【导语】作为第三大丙烯类衍生物,近年环氧丙烷在我国产能逐步扩张,上下游产业链推动下,环氧丙烷的生产受到了诸多关注。本文采用PEST分析方法,从政治、经济、技术、社会四个方面,对当前环氧丙烷产业发展的宏观环境进行了论述,以讨论未来环氧丙烷产业的发展基础和方向。
环氧丙烷,又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷,简称PO。作为仅次于聚丙烯、丙烯腈的第三大丙烯类衍生物,是非常重要的基础化工原料。环氧丙烷为无色醚味液体,沸点低、易燃、化学性质活泼,为有毒物质。其上游原料为丙烯、石脑油和丙烷,下游最主要的直接产品是聚醚多元醇,此外为丙二醇、碳酸二甲酯、丙二醇醚等。
1.政治政策环境
化工行业作为我国工业生产的重要领域,其发展极受政策支持。当前,随着经济迈入高质量发展阶段,“十四五”规划中期初我国要推动制造业高端化智能化绿色化发展,改造提升传统产业,提出“三品”行动,而与之相应的《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展与指导意见》中也对石化化工行业做出了推动创新、数字化和绿色化的要求。由此,在我国环氧丙烷的政策环境中,创新发展、绿色发展、智能发展成为环氧丙烷产业发展的重要政策支撑点。
2023年底我国提出促进新质生产力发展,作为精细化工产品基础化工原料的环氧丙烷产业也要加强创新发展,从生产源头技术、生产链条多方位多层次合理优化布局产业发展;而关于绿色发展,在我国“双碳”目标背景下,对于石化产业绿色环保的要求推进了关于传统高耗能工艺的淘汰和更新,《产业结构调整指导目录(2024年本)》中明确将氯醇法环氧丙烷装置归为限制类,氯醇法环氧丙烷工艺归为淘汰类,这是由政策推动我国环氧丙烷生产方式的更新和绿色化发展;在大数据、云计算、人工智能兴起的当下,我国也对智能制造提出了新要求,推动智能制造标准在石化行业广泛应用,将智能制造应用于生产管控、安全管理、设备管理等多个方面。
此外,国家政策积极支持化工行业发展,通过完善财政政策,综合运用多种金融工具也对推动石化产业发展做出了保障。从大规模设备更新政策到工业领域设备更新政策,最后落实到设备更新贷款财政贴息政策,有力促进了传统工艺淘汰后生产装置的更新、扩大有效投资,支撑工业经济增长。
2.经济人口环境
从宏观经济环境来看,我国国内经济增长仍将支持PO产业需求新格局。当前我国经济增速进入新常态后维持相对稳定阶段,从2024年上半年经济增速情况来看,全年5%的增长目标基本可以实现,体现了我国高质量发展已经成为了经济社会发展的主旋律,从宏观经济上推动环氧丙烷终端需求稳定提升。从固投角度来看,2024年前5个月我国固定资产投资同比增长4%,固定资产投资增速内部显现分化趋势,其中制造业投资同比增长9.6%,显示出强劲带动作用,基建投资平稳增长,高技术产业投资增速加快,与之相反,房地产投资仍旧延续下行趋势。房地产业的发展疲软体现了我国正处于结构转型的阵痛期,经济支撑力逐渐由房地产业向制造业发展,以推动新兴产业发展和传统产业转型升级。此外,作为人口大国,我国市场需求潜力仍存,尽管当前国内人口增速趋于放缓,但人口基数高,相对市场体量较大,依旧体现出我国环氧丙烷广阔的需求前景。
另一方面,从行业自身下游需求来看,环氧丙烷下游化工产品的终端应用相对集中,主要应用于家电、家居和汽车行业。其中,环氧丙烷占比最大的下游产品是聚醚多元醇,多用于家居、海绵、床垫等终端产品的生产,其产品需求与经济需求增速相符合,在我国经济进入新常态的背景下,宏观经济需求增速支撑了聚醚多元醇下游产品需求。此外,环氧丙烷下游也生产碳酸二甲酯,是锂电池电解液的重要组成成分,当前我国新能源电动汽车发展前景广阔,截至2024年上半年,新能源汽车保有量增加至2472万辆,渗透率接近50%,表明碳酸二甲酯已经成为了环氧丙烷下游新的发展关键点。
3.自然技术环境
环氧丙烷作为丙烯的衍生物,其上游主要原料为丙烯,以及制得丙烯所需的原油和丙烷等。其主要制备工艺分为以氯醇法、共氧化法和过氧化氢氧化法(HPPO法)三种,据卓创资讯数据显示,2024年我国氯醇法工艺产能占比21.8%,共氧化法各工艺产能占比达45.6%,HPPO法制环丙产能占比32.6%。
首先,氯醇法是以丙烯和氯气作为原料,经过氯醇化反应后生成氯丙醇,再经皂化反应生成环氧丙烷,从优势来讲,国内氯醇法工艺成熟、对丙烯原料的纯度要求较低,并且投资成本低。但是同时会产生大量的废水和废渣,不符合我国石化产业绿色环保发展理念,已经在产业调整目录中被列入装置生产限制和工艺淘汰条目。当前国内各氯醇法生产企业也在积极做出整改,以期在达到标准后继续生产。
第二种制备方法是共氧化法,其根据原料不同可分为甲基叔丁基醚(PO/MTBE)和乙苯共氧化法(PO/SM),两者的主要工艺大体一致,通过异丁烷或乙苯过氧化反应,生成叔丁基过氧化物和叔丁醇的混合溶液或者乙苯过氧化物混合物,再与丙烯在钼基催化剂的作用下进行环氧化反应,生成环氧丙烷和叔丁醇产品或苯乙烯产品。与氯醇法相比,共氧化法大大减少了“三废”的排放,但其生产过程中所涉及的工艺流程较为复杂,所需要的投资成本较大,并且共氧化法生产的联产物体量较大,所以其生产需求也受到了联产物下游需求的限制影响,相较于叔丁醇产品,苯乙烯产品市场表现更加。但除此以外,异丙苯氧化法(CHP法)制得环氧丙烷工艺由日本住友公司研发,可以看作是共氧化法的改进工艺,是利用过氧化氢异丙苯(CHP)作为氧化剂,采用钛基催化剂对丙烯环氧化制得环氧丙烷,相较于以上两项共氧化法,PO/CHP法并不产生联产物并且投资费用相对较低。
第三种工艺则为过氧化氢直接氧化法,是通过丙烯和过氧化氢在甲醇或水的混合液中,使用特殊的钛硅催化剂在固定床反应器中直接发生直接氧化反应的工艺,与前两项工艺相比,直接氧化法具有较强的工艺优势,环保性强,“三废”排放量少,并且工艺流程短、投资成本小,此外直接氧化法过程中并不生产联产品,不受联产品市场限制。HPPO法是符合绿色和安全环保转型发展方向的环氧丙烷制备方法,被视为环氧丙烷绿色生产新工艺。
在氯醇法生产逐渐受限后,国内也在积极寻求改善氯醇法废水废气排放的生产方式,如使用烧碱皂化法、石灰皂化法制环氧丙烷生产废水,以磁性固体碱作为环氧丙烷吸收催化剂或发明新型尾气处理装置。但目前来看,国内企业大都围绕共氧化法和过氧化氢法工艺进行生产装置的投产,当前共氧化法已经成为了我国环氧丙烷生产的主要生产方式,HPPO法也是我国环氧丙烷生产企业在积极拓展的工艺领域。国内企业对于环氧丙烷的技术围绕突破国外技术限制、实现国产化展开,当前也由进一步的关于催化剂更新和绿色化转型的技术,如电催化氧化和光催化氧化等清洁能源技术发展工艺也都在研究探索之中。
4.社会文化环境
随着我国提出“双碳”政策和“美丽中国”建设目标,从绿水青山到碳达峰碳中和,从传统能源到光伏能源、风能潮汐能等,身边绿色材质的生产生活资料、绿色低碳的生活方式,绿色环保理念已然深入人心。由此,社会绿色可持续发展理念也要求环氧丙烷产业生产链条要向着绿色化、低碳化方向发展,环丙生产企业承担绿色可持续发展社会责任,通过应用绿色环保技术促成有益、安全生产。
在我国进入新常态经济发展阶段下,不仅是经济进入了由高速增长向高质量增长方向转变。十九大报告指出,当前我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分之间的矛盾,人民的需求也由“量”转“质”,对于生活质量提出了更高的要求,环氧丙烷作为精细化工产品的重要原料,其下游生产领域中无论是家居家电还是汽车领域均与人民生活需求息息相关,由此也对环丙未来的发展、产品质量与衍生品创新提出了更高要求。
此外,在互联网盛行的如今,又随着大数据、区块链等信息技术兴起,“互联网+工业”体系也为环氧丙烷产业提供了相应借鉴,数字化从环氧丙烷企业内外联通中构建信息网,贯通上下游产业链,在自身生产、分配、流通和消费中均能够运用大数据和人工智能,实现智能生产、实时检测、网络销售等功能,真正做到智能制造。