原創(chuàng) 天風(fēng)期貨能化組

 觀點(diǎn)小結(jié)

· 煉廠的芳烴產(chǎn)品有化工和油品兩大需求，以甲苯和二甲苯為例，其既可以作為高辛烷值組分調(diào)和汽油，也可通過一系列化學(xué)反應(yīng)制取PX和純苯等化工基礎(chǔ)原料。當(dāng)芳烴需求改變時(shí)，煉油廠會(huì)根據(jù)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。

· 煉油廠可以在重整和歧化/烷基轉(zhuǎn)移/異構(gòu)化環(huán)節(jié)對(duì)芳烴的油品需求和化工需求進(jìn)行切換。重整環(huán)節(jié)的切換通過比較汽油型重整和芳烴型重整的經(jīng)濟(jì)性來判斷，當(dāng)汽油型重整效益好于芳烴型重整時(shí)，工廠會(huì)減少芳烴抽提做化工的產(chǎn)品比重；歧化/烷基轉(zhuǎn)移/異構(gòu)化環(huán)節(jié)的切換通過比較甲苯/二甲苯調(diào)油價(jià)差和其歧化/烷基化/異構(gòu)化做化工品的效益來判斷，當(dāng)甲苯/二甲苯調(diào)油效益高于下道程序效益時(shí)，工廠會(huì)減少芳烴化工產(chǎn)品比重。

· 在實(shí)際操作中，芳烴調(diào)油和化工的切換不僅涉及到油品和化工之間利潤的比較，還需要綜合考慮其他調(diào)油替代品價(jià)格、政策對(duì)于調(diào)油各組分比例的規(guī)定以及下游客戶長約供應(yīng)等問題。

煉油流程中的芳烴切換路線

      石油煉化裝置根據(jù)終端產(chǎn)品不同大致分為烯烴和芳烴兩條路線，烯烴路線是把石腦油裂解成乙烯和丙稀，芳烴路線是把石腦油連續(xù)重整成混合芳烴。

      在芳烴路線中，重整汽油、甲苯和二甲苯都可以作為高辛烷值組分用于調(diào)油，滿足油品需求；甲苯和二甲苯也可通過歧化/烷基轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)化工原料，滿足化工需求。由以下流程圖可以觀察到，在重整和歧化/烷基轉(zhuǎn)移/異構(gòu)化這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)涉及到芳烴的化工需求與油品需求之間的轉(zhuǎn)換。

圖：汽油型重整和芳烴型重整路線對(duì)比

數(shù)據(jù)來源：天風(fēng)期貨研究所

切換一：重整油調(diào)和汽油與芳烴抽提的切換。

      在催化重整和芳烴抽提階段，催化重整根據(jù)產(chǎn)品不同可以分為汽油型重整和芳烴型重整。汽油型重整不進(jìn)行芳烴抽提，只分離出其中純苯，將剩下的芳烴保留在重整汽油中；芳烴型重整會(huì)將其中BTX（純苯、甲苯、二甲苯）都分離出來，進(jìn)行之后的化工生產(chǎn)。

切換二：甲苯/二甲苯調(diào)油需求和化工需求的切換。

      在甲苯、二甲苯等分離出來之后，可以通過歧化/烷基轉(zhuǎn)移/異構(gòu)化工藝反應(yīng)生成PX和純苯；同時(shí)，由于芳烴高辛烷值的特性，也可作為調(diào)油組分添加至汽油中。

下文主要討論這兩種路徑的切換條件以及可參考的指標(biāo)。

切換一：重整油調(diào)和汽油與芳烴抽提的切換 

這一切換主要涉及催化重整工藝。催化重整是在催化劑作用的條件下，對(duì)汽油餾分中的烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列，將辛烷值低的烴類轉(zhuǎn)化成辛烷值高的烴類。一般流程是將石腦油轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整汽油）。重整汽油可直接用作汽油的調(diào)合組分，也可經(jīng)芳烴抽提制取苯、甲苯和二甲苯。根據(jù)產(chǎn)出的產(chǎn)品不同，催化重整反應(yīng)可以分為汽油型重整和芳烴型重整兩類。

圖：汽油型重整和芳烴型重整路線對(duì)比

數(shù)據(jù)來源：天風(fēng)期貨研究所

      汽油型重整一般用80—180℃餾分，流程主要包括原料預(yù)處理和重整反應(yīng)兩大部分。而芳烴型重整則宜用60—145℃餾分作原料，流程中還應(yīng)設(shè)有芳烴抽提部分，這部分包括反應(yīng)產(chǎn)物后加氫以使其中的烯烴飽和、芳烴溶劑抽提、混合芳烴精餾分離等幾個(gè)單元過程。

      實(shí)際生產(chǎn)過程中，工廠根據(jù)經(jīng)濟(jì)性在兩種反應(yīng)類型中切換，當(dāng)芳烴重整經(jīng)濟(jì)性高于汽油重整時(shí)，進(jìn)行芳烴抽提，產(chǎn)出三苯；反之，則以產(chǎn)出重整汽油為主。芳烴型重整開工下降將影響PX和純苯的產(chǎn)量。

      我們通過對(duì)比重汽油型重整利潤和芳烴型重整利潤來判斷工廠可能的切換行為。

      按照石腦油催化重整各產(chǎn)品的出率，可以計(jì)算出重整裝置的利潤。（本文所計(jì)算利潤均為現(xiàn)金流利潤，未考慮人工成本、水電費(fèi)和裝置折舊等）

      在汽油型重整反應(yīng)中，一噸石腦油經(jīng)過催化重整會(huì)產(chǎn)生0.754噸92號(hào)汽油、0.092噸石腦油、0.087噸丙烷和0.067噸高硫燃料油。（為簡化計(jì)算，此處忽略純苯的出率）

汽油型重整利潤=0.754*92號(hào)汽油價(jià)格+0.092*石腦油價(jià)格+0.087*丙烷價(jià)格+0.067*高硫燃料油價(jià)格–石腦油價(jià)格

      在芳烴型重整反應(yīng)中，一噸石腦油經(jīng)過催化重整、芳烴抽提以及后續(xù)甲苯歧化等反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生0.044噸純苯、0.071噸甲苯、0.115噸PX、0.298噸92號(hào)汽油、0.312噸石腦油、0.089噸丙烷和0.071噸高硫燃料油。

芳烴型重整利潤=0.044*純苯價(jià)格+0.071*甲苯價(jià)格+0.115*PX價(jià)格+0.298*92號(hào)汽油價(jià)格+ 0.312*石腦油價(jià)格+0.089*丙烷價(jià)格+0.071*高硫燃料油價(jià)格–石腦油價(jià)格

      我們?nèi)喼薜貐^(qū)的FOB價(jià)格，對(duì)比兩種類型的重整裝置利潤。汽油型和芳烴型的重整利潤走勢(shì)大體相同，在少數(shù)時(shí)間利潤變化幅度上會(huì)有劈叉。當(dāng)利潤劈叉時(shí)，煉廠會(huì)傾向于提高利潤高的工藝開工。由于利潤傳導(dǎo)的因素，開工率變化滯后于利潤變化。

      2020年年初和年末均出現(xiàn)了兩種利潤劈叉的情況。這主要是因?yàn)槠托枨筮^于疲軟，汽油型重整的利潤恢復(fù)不及芳烴型重整，同時(shí)也可以觀察到成品油開工率提升速度明顯低于芳烴產(chǎn)品。

數(shù)據(jù)來源：隆眾，紅桃三，天風(fēng)期貨研究所

      在2021年10月附近，汽油需求回升，化工品終端需求疲軟，汽油型重整利潤回升幅度遠(yuǎn)高于芳烴型，預(yù)計(jì)可能會(huì)有調(diào)油需求增加。

      此外，從工藝的角度來看，裝置產(chǎn)品間切換幅度有限，成品油和芳烴開工率整體走勢(shì)趨于一致。

切換二：甲苯/二甲苯在調(diào)油和化工需求的切換

      這一切換主要涉及到歧化/烷基轉(zhuǎn)移和異構(gòu)化反應(yīng)。歧化/烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)主要用來生產(chǎn)PX和純苯，異構(gòu)化反應(yīng)主要使用二甲苯來生產(chǎn)PX。

      甲苯和二甲苯各種特性相似，既可作為高辛烷值調(diào)油組分繼續(xù)調(diào)油，也可繼續(xù)進(jìn)行歧化/烷基轉(zhuǎn)移/異構(gòu)化反應(yīng)，生成PX和純苯。2020年，甲苯下游市場(chǎng)中，調(diào)油和歧化分別占43%和39%，二甲苯下游市場(chǎng)中，PX和調(diào)油分別占68%和21%。

數(shù)據(jù)來源：紅桃三，天風(fēng)期貨研究所

在實(shí)際生產(chǎn)中，煉廠也會(huì)根據(jù)甲苯/二甲苯調(diào)油和化工的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行切換。當(dāng)甲苯/二甲苯調(diào)油利潤高于歧化/烷基化/異構(gòu)化利潤時(shí)，甲苯/二甲苯會(huì)更多的用于調(diào)油，減少PX和純苯的產(chǎn)出。

      我們通過對(duì)比甲苯/二甲苯調(diào)油利潤和歧化/烷基化利潤來判斷工廠可能的切換行為。

甲苯經(jīng)濟(jì)性對(duì)比：計(jì)算甲苯調(diào)油價(jià)值時(shí)，借鑒凱豐投資在《亞洲甲苯調(diào)油價(jià)差分析（凱豐找茬之能化專題）》一文中使用的測(cè)量方法，首先利用辛烷值不同的汽油（97號(hào)汽油和92號(hào)汽油）間的價(jià)差將辛烷值的溢價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化，再用甲苯的辛烷值溢價(jià)加上97號(hào)汽油的價(jià)格，得到甲苯的調(diào)油價(jià)值。97號(hào)汽油和92號(hào)汽油相差5個(gè)辛烷值，甲苯的辛烷值為104，相比97號(hào)汽油高出7個(gè)辛烷值。甲苯用作調(diào)油時(shí)的價(jià)差即為甲苯調(diào)油價(jià)值減去甲苯價(jià)格。

甲苯調(diào)油價(jià)差=（97號(hào)汽油價(jià)格–92號(hào)汽油價(jià)格）/5*7+97號(hào)汽油價(jià)格–甲苯價(jià)格

甲苯歧化的現(xiàn)金流利潤用1噸純苯價(jià)格加上1噸PX價(jià)格減去2噸甲苯價(jià)格來計(jì)算。

甲苯歧化價(jià)差=純苯價(jià)格+PX價(jià)格–2*甲苯價(jià)格

對(duì)比甲苯調(diào)油價(jià)差和化工價(jià)差可以發(fā)現(xiàn)，今年以來，甲苯的化工價(jià)差均高于調(diào)油價(jià)差，而近期甲苯調(diào)油價(jià)差由負(fù)轉(zhuǎn)正，化工價(jià)差大幅下跌，調(diào)油價(jià)差高于化工價(jià)差。從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，煉油廠用甲苯進(jìn)行調(diào)油的比重或上升。

數(shù)據(jù)來源：wind，天風(fēng)期貨研究所

二甲苯經(jīng)濟(jì)性對(duì)比：二甲苯調(diào)油價(jià)值的計(jì)算方法與甲苯相同，用二甲苯的調(diào)油價(jià)值減去二甲苯價(jià)格，二甲苯的辛烷值為103，相比97號(hào)汽油高出6個(gè)辛烷值。

二甲苯調(diào)油價(jià)差=（97號(hào)汽油價(jià)格–92號(hào)汽油價(jià)格）/5*6+97號(hào)汽油價(jià)格–二甲苯價(jià)格

      化工用途方面，二甲苯通過異構(gòu)化反應(yīng)生成PX，該利潤通過PX和二甲苯之間的價(jià)差來衡量。

異構(gòu)化價(jià)差=PX價(jià)格–二甲苯價(jià)格

      對(duì)比二甲苯調(diào)油價(jià)差和化工價(jià)差可以發(fā)現(xiàn)，2018年以來，化工價(jià)差大體上高于調(diào)油價(jià)差，而近期情況出現(xiàn)變化，二甲苯調(diào)油價(jià)差扭虧為盈且持續(xù)上漲超過化工價(jià)差，化工價(jià)差卻維持平穩(wěn)且有下跌趨勢(shì)。從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，煉油廠用二甲苯調(diào)油比重或上升。

數(shù)據(jù)來源：wind，天風(fēng)期貨研究所

      此外，甲苯/二甲苯的調(diào)油需求除了考慮其與歧化/烷基化/異構(gòu)化反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性之外，煉廠還會(huì)考慮甲苯/二甲苯與MTBE、烷基化汽油等其他高辛烷值調(diào)油組分的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)其他高辛烷值產(chǎn)品調(diào)油價(jià)差更高時(shí)，甲苯/二甲苯調(diào)油需求被擠出，用于生產(chǎn)化工品的可能性更大。

      MTBE和烷基化汽油的辛烷值分別為117和95，套用上文中調(diào)油價(jià)差公式，將四種高辛烷值調(diào)油組分的調(diào)油價(jià)差進(jìn)行對(duì)比。以MTBE為例，近期MTBE調(diào)油價(jià)差高于甲苯及二甲苯，MTBE作為高辛烷值調(diào)油組分更具優(yōu)勢(shì)，此時(shí)甲苯/二甲苯雖然調(diào)油利潤較歧化和異構(gòu)化反應(yīng)好，但其做調(diào)油的性價(jià)比一般，切換調(diào)油的比例有限。

數(shù)據(jù)來源：wind，天風(fēng)期貨研究所

切換邏輯的具體演繹 

      綜上，芳烴在油品與化工之間的切換可以通過以下條件判斷。

      當(dāng)汽油型重整利潤大于芳烴行重整利潤時(shí)，煉油廠會(huì)選擇不進(jìn)行芳烴抽提，將甲苯與二甲苯等保留在重整汽油中作為高辛烷值組分進(jìn)行調(diào)油；反之，煉油廠會(huì)選擇進(jìn)行芳烴抽提，將重整汽油中的芳烴提取出來。

      當(dāng)提取出來的芳烴再次進(jìn)行調(diào)油的利潤小于其進(jìn)行歧化/烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)的化工利潤時(shí)，煉油廠會(huì)選擇進(jìn)行歧化/烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，生產(chǎn)PX和純苯。

      當(dāng)再次進(jìn)行調(diào)油的利潤大于化工利潤時(shí)，則需比較甲苯、二甲苯和其替代品價(jià)格，若替代品價(jià)格昂貴，則再次利用甲苯、二甲苯調(diào)油。若替代品價(jià)格便宜，則使用替代品調(diào)油，甲苯和二甲苯繼續(xù)生產(chǎn)化工品。

圖：裝置切換的判斷依據(jù)

數(shù)據(jù)來源：紅桃三，天風(fēng)期貨研究所

      實(shí)際生產(chǎn)過程中，芳烴在化工與調(diào)油之間的切換不僅僅只涉及到這幾個(gè)利潤之間的判斷，煉油廠還需考慮其他限制，比如說各調(diào)油組分之間的平衡、與下游客戶簽訂的長約供應(yīng)合同等問題。