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【新品种前瞻】纯苯系列报告之一:基础知识

市场资讯 2024.03.26 08:41

来源:福能期货

1、纯苯品种简介

纯苯是结构最简单的单环芳烃,分子式为C6H6,石油化工的基本原料之一,属于危化品。常温下呈现为无色透明挥发性液体,有特殊香味,有毒;是良好的有机溶剂,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮等。苯蒸气能与空气形成爆炸混合物,遇到高热或明火极容易引起燃烧和爆炸;且容易产生和积聚静电。因其化学性质十分活泼,应贮于低温通风处,远离火种、热源,与氧化剂、食用化学品等分储,禁止使用易产生火花的工具。

纯苯的下游衍生领域极其广泛,直接下游产品主要包括苯乙烯、己内酰胺、苯酚、己二酸、苯胺等,进一步加工可生产合成橡胶、塑料、纤维、洗涤剂、染料、医药和炸药生产,还可以用作油漆、漆料以及农药的溶剂。

图1:纯苯分子结构                                    图2:纯苯实物图

2、纯苯产业链

从原料端来看,纯苯既可由油炼化加工制成(80.7%),也可由焦炭生产过程中副产的粗苯制成(19.3%)。其中,原油往下加工制备纯苯的核心工艺有三种:催化重整、乙烯裂解、甲苯歧化,此外还有少量的纯苯来源于二甲苯异构化环节。据原料来源的不同,纯苯可分为石油苯和加氢苯,加氢苯更多地作为石油苯的补充品角色出现,一般来说价格锚定石油苯波动。

纯苯的直接下游产品十分明晰,47%的纯苯被用于生产苯乙烯,17%的纯苯被用于生产己内酰胺,苯酚、苯胺和己二酸占比纯苯下游分别在13%、11%、7%,剩余的5%被用于生产其他化工品。五大下游的流向则较为分散,终端应用领域囊括了家用电器、汽车、建筑、纺织、医疗等各行各业。

图3:纯苯产业链图

3、纯苯生产工艺

目前世界上纯苯主要生产工艺有:石油馏分催化重整、乙烯装置联产、炼油厂重整芳烃抽提、对二甲苯装置甲苯歧化和煤焦油抽提。其中前三种为石油苯,即石油路线;最后一种为加氢苯,即煤化工路线。因此,纯苯按照来源不同分为石油苯和焦化苯,其中石油苯品质比较纯净,纯度在99%以上;焦化苯是煤炭炼焦过程中提取的,纯度低于96%。石油苯比焦化苯杂质少、应用较广。

(一)催化重整生产苯:石油炼制过程中得到的C6—C8烃馏分,在铂等催化剂的作用下芳构化生成苯等芳烃,再经分离得到纯苯。据统计,目前全世界从催化重整得到的纯苯约占全部来源的38%。催化重整生产苯的特点是含甲苯及对二甲苯多,含苯较少。未来随着中国炼厂不断建设重整装置,该工艺产能也将随之扩张。

(二)裂解制乙烯副产苯:乙烯装置副产的裂解汽油,经过两次催化加氢再经分离得到纯苯,裂解汽油副产苯是苯的第二大来源,从催化重整油芳烃及裂解汽油芳烃这两大来源所产生的BTX(苯、甲苯、二甲苯)占全部芳烃来源的83.1%。但是从后续的发展来看,在传统工艺的乙烯裂解之外,还有一部分增量转向乙烷路线,从而限制了纯苯的产出。

(三)甲苯歧化:甲苯歧化、烷基转移生产纯苯。近年来,中国大力发展千万吨级别以上的炼油项目,不少项目已经在积极推进。尤其几家传统聚酯企业向上扩张发展而来的炼化项目,积极配置PX产能以保证原料供应,并相应配套甲苯歧化装置,由此工艺生产出的纯苯比重也在逐渐提高。

图4:石油苯工艺路线

(四)煤加工副产苯:20世纪60年代以前,苯的生产主要来自煤焦油,煤加工有3种途径:煤的焦化、气化及液化,从中皆可获得苯。焦化苯是酸洗苯、精制苯和加氢苯的统称,其上游原料均为焦化粗苯。焦化粗苯是焦炭煤气净化过程中的衍生副产物;酸洗苯则是将焦化粗苯用硫酸进行酸洗,再经过蒸馏提纯后的产物;精制苯就是对酸洗苯再次进行精加工,工艺方法主要有酸洗、萃取、吸附分离和蒸馏。加氢苯是指通过对酸洗苯进行加氢、萃取蒸馏后得到高纯度苯。

图5:加氢苯工艺路线

4、调油逻辑对纯苯影响

具体分析纯苯产量时,我们除了要关注品种自身产能、开工外,还需特别关注其上游原材料的调油经济性,裂解汽油、重整汽油、甲苯、二甲苯这些产品的辛烷值较高,均可直接用作汽油组分用以调配更高标号的汽油。当汽油的辛烷值价格很高时,纯苯的原材料就会更多被拿去调油,进而产出的芳烃系列产品的量就会缩减,提振纯苯价格。

纯苯除了上游原材料可以调油,其制备下游苯乙烯的中间品乙苯辛烷值也较高,研究法辛烷值约为107,也可直接作为汽油调油组分,当调油经济性比生产苯乙烯更高时,就会出现部分生产企业直接外卖乙苯,甚至提高下游装置负荷,进而增加纯苯下游需求量,提振纯苯价格。

综合来看,汽油处于旺季阶段且高辛烷值组分需求上升时,整个芳烃产品可能被调油逻辑主导,进而产量下滑、成本抬升,最终带动纯苯价格上行。而当汽油处于淡季阶段且高辛烷值组分需求下滑时,整个芳烃链由化工自身逻辑主导,此时应更多关注纯苯的供需基本面变化情况。

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