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液化石油气LPG“全攻略”

液化石油气LPG“全攻略”

  一、成分

  LPG是以丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)为主,混有少量丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)组成的液态碳氢混合物,常温常压时是气体,加压或降温条件下变成液体。国产LPG成分主要是C3和C4混气(C3组分在20-60%),进口LPG成分则大部分是C3或者是C4的纯气。

  二、主要来源

  LPG的来源主要有炼厂气和伴生气,国内产量主要来自于炼厂气,进口主要来自于美国和中东的伴生气。

  1. 炼厂气

  催化裂解和热裂解的副产品(FCC VBR TC),占整体出率的4-10%(LPGyield=LPG产量/中国总加工量得到的是10%左右)。根据工艺可以分为蒸馏气(CDU)、热裂化气(TC VBR)、催化裂化气(FCC)、催化重整气(RFM)和焦化气(Coker)等5种,这5种气体中含有C1-C5组分,通过收集和分离吸收装置将其中的C3 C4组分分离提炼出来得到LPG。炼厂气C4含量较大,因此通过混和纯气C3得到LPG,加压后液化进入压力罐 。

  图表:LPG出率

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  来源:EA 银河期货

  2. 伴生气

  油田开采中的烃类气体,在低温(-40℃)或者加压后会液化,美国能源署定义为碳氢化合液(HGL),随着页岩气和页岩油的开发逐年产量快速增长。油田开采石油和伴生气同时喷出,利用油井上面的油气分离装置将石油和油田伴生气分离,湿气进入天然气处理厂和分馏厂,原油和凝析油进入炼厂,伴生气中含有5%左右的丙烷、丁烷组分,处理后得到丙烷纯度很高而含硫量很低的高质量LPG。天然气田中天然气、丙烷、乙烷占比是6:3:1。从美国的2019产量来看,乙烷、丙烷、丁烷产量分别占HGL产量的34%、29%和16%,占天然气处理厂的38%、33%和18%,其中乙烷的占比是逐年提升的。NGL中一半是LPG(C3 C4)。

  图表:HGL化工分类 图表:美国HGL产量快速增长和各组分产量

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  来源:EIA 银河期货

  图表:HGL生产流程图和分类

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  图表:2019年美国伴生气HPL产量占比 图表:2019年天然气处理厂产量占比

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  来源:EIA STEO 2003

  四、化学性质

  LPG具有热值高、清洁环保、有毒、易爆炸的特点。热值25200k cal/m3是天然气的3倍,人工煤气的8倍;燃烧后的硫化物和氮氧化物是煤炭的万分之0.4和万分之6;空气中浓度超过10%会有害人体,呕吐、恶心甚至昏迷;与空气混合,达到爆炸极限(1.5-9.5%),遇明火爆炸。

  图表:化学性质比较

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  来源:银河期货

  五、LPG全球供需和贸易格局

  1. 全球供应

  全球2018年的NGL产量是1279万桶/天(LPG吨桶比11.6),4亿吨/年,LPG(丙烷、丁烷)产量在3.04亿吨/年,丙烷产量1.77亿吨/年,其中炼厂气0.5亿吨/年,伴生气1.27亿吨/年,10年来主要增量来自于伴生气(+4600万吨/年),炼厂气小幅增长(+400万吨/年)。主要的产国也就是主要的产油地以及炼厂所在,美国产量7300万吨/年,沙特1600万吨/年,伊朗600万吨/年,卡塔尔600万吨/年,阿联酋600万吨/年,科威特300万吨/年,美国页岩油革命以来,目前油的增速见顶,但NGL受天然气产量推动增速仍然在持续增加,且分馏装置不断投产,丙烷、乙烷更加过剩,正丁烷开始变地过剩,预计会持续不断地出口,LPG从国际供应增速格局来说,是个长期大幅增长的格局。

  图表:全球丙烷10年增长主要来自于伴生气 图表:全球LPG供应2亿吨

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  来源:IHS 银河期货

  图表:美国分馏装置产能快速增加

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  来源:IHS 银河期货

  图表:世界NGL来源(千桶/天)

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  来源:bp2019年鉴 EA 银河期货

  2. 全球需求

  全球LPG需求2.95亿吨,丙烷需求预计在1.67亿吨/年,主要集中在东北亚,其中居民和商业需求8000万吨,化工需求5400万吨,工业需求1300万吨,机械燃料1300万吨,其他500万吨。10年来主要需求增量来自于化工需求(+2200万吨),居民和商业需求增量其次(+1600万吨)。按地区分,北美、中国是主要是丙烷需求地。

  3. 全球贸易

  全球LPG贸易1.5亿吨,其中纯丙烷贸易占2/3(65%),纯丁烷贸易占1/3(35%),没有混气贸易,主要是从北美、中东出口至亚洲。近年来,美国页岩油页岩气大量开发导致丙烷供过于求,大量出口。美国出口量在3680万吨/年,中东出口量在2000万吨/年,近5年来主要增量在美国,出口增加1500万吨/年,中东增量有限,出口增量300万吨/年。亚洲方面中国的化工需求是进口贸易的主要驱动,中国进口LPG2000万吨/年,日本进口1000万吨/年,韩国进口量800万吨/年。

  图表:全球丙烷净出口量

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  来源:IHS 中化国际(5.22 +0.19%,诊股)

  图表:美国丙烷丙烯2019年出口量3680万吨

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  来源:EIA 银河期货

  图表:日韩LPG进口量

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  来源:日本经济省 韩国国家石油公司 银河期货

  六、中国供需格局

  1. 产量和进出口

  中国2019年产量在130万桶/天 4063万吨/年,出口4.5万桶/天 140万吨/年,进口65.2万桶/天 2052万吨/年,需求192.2万桶/天 6047万吨/年,需求占全球的15%。山东占产能的1/3,广东、辽宁各占1/10,主营占60%,地炼+燃气深加工企业占40%。后期随着中石油中石化纷纷相继建设自身的烯烃深加工装置,原料醚后碳四将以自用为主,外放量将逐步减少,主营单位的液化气产量或将逐渐减少,非主营厂家占比将会有所扩大。

  图表:LPG月度产量和进口量逐年递增(万吨/月)

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  来源:国家统计局 银河期货

  图表:主营和非主营产量占比

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  来源:金联创 银河期货

  2018年中国LPG进口总量1899.61万吨,其中进口丙烷1345.90万吨,占比70.85%。进口丁烷536.61万吨,占比28.25%。中东占比71%,中美贸易战导致再无美国LPG进口。

  图表:2018年LPG进口主要来源国

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  来源:海关 银河期货

  国内生产企业和进口企业之间充分竞争,进口没有资质、配额限制,市场无垄断,进口企业数110家,前5大企业占进口的67%,前10占86%。通过槽船海运(国际贸易LPG槽船2.2万吨/艘),VLCC中65%是丙烷。

  图表:LPG主要进口企业占比

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  来源:隆众资讯 银河期货

  出口方面主要是转口需求,越南没有接驳能力,通过中国接驳转口至越南,量也可以忽略不计。

  2、中国需求

  国产LPG(混气)主要用于终端民用燃气需求(55%)。广泛运用于餐饮、民用和工商业等天然气不覆盖的领域(打火机 火锅LPG罐 钢瓶 管线 热水器 农村无法通气地区)(C3丙烷组分在20%-60%)。也用于化工的汽油添加剂,MTBE,用丁烯制异辛烷来提升辛烷值。

  进口LPG(纯气)主要用于化工深加工(43%),有以下两类:

  ① 替代石脑油,比如PDH(LPG制烯烃 )

  ② 合成塑料、橡胶、纤维、医药、炸弹、燃料等

  图表:中国LPG主要用途

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  来源:公开资料 银河期货

  燃料用LPG难以被天然气替代,因为1000户/平方公里才会铺设天然气管线,农村不会全面通天然气。化工用LPG容易被石脑油替代作汽油添加剂。化工用LPG比如汽油添加剂企业会用混气、PDH是用纯气,因此混气纯气都有。

  2018年,我国LPG表观消费量为5586.5万吨,较2017年同比增长4%。2010年后,LPG消费进入快速增长阶段,年均增长12%。2011年西气东输二线开启后需求增速下降,天然气替代了部分LPG需求,2015-2018年国内液化石油气表观消费量逐年增长,其中2016年增量最大,主要因为当年国内LPG深加工装置投产密集,深加工行业消费量增长迅速,带动整体实际消费量剧增。2017-2018年装置投产速度较之前有所放缓,但因为国内民用燃烧需求随着人口增长而缓慢增加,国内LPG总实际消费量仍然保持稳步上升趋势。所以LPG的需求增量 其实主要是跟着化工装置的投产进度而来的。

  华南、华东和华北是主要消费地。三地消费量合计达到3855万吨,占总消费量69%。华北是最大的消费地区,消费量1732万吨,约占全国总量的31%。华东地区消费量1062万吨,占全国总量的19%。华南地区消费量1006万吨,占全国总量的18%。华南和华东是最大的净流出地区。华北和华中是最大的净流入地区。从全国各省市液化石油气需求量来看,2017年,中国液化石油气需求量排第一的是广东省,需求量为794万吨,占总需求量的22%;排名第二的是山东省,需求量为367万吨,其次是浙江省,需求量为343万吨。

  七、LPG国内现货贸易

  国内LPG生产企业300家,贸易企业1.2万家,下游分散集中度低,化工气下游集中度高,汽油添加剂工厂73家,PDH企业8家,点对点贸易。贸易上从进口商的2.2万吨船到PDH工厂1000-2000吨,再到终端100-200吨,逐步分流。贸易流向上主要是广东地区进口,流向华南地区作为原料,再运输到山东作为化工原料

  2018年LPG库容336万吨,全部是自用储罐,没有公共仓储,其中厂库61万吨,20天的库容,主要分布在华北、华东、华南地区,三地库容312万吨,占全国的93%。

  图表:隆重华东华南港库

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  来源:隆众

  八、价格

  北美MB(FOB)、 中东CB(沙特FOB)、日韩FEI是LPG的三大基准,期货方面美国有丙烷、丁烷的期货,新加坡有丙烷丁烷的swap。总体来说跟原油趋势一致,但是波动更大。国内定价方面有炼厂气、丙烷价格,燃料用LPG定价比较市场化,化工无市场报价。

  图表:LPG相关价格走势百分比(以10年2月为初始值)

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  来源:彭博 银河期货

  燃料用LPG市场化定价,国产气受国内炼厂和海外进口价格影响。化工用LPG也可以作燃料,上限是汽油价格,下限是燃料价格。


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