù)越高難度越大,乙烯與醋酸乙烯共聚生成EVA,乙烯與C3產(chǎn)業(yè)鏈的丙烯酸共聚形成EAA。
工程塑料PC:來(lái)自C3產(chǎn)業(yè)鏈的丙烯氧化生成丙酮,來(lái)自C4及以上的苯經(jīng)氧化等過(guò)程后生成苯酚,丙酮和苯酚反應(yīng)生成雙酚A,雙酚A在光氣或者其他催化條件下縮聚形成PC。
生物可降解材料:丁二烯經(jīng)氧化生成丁二酸,通過(guò)乙炔法或者丁二烯法可以制得1,4-丁二醇(BDO),兩者聚合即為聚丁二酸丁二醇酯(PBS);苯經(jīng)加氫、氧化等路線后可以制得己二酸(AA)和對(duì)苯二甲酸(PTA),兩者再與BDO聚合即制得聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)。
高端聚烯烴壁壘高,需求大
高端聚烯烴是指具有高技術(shù)含量、高應(yīng)用性能、高市場(chǎng)價(jià)值的聚烯烴產(chǎn)品。其主要包括兩大類(lèi)型:一是大宗品的高端牌號(hào),如茂金屬牌號(hào)的聚乙烯、聚丙烯產(chǎn)品(mPE、mPP),高碳α-烯烴共聚的聚乙烯牌號(hào)等;二是特種聚烯烴樹(shù)脂,如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、聚丁烯-1(PB-1)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、乙烯-乙烯醇共聚樹(shù)脂(EVOH)等。
高端聚烯烴應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域包括高端管材、汽車(chē)零配件、醫(yī)療設(shè)備、假體性植入物等。
高端聚烯烴產(chǎn)能集中在海外
從全球市場(chǎng)看,高端聚烯烴生產(chǎn)主要集中在西歐、東南亞和北美地區(qū),中東以大宗通用料為主,其中日本是東南亞高端聚烯烴主要生產(chǎn)國(guó)。相關(guān)企業(yè)包括ExxonMobil、Dow化學(xué)、BASF、Lyondellbasell、Total、三井化學(xué)、住友化學(xué)、旭化成等。
以mPE為例,全球mPE產(chǎn)能約為1500萬(wàn)噸,其中產(chǎn)能50萬(wàn)噸/年及以上的企業(yè)共5家,主要集中在美國(guó),CR5約為40%。
我國(guó)聚烯烴行業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾顯著
近年來(lái),我國(guó)聚烯烴行業(yè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大,聚乙烯、聚丙烯產(chǎn)能及產(chǎn)量大幅增長(zhǎng),但是結(jié)構(gòu)性矛盾也逐步顯現(xiàn),中國(guó)聚烯烴產(chǎn)品以中低端通用料為主,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈,而高端聚烯烴產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。此外,聚乙烯共聚單體的差異也顯示出不同地區(qū)聚乙烯產(chǎn)品的檔次以及技術(shù)水平高低,而這個(gè)分水嶺就是C6(己烯),碳數(shù)越多產(chǎn)品越高端,所需技術(shù)水平越高。同樣,北美、西歐、日本的高端聚乙烯共聚物占比更高,而我國(guó)占比還較低。
2019年,我國(guó)高端聚烯烴產(chǎn)量約為580萬(wàn)噸,消費(fèi)量1280萬(wàn)噸,自給率僅有45%。分拆來(lái)看,己烯共聚聚乙烯自給率約50%,辛烯共聚聚乙烯自給率不足10%,mPE自給率不到30%,mPP、POE彈性體、環(huán)烯烴共聚物等多個(gè)品種基本沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),完全依賴進(jìn)口。因此高端化、差異化將成為我國(guó)聚烯烴產(chǎn)業(yè)的升級(jí)方向,而擁有高端聚烯烴生產(chǎn)能力的企業(yè)更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
茂金屬聚乙烯(mPE)
mPE是在茂金屬催化體系下由乙烯和α-烯烴(如1-丁烯、1-乙烯、1-辛烯)聚合的共聚物,主要包括mLDPE、mHDPE和mLLDPE。mPE是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的茂金屬聚烯烴,也是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用進(jìn)度最快、研發(fā)最活躍的茂金屬聚合物。mPE的發(fā)展有賴于茂金屬催化劑的改進(jìn)和大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。茂金屬催化劑為單活性中心催化劑,其活性高,可以精確定制聚乙烯樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu),包括相對(duì)分子質(zhì)量分布、共聚單體含量以及共聚單體在分子鏈上的分布等。與傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑和鉻系催化劑相比,采用茂金屬催化劑制備的聚乙烯樹(shù)脂具有較窄的相對(duì)分子質(zhì)量分布和較好的均一性。
mPE具備以下性能特點(diǎn):分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性高,具有更高的結(jié)晶度,強(qiáng)度高、韌性好、剛性好;透明性好,清潔度高;嗅味低,起始熱封溫度低,熱封強(qiáng)度高;耐應(yīng)力開(kāi)裂性優(yōu)。
mPE品種及用途十分廣泛,其中需求最大的mLLDPE產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)各種薄膜制品,mMDPE和mHDPE則主要用于管材、注塑、滾塑領(lǐng)域。包裝領(lǐng)域是mPE最大的消費(fèi)領(lǐng)域,全球消費(fèi)占比達(dá)到60%以上,國(guó)內(nèi)消費(fèi)占比達(dá)到70%。
全球mPE產(chǎn)能約為1500萬(wàn)噸/年,2019年產(chǎn)量超過(guò)1400萬(wàn)噸,市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)2000億元。ExxonMobil、Dow化學(xué)、BASF等為世界主要mPE生產(chǎn)商,均擁有自己的mPE牌號(hào),并進(jìn)行技術(shù)封鎖。
國(guó)內(nèi)茂金屬催化劑及聚烯烴的研發(fā)工作始于上世紀(jì)90年代初,起步晚,技術(shù)仍在追趕海外。近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)聚烯烴產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化矛盾愈發(fā)顯著,開(kāi)展相關(guān)研究的單位逐漸增多。目前國(guó)內(nèi)主要研發(fā)單位集中在中石油(石油化工研究院、獨(dú)山子石化、蘭州石化、大慶石化等)和中石化(包括石油化工科學(xué)研究院、北京化工研究院、上?;ぱ芯吭?、齊魯石化、揚(yáng)子石化等)。我國(guó)mPE供應(yīng)嚴(yán)重不足,主要生產(chǎn)企業(yè)包括齊魯石化、大慶石化、獨(dú)山子石化、沈陽(yáng)化工、揚(yáng)子石化等中石油、中石化下屬煉化企業(yè),2019年國(guó)內(nèi)產(chǎn)量約為12萬(wàn)噸,主要應(yīng)用在普通薄膜和包裝領(lǐng)域,而消費(fèi)量約為60萬(wàn)噸,自給率僅為20%,進(jìn)口依存度達(dá)到80%。
茂金屬聚丙烯(mPP)
無(wú)論從全球還是國(guó)內(nèi)角度看,mPP的起步時(shí)間和發(fā)展規(guī)模都遠(yuǎn)滯后于mPE,而且由于價(jià)格問(wèn)題以及傳統(tǒng)Z-N催化劑的不斷改進(jìn),mPP占聚丙烯產(chǎn)量不足10%。2020年全球mPP需求量已經(jīng)超過(guò)50萬(wàn)噸。茂金屬聚丙烯(mPP)相比Ziegler-Natta催化劑體系聚丙烯產(chǎn)品分子鏈段更加規(guī)整,相對(duì)分子質(zhì)量分布窄、產(chǎn)品外觀更加優(yōu)異,透明性好,目前應(yīng)用主要集中在紡絲和無(wú)紡布、注塑制品以及薄膜三個(gè)領(lǐng)域。全球范圍內(nèi)mPP生產(chǎn)商主要包括Lyondellbasell、ExxonMobil、Total、JPP、三井化學(xué)等少數(shù)幾家企業(yè),遠(yuǎn)少于mPE。
目前,我國(guó)mPP商業(yè)化生產(chǎn)尚處于空白,高端應(yīng)用領(lǐng)域所需產(chǎn)品全部依靠進(jìn)口。2019年國(guó)內(nèi)mPP消費(fèi)量約8萬(wàn)噸,主要用于高透明聚丙烯制品特別是微波爐用具及醫(yī)療用品、紡粘無(wú)紡布和食品包裝膜等領(lǐng)域的高端產(chǎn)品生產(chǎn)。預(yù)計(jì)在下游制品行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)的推動(dòng)下,國(guó)內(nèi)mPP需求將保持高速增長(zhǎng),2025年有望達(dá)到15萬(wàn)噸以上。目前,中石油、中石化依然是我國(guó)mPP研發(fā)投入的主要企業(yè),雖然世界主流的先進(jìn)聚丙烯生產(chǎn)工藝均有引進(jìn),但所采用的催化劑體系均為傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑,國(guó)內(nèi)的mPP生產(chǎn)尚處于起步階段。只有少數(shù)石化公司進(jìn)行了mPP的工業(yè)化生產(chǎn),如中石油的哈爾濱石化和中石化的燕山石化、揚(yáng)子石化進(jìn)行了工業(yè)化mPP型號(hào)的開(kāi)發(fā),未來(lái)的目標(biāo)是mPP催化劑以及新牌號(hào)的開(kāi)發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)。
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)
EVA是一種特種聚烯烴樹(shù)脂,由乙烯和醋酸乙烯在一定的溫度和高壓下進(jìn)行本體聚合生成,是繼HDPE、LDPE、LLDPE之后第四大乙烯系列共聚物。EVA由于引入了VA單體,與聚乙烯相比,提高了柔韌性、抗沖擊性、光學(xué)性能,主要用于制造發(fā)泡材料(鞋材)、光伏膠膜、電纜料等,2019年消費(fèi)占比分別為33%,31%,17%,三者合計(jì)占比超過(guò)80%。
受技術(shù)來(lái)源及工藝難度、資源、市場(chǎng)等因素影響,我國(guó)EVA樹(shù)脂產(chǎn)業(yè)在過(guò)去較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)發(fā)展較為緩慢,但近年來(lái)開(kāi)始加速。國(guó)內(nèi)EVA產(chǎn)能也逐步增長(zhǎng),自2012年的50萬(wàn)噸/年,2016年臺(tái)塑寧波7.2萬(wàn)噸/年EVA裝置投產(chǎn),2017年江蘇斯?fàn)柊钍?0萬(wàn)噸/年EVA裝置投產(chǎn),我國(guó)EVA年產(chǎn)能達(dá)到97.2萬(wàn)噸。2020年新冠疫情突如其來(lái),在建或規(guī)劃產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)度遭遇外商技術(shù)人員和大型設(shè)備不能按期到場(chǎng)等困難,出現(xiàn)實(shí)際投產(chǎn)進(jìn)度延后的狀況,2020年國(guó)內(nèi)EVA樹(shù)脂產(chǎn)能依然為97.2萬(wàn)噸。
近幾年,我國(guó)EVA樹(shù)脂行業(yè)產(chǎn)量整體呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),從2010年的24.5萬(wàn)噸增長(zhǎng)到了2020年的75萬(wàn)噸。同時(shí)行業(yè)需求量快速增長(zhǎng),2016-2020年,年均復(fù)合增速約9.4%。2020年我國(guó)EVA樹(shù)脂行業(yè)需求量約為188萬(wàn)噸,市場(chǎng)規(guī)模突破200億元。預(yù)計(jì)2021-2025年,受下游發(fā)泡鞋材、光伏、電纜等領(lǐng)域拉動(dòng),EVA國(guó)內(nèi)需求有望保持10%左右的年需求增速。近年來(lái)我國(guó)EVA進(jìn)口依存度居高不下。2020年,我國(guó)EVA凈進(jìn)口量達(dá)到112.5萬(wàn)噸,進(jìn)口依存度依然維持60%。
2020年12月31日,陜西中煤榆能化30萬(wàn)噸/年EVA已經(jīng)開(kāi)車(chē)成功,后續(xù)在建產(chǎn)能依然較多,預(yù)計(jì)2023年國(guó)內(nèi)EVA產(chǎn)能將超過(guò)200萬(wàn)噸/年,供需緊張的局面將逐步緩解,進(jìn)口依存度也將隨之下降。盡管如此,國(guó)內(nèi)高VA含量的EVA產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)攻關(guān)還需要加強(qiáng)。
乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)
EAA由乙烯和冰晶級(jí)丙烯酸高溫高壓自由基聚合而成,可以歸為特種聚烯烴樹(shù)脂。EAA具有極佳的熱封性、抗撕裂性、隔絕空氣和水汽,在食品藥品等軟包裝領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,對(duì)金屬、玻璃等有卓越的粘合能力,也可應(yīng)用于電線電纜、鋼鐵涂料。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全球EAA產(chǎn)能約30萬(wàn)噸/年,被幾大生產(chǎn)商所壟斷,集中度很高。其中Dupont(7.2萬(wàn)噸/年,24%)、Ineos(5.7萬(wàn)噸/年,19%)、Mitsui(5.6萬(wàn)噸/年,19%)、SK(5.5萬(wàn)噸/年,18%)、Exxon(2.8萬(wàn)噸/年,9%),前五家市占比達(dá)到90%。歐洲和北美地區(qū)是EAA主要的生產(chǎn)和消費(fèi)地,市場(chǎng)占比分別達(dá)到39%和33%。亞太市場(chǎng)占比約為23%,但是亞太只有日本Polychem公司有一個(gè)工廠,使用杜邦的技術(shù),由杜邦和三菱建造。假設(shè)全球EAA需求量約為25萬(wàn)噸/年,EAA平均價(jià)格2萬(wàn)元/噸,估算全球EAA市場(chǎng)規(guī)模約為50億元。我國(guó)目前沒(méi)有生產(chǎn)EAA的企業(yè),產(chǎn)品全部依賴進(jìn)口,進(jìn)口量約為2-3萬(wàn)噸/年,其中涂覆級(jí)產(chǎn)品市場(chǎng)需求量約1.5萬(wàn)噸/年。
工程塑料PC產(chǎn)能擴(kuò)張,供需兩旺
PC是指分子鏈中含有碳酸酯基(—COO—)的高分子化合物,是一種性能優(yōu)異的耐用型熱塑性工程塑料。從用量看,PC是我國(guó)五大通用工程塑料中用量最大、增長(zhǎng)最快的品種,幾乎已經(jīng)占到全部工程塑料總用量的半壁江山。PC的上游是雙酚A,其產(chǎn)業(yè)鏈一般為苯/丙烯-苯酚/丙酮-雙酚A-PC。PC具有良好的力學(xué)性能、光學(xué)性能、熱性能和阻燃性能等,下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,主要需求來(lái)自于電子電器行業(yè),占比約為29%,其次用于板材/片材/薄膜,占比約為19%。未來(lái)PC的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)向高功能化和專(zhuān)用化方向發(fā)展,預(yù)計(jì)在板材、交通工具塑化輕質(zhì)的應(yīng)用進(jìn)一步提升。
自2017年起,全球PC的總產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)了500萬(wàn)噸/年,生產(chǎn)裝置主要集中在西歐、北美和東北亞地區(qū)。近幾年來(lái)由于亞洲特別是中國(guó)需求的驅(qū)動(dòng),PC的投資和生產(chǎn)重心向中國(guó)、印度、泰國(guó)等國(guó)家轉(zhuǎn)移。預(yù)計(jì)2021年全球產(chǎn)能將突破600萬(wàn)噸/年,開(kāi)工率近年來(lái)維持在80%左右。全球PC市場(chǎng)需求旺盛,2018年總需求量約為450萬(wàn)噸,根據(jù)行業(yè)估算,2023年有望達(dá)到550萬(wàn)噸。我們預(yù)計(jì)2021年全球總需求約為500萬(wàn)噸,假設(shè)PC平均價(jià)格2萬(wàn)元/噸,市場(chǎng)規(guī)模約為1000億元。2020年我國(guó)PC的產(chǎn)能為185萬(wàn)噸/年,全球占比約為31%。同時(shí)在建和擬建的PC項(xiàng)目眾多,如浙江石化的52萬(wàn)噸/年,中沙石化(天津)的26萬(wàn)噸/年,海南華盛的52萬(wàn)噸/年,平煤神馬集團(tuán)的40萬(wàn)噸/年。未來(lái)三年內(nèi),國(guó)內(nèi)產(chǎn)能將突破300萬(wàn)噸/年。近年來(lái)國(guó)內(nèi)PC產(chǎn)量及消費(fèi)量整體呈現(xiàn)穩(wěn)步上漲的趨勢(shì),2020年由于疫情影響,產(chǎn)量下滑至82萬(wàn)噸,表觀消費(fèi)量下滑至220萬(wàn)噸,但是對(duì)外依存度一直維持在60%左右。后續(xù)隨著新增產(chǎn)能的陸續(xù)投產(chǎn),預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)PC產(chǎn)量將大幅增長(zhǎng),進(jìn)口量快速下降,對(duì)外依存度隨之下滑。若下游無(wú)新增大型應(yīng)用市場(chǎng)出現(xiàn),預(yù)計(jì)3-5年內(nèi)國(guó)內(nèi)將達(dá)到供需平衡,并最終變?yōu)閮舫隹趪?guó)。
界面縮聚法采用光氣與雙酚A在堿性氫氧化物和惰性有機(jī)溶劑存在下通過(guò)界面縮聚反應(yīng)合成PC。帝人、三菱瓦斯、魯西化工和萬(wàn)華化學(xué)等企業(yè)采用該工藝路線。光氣法對(duì)工藝技術(shù)、環(huán)保等要求比較高,但是所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量也比較高,在未來(lái)國(guó)內(nèi)產(chǎn)能快速增長(zhǎng)的背景下,我們認(rèn)為其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)來(lái)源于產(chǎn)品高端化。
熔融縮聚法采用碳酸二苯酯(DPC)與雙酚A在催化劑作用下先經(jīng)酯交換反應(yīng),再經(jīng)縮聚反應(yīng)合成PC,副產(chǎn)苯酚??扑紕?chuàng)、中石化三菱化學(xué)、浙鐵大風(fēng)等均采用該工藝路線。熔融縮聚法根據(jù)制備DPC的路線不同,又可以分為光氣路線和非光氣路線。
由于光氣劇毒且運(yùn)輸危險(xiǎn),光氣路線受到限制越來(lái)越多,目前國(guó)內(nèi)新生產(chǎn)商包括浙江石化、利華益等公司越來(lái)越多使用碳酸二甲酯(DMC)作為原材料的非光氣熔融酯交換工藝路線。由于技術(shù)路線所限,產(chǎn)品多為通用型,同樣在未來(lái)國(guó)內(nèi)產(chǎn)能快速增長(zhǎng),而且66%是熔融縮聚法工藝的背景下,我們認(rèn)為其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)來(lái)源于低成本。
生物可降解材料成長(zhǎng)空間巨大
我們的生活中處處都有塑料的影子,塑料應(yīng)用越來(lái)越普遍的同時(shí),也成為環(huán)境的負(fù)擔(dān),以塑料袋為代表的白色垃圾正成為全球亟待解決的巨大災(zāi)難。據(jù)科學(xué)家估計(jì),目前海洋中估計(jì)有1.5億噸塑料,而且仍然在以1000萬(wàn)噸/年的速度增長(zhǎng),在未來(lái)不到10年的時(shí)間,科學(xué)家預(yù)測(cè)海洋中將會(huì)有2.5億噸塑料,這會(huì)對(duì)海洋生物造成致命的打擊。同時(shí),塑料合成過(guò)程中為了達(dá)到使用要求,需要添加很多助劑,這些助劑絕大部分都是有毒的,會(huì)使土壤板結(jié),破壞土壤結(jié)構(gòu),引起土壤生物性污染,破壞土壤生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)塑料,如PVC,PE,PP等均為高分子聚合物,其常溫常壓下物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,自然條件下降解通常需要幾十年甚至上百年的時(shí)間。生物降解塑料是這樣一種高分子材料,它們具有優(yōu)良的使用性能,廢棄后可以被環(huán)境微生物完全分解,最終無(wú)機(jī)化而成為自然界中碳循環(huán)的組成部分。生物降解塑料可以從根本上解決白色污染問(wèn)題,日益受到各方關(guān)注。
目前生物可降解塑料種類(lèi)已超20種,根據(jù)原材料來(lái)源和合成方法分為石油基和生物基,石油基包括PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二醇酯)和PVA(聚乙烯醇)等,生物基包括PLA(聚乳酸)、淀粉基塑料和PHA(聚羥基脂肪酸酯)等。其中石油基的PBAT和生物基的PLA是典型的完全降解塑料,塑料的抗沖、拉伸和彈性性能幾乎沒(méi)有短板,并且國(guó)內(nèi)技術(shù)成熟度較高,是目前最具前景的可降解塑料品種。
聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)
PBAT、PBS、PBSA(聚丁二酸-己二酸丁二醇酯)統(tǒng)稱(chēng)為二元酸二元醇共聚酯,簡(jiǎn)稱(chēng)PBS類(lèi),其中PBS和PBSA雖然開(kāi)發(fā)較早,但是由于我國(guó)丁二酸供應(yīng)不足,自身性能受限,疊加價(jià)格高,市場(chǎng)用量不及PBAT,目前全球PBS類(lèi)生物降解材料的生產(chǎn)都以PBAT為主。PBAT具有良好的熱性能和力學(xué)性能,主要用于制備薄膜制品,具有透明性好、韌性高、抗沖擊等特點(diǎn),在包裝領(lǐng)域和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。PBAT在自然環(huán)境中通過(guò)微生物的代謝,最終可以被轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水,是目前研究活躍和市場(chǎng)應(yīng)用最好的降解材料之一。PBAT是以對(duì)苯二甲酸(PTA)、己二酸(AA)、1,4-丁二醇(BDO)為原料,通過(guò)直接酯化或酯交換法聚合而成的三元共聚酯。
全球來(lái)看,意大利Novamont公司是世界上最早進(jìn)行生物降解塑料產(chǎn)業(yè)化的企業(yè),Novamont的 PBAT 商品名是Origo-Bi,目前擁有 PBAT 產(chǎn)能10萬(wàn)噸/年。巴斯夫(BASF)的PBAT商品名為ecoflex,產(chǎn)能為7.4萬(wàn)噸/年。國(guó)內(nèi),新疆藍(lán)山屯河與清華大學(xué)合作開(kāi)發(fā)多種生物降解材料,產(chǎn)品通過(guò)歐盟、美國(guó)等多個(gè)認(rèn)證,其中 PBAT縱產(chǎn)能達(dá)到12.8萬(wàn)噸,是目前全球最大的PBAT生物降解材料生產(chǎn)企業(yè)。
國(guó)內(nèi)PBS/PBAT現(xiàn)有產(chǎn)能約為23.6萬(wàn)噸,占據(jù)全球約50%,居于領(lǐng)先地位,而且正在啟動(dòng)大規(guī)模的產(chǎn)能擴(kuò)張。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),已有600多萬(wàn)噸的項(xiàng)目產(chǎn)能規(guī)劃,僅新疆望京龍即有260萬(wàn)噸PBAT產(chǎn)能規(guī)劃。2021-2022年,預(yù)計(jì)將有湖北宜化、恒力榆林、金發(fā)科技、金丹科技、道恩股份等十余個(gè)項(xiàng)目超70萬(wàn)噸PBAT產(chǎn)能釋放。未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,我們認(rèn)為一體化程度將是PBAT的核心優(yōu)勢(shì)。
萬(wàn)華化學(xué)——布局高端聚烯烴&PC&生物可降解材料
萬(wàn)華化學(xué)布局高端聚烯烴領(lǐng)域:POE2020年12月22日,煙臺(tái)市生態(tài)環(huán)境局審批通過(guò)萬(wàn)華聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈一體化-乙烯二期項(xiàng)目,該項(xiàng)目總投資約200億元,產(chǎn)品合計(jì)332.99萬(wàn)噸/年,其中外售產(chǎn)品HDPE 35萬(wàn)噸/年、LLDPE25萬(wàn)噸/年、聚烯烴彈性體(POE)20萬(wàn)噸/年、聚丙烯50萬(wàn)噸/年、丁二烯11.4萬(wàn)噸/年、混合二甲苯 2.31萬(wàn)噸/年、苯乙烯1.82萬(wàn)噸/年及其他化工品等共計(jì)228.40萬(wàn)噸/年。萬(wàn)華化學(xué)經(jīng)過(guò)多年研發(fā),已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的POE生產(chǎn)技術(shù),中試生產(chǎn)出合格產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)客戶試用可以達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品水平。萬(wàn)華化學(xué)乙烯二期項(xiàng)目已經(jīng)上報(bào)國(guó)家等待審批,POE的國(guó)產(chǎn)替代指日可待。
萬(wàn)華化學(xué)布局PC領(lǐng)域
2014年,萬(wàn)華化學(xué)立項(xiàng)建設(shè)年產(chǎn)20萬(wàn)噸聚碳酸酯(PC)項(xiàng)目。項(xiàng)目所采用的界面縮聚光氣法PC生產(chǎn)工藝,完全由萬(wàn)華化學(xué)自主開(kāi)發(fā),并已經(jīng)通過(guò)了合計(jì)年產(chǎn)20萬(wàn)噸的1#、2#PC裝置的實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證,技術(shù)已日臻成熟和完善。其中一期7萬(wàn)t/a界面光氣法聚碳酸酯(PC)裝置已于2018年初成功實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),并產(chǎn)出高品質(zhì)合格產(chǎn)品;二期13萬(wàn)噸/年裝置2020年5月建設(shè)完成,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。該系列產(chǎn)品已在市場(chǎng)上獲得廣泛認(rèn)可,多家國(guó)內(nèi)外知名品牌客戶已與萬(wàn)華化學(xué)達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。2021年1月,萬(wàn)華化學(xué)年產(chǎn)14萬(wàn)噸聚碳酸酯(PC)項(xiàng)目環(huán)評(píng)公示,將新建一套年產(chǎn)10萬(wàn)噸普通PC生產(chǎn)裝置、一套年產(chǎn)4萬(wàn)噸特種PC裝置,以及相應(yīng)配套的設(shè)施,預(yù)計(jì)2021年10月建成投產(chǎn),原料來(lái)自已批在建的48萬(wàn)噸/年雙酚A裝置,保證PC裝置生產(chǎn)原料供應(yīng)。根據(jù)萬(wàn)華化學(xué)14萬(wàn)噸PC裝置環(huán)評(píng)報(bào)告,普通PC的雙酚A單耗大約為0.875噸/噸,特種PC的雙酚A單耗大約為0.7噸/噸。萬(wàn)華化學(xué)規(guī)劃建設(shè)48萬(wàn)噸雙酚A裝置,可以供應(yīng)55萬(wàn)噸以上的PC需求,園區(qū)現(xiàn)有PC產(chǎn)能20萬(wàn)噸以及規(guī)劃建設(shè)14萬(wàn)噸,上游原材料雙酚A能夠保證未來(lái)PC規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。另外,萬(wàn)華PC采用光氣法生產(chǎn),產(chǎn)品相比較于非光氣法質(zhì)量?jī)?yōu),價(jià)格高,一體化布局疊加高端化產(chǎn)品,萬(wàn)華在PC領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著。
萬(wàn)華化學(xué)布局生物可降解材料領(lǐng)域
萬(wàn)華化學(xué)在眉山基地項(xiàng)目二期中規(guī)劃了年產(chǎn)6萬(wàn)噸生物降解聚酯(PBAT)項(xiàng)目,總投資額3.6億元,預(yù)計(jì)2022年上半年投產(chǎn),同時(shí)積極推進(jìn)天然氣制乙炔項(xiàng)目,再經(jīng)過(guò)甲醇裝置和甲醛裝置生 產(chǎn)1,4丁二醇(BDO),產(chǎn)能為10萬(wàn)噸/年,為PBAT提供原料,提高一體化程度,有望在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中獲得成本優(yōu)勢(shì)。202 年9月4日,公司發(fā)布年產(chǎn)6萬(wàn)噸生物降解聚酯項(xiàng)目國(guó)際招標(biāo)公告,招標(biāo)產(chǎn)品為 PBAT 切粒機(jī)組,建設(shè)有序進(jìn)行。萬(wàn)華在可降解塑料領(lǐng)域已經(jīng)有多年的研發(fā)積累,形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直接酯化法PBAT生產(chǎn)技術(shù),而且項(xiàng)目規(guī)劃中包括上游主要原料BDO,產(chǎn)業(yè)鏈布局具有成本優(yōu)勢(shì)。
中國(guó)石化——布局高端聚烯烴&生物可降解材料
2020年9月27日,中石化與天津市政府簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,“十四五”期間,中石化將規(guī)劃投資700億元的重點(diǎn)項(xiàng)目,包括天津石化南港120萬(wàn)噸/年乙烯及下游高端新材料產(chǎn)業(yè)集群項(xiàng)目、中國(guó)石化北化院中試基地項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目。2020年12月22日,中石化新材料科技(上海)有限公司成立,主要從事新材料科技、新能源科技、化工科技、環(huán)??萍碱I(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)服務(wù)、技術(shù)開(kāi)發(fā)等。中石化近期一系列大手筆的動(dòng)作,進(jìn)一步顯示出對(duì)新材料領(lǐng)域的重視,公司未來(lái)將大力推進(jìn)從化工原料向高端材料延伸,著眼邁向價(jià)值鏈中高端。中石化儀征化纖是我國(guó)現(xiàn)代化的化纖和化纖原料生產(chǎn)基地之一,是中國(guó)石化中高端聚酯生產(chǎn)基地和特種纖維研發(fā)和生產(chǎn)基 地,公司目前擁有220萬(wàn)噸/年聚酯聚合產(chǎn)能,滌綸短纖維產(chǎn)銷(xiāo)量全球第一。2020年儀征化纖完成了PBST、PBAT、PBSA三個(gè)生物可降解塑料品種的工業(yè)化,將加快推進(jìn)生物可降解塑料工業(yè)化生產(chǎn)作為攻堅(jiān)創(chuàng)效重點(diǎn)項(xiàng)目,計(jì)劃通過(guò)技術(shù)改造,形成3萬(wàn)噸/年的生物可降解塑料生產(chǎn)能力,并通過(guò)系列品種開(kāi)發(fā)和項(xiàng)目建設(shè),全力滿足市場(chǎng)需求。
恒力石化——布局生物可降解材料
恒力石化通過(guò)布局全球標(biāo)桿級(jí)的2000萬(wàn)噸煉化一體化項(xiàng)目,成為國(guó)內(nèi)最早、最快實(shí)施“原油-芳烴、烯烴-PTA、乙二醇-聚酯新材料”全產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略發(fā)展的行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè),并確定了聚酯新材料為未來(lái)主要的發(fā)展方向。恒力石化將在鞏固現(xiàn)有聚酯新材料產(chǎn)能與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和拓展PBS/PBAT可降解新材料、高性能工業(yè)絲、高端聚酯薄膜等新興領(lǐng)域。恒力石化子公司康輝新材料在國(guó)內(nèi)首家研發(fā)出具備完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PBS/PBAT工藝技術(shù)與產(chǎn)品配方,該新材料憑借可循環(huán)、易回收、無(wú)毒無(wú)害、安全性高等產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),完全適用于可降解食品級(jí)領(lǐng)域的緊缺應(yīng)用,康輝新材料也基于自主技術(shù)于2020 年完成了國(guó)內(nèi)單套最大的年產(chǎn)3.3萬(wàn)噸PBS/PBAT生物可降解新材料生產(chǎn)裝置的當(dāng)年建設(shè)與當(dāng)年投產(chǎn)(2020年12月25日),并于2021年1月份即實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行,快速響應(yīng)國(guó)家禁塑令號(hào)召,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)日益擴(kuò)大的可降解材料需求缺口。
2021年1月19日,康輝新材料年產(chǎn)60萬(wàn)噸PBS類(lèi)生物可降解塑料項(xiàng)目正式簽約??递x新材料PBS/PBAT可降解新材料將規(guī)劃建設(shè)90萬(wàn)噸/年的新產(chǎn)能(分兩期建設(shè),一期60萬(wàn)噸預(yù)計(jì)2022年中陸續(xù)投產(chǎn), 二期30萬(wàn)噸預(yù)計(jì)2022年底陸續(xù)投產(chǎn)),目前該項(xiàng)目已完成了全部設(shè)備合同簽訂,并逐步啟動(dòng)建設(shè),預(yù)計(jì)將于2022年中期逐步釋放產(chǎn)能,屆時(shí)公司PBS/PBAT可降解新材料將達(dá)到93.3 萬(wàn)噸,成為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)能最高的可降解新材料生產(chǎn)基地。
榮盛石化——布局高端聚烯烴&PC
榮盛石化布局高端聚烯烴領(lǐng)域:差異化聚烯烴以及EVA
榮盛石化是國(guó)內(nèi)首家擁有“原油-芳烴(PX)、烯烴-PTA、MEG-聚酯-紡絲、薄膜、瓶片”一體化產(chǎn)業(yè)鏈的上市公司。2020年,公司在舟山基地投資建設(shè)的“4000萬(wàn)噸/年煉化一體化項(xiàng)目”一期全面達(dá)產(chǎn)。相比一期,浙江石化二期的成品油收率進(jìn)一步壓縮,配套了兩套140萬(wàn)噸乙烯,比一期多一套,且烯烴下游配套了更多的中高端化工材料,如EVA、ABS、橡膠和多種牌號(hào)的PP、PE等,產(chǎn)品的附加值更高,產(chǎn)品的差異化和高端化將帶來(lái)顯著超額收益。差異化為核心的聚乙烯裝置有望獲得超額收益:通過(guò)引入單體1-己烯,而非使用常規(guī)的1-丁烯作為共聚單體,在HDPE產(chǎn)品上體現(xiàn)了顯著的差異化。浙石化一期與二期共計(jì)4套裝置,覆蓋了常規(guī)的LLDPE,LDPE,HDPE,EVA四大類(lèi)產(chǎn)品。在LLDPE和HDPE產(chǎn)品中引入1-己烯作為共聚單體,性能上均會(huì)比傳統(tǒng)1-丁烯類(lèi)聚乙烯產(chǎn)品性能更強(qiáng),售價(jià)也更高。
榮盛石化布局PC領(lǐng)域
浙石化打造全流程原油-丙烯/苯-苯酚/丙酮-雙酚A-非光氣法聚碳酸酯全產(chǎn)業(yè)鏈一體化,兩期規(guī)模共計(jì)52萬(wàn)噸/年。全產(chǎn)業(yè)鏈疊加規(guī)模效應(yīng),成本最低,未來(lái)有望成為國(guó)內(nèi)聚碳酸酯領(lǐng)域的非光氣法龍頭。由于光氣不僅成本高而且危險(xiǎn)系數(shù)高,而非光氣法采用甲醇、二氧化碳、氧氣等廉價(jià)原料替代光氣,所以非光氣法不僅具有明顯成本優(yōu)勢(shì),而且具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。但是其產(chǎn)品性能仍達(dá)不到光氣法制備的聚碳酸酯。市場(chǎng)上高端聚碳酸酯大多采用光氣法生產(chǎn)。因此,光氣法聚碳酸酯的主要競(jìng)爭(zhēng)力在于產(chǎn)品高端化與差異化,而非光氣法聚碳酸酯產(chǎn)能則以成本領(lǐng)先作為核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
寶豐能源——布局高端聚烯烴
公司作為國(guó)內(nèi)煤制烯烴的龍頭企業(yè),一期、二期、三期烯烴項(xiàng)目均集成了國(guó)際國(guó)內(nèi)先進(jìn)的技術(shù)和工藝。目前一期(30萬(wàn)噸/年聚乙烯+30萬(wàn)噸/年聚丙烯)和二期( 30萬(wàn)噸/年聚乙烯+30萬(wàn)噸/年聚丙烯)項(xiàng)目均已投產(chǎn),其中二期項(xiàng)目具備生產(chǎn)高端聚乙烯雙峰產(chǎn)品、茂金屬聚乙烯產(chǎn)品的能力,已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行通用料的替代,貢獻(xiàn)利潤(rùn)。現(xiàn)有牌號(hào)包括:茂金屬雙峰高密度聚乙烯膜料-32ST05,在FFS重包裝薄膜和收縮膜領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對(duì)進(jìn)口高端牌號(hào)的替代;1-己烯共聚的雙峰聚乙烯耐壓管材料 TRB-432,已經(jīng)通過(guò)了《GB/T17219-1998生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》檢驗(yàn)。綠色可減薄的雙峰聚乙烯小中空料-BM593,耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能表現(xiàn)優(yōu)異,達(dá)到了同類(lèi)進(jìn)口產(chǎn)品最好水平,未來(lái)有望在餐飲用洗滌包裝領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。2020年9月,寧東三期50萬(wàn)噸/年煤制烯烴與50萬(wàn)噸C2-C5綜合利用制烯烴項(xiàng)目正式開(kāi)工建設(shè),產(chǎn)品包括50萬(wàn)噸聚乙烯、30萬(wàn)噸聚丙烯和25萬(wàn)噸EVA。其中甲醇與烯烴裝置計(jì)劃于2022年底投產(chǎn), 25萬(wàn)噸/年EVA裝置計(jì)劃于2023年投產(chǎn)。
衛(wèi)星石化——布局高端聚烯烴
2021年是公司成為C3+C2雙龍頭的元年。公司自成立以來(lái)一直專(zhuān)注于C3產(chǎn)業(yè)鏈的打造,特別是上游引進(jìn)丙烷脫氫(PDH)裝置解決核心原料丙烯自給之后帶來(lái)明顯成本優(yōu)勢(shì),打造成C3產(chǎn)業(yè)鏈龍頭。同時(shí),公司自2017年規(guī)劃布局乙烷裂解制乙烯項(xiàng)目,切入C2產(chǎn)業(yè)鏈,250萬(wàn)噸乙烷裂解制乙烯項(xiàng)目一期已于2020年12月29日中交,2021年4月已經(jīng)試生產(chǎn),5月開(kāi)始陸續(xù)轉(zhuǎn)固。2020年3月11日,公司發(fā)布公告,公司全資子公司嘉興山特萊投資有限公司與SK Global Chemical (China) Holding Co., Ltd.(簡(jiǎn)稱(chēng)“SKGC公司”)在江蘇省連云 港市徐圩新區(qū)簽署《合作諒解備忘錄》,雙方設(shè)立合資公司(SKGC持股60%,山特萊持股40%), 以建設(shè)、運(yùn)營(yíng)乙烯丙烯酸共聚物(簡(jiǎn)稱(chēng)“EAA”)裝置項(xiàng)目,計(jì)劃EAA裝置生產(chǎn)規(guī)模為4萬(wàn)噸/年, 投資總額約為1.63億美元。本項(xiàng)目是SKGC公司在全球的第三套裝置,亞洲首套裝置。