丙烯酸是由炼油厂得到的丙烯并制备的重要的有机合成原料及合成树脂单体。丙烯酸由一个乙烯基和一个羧基组成,是最简单的不饱和羧酸,具有易燃、易爆、强腐蚀性和毒性的化学属性。
若按按产品质量分类,丙烯酸(AA)可以分为酯化级丙烯酸(CAA)、聚合级丙烯酸(PAA)和高纯丙烯酸(GAA)。其中酯化级丙烯酸主要用于生产丙烯酸酯;聚合级丙烯酸主要用于生产多聚丙烯酸酯类产品;高纯丙烯酸主要用于生产超高吸水性树脂(SAP)、水处理剂等。
1843年,丙烯酸首次通过氧化的方式被化学家们发现,随后被广泛应用于工业领域生产。
自被应用于工业生产以来,丙烯酸的生产技术一直就工艺方面进行了许多改进。目前丙烯酸的生产方法有丙烯腈水解法、氰乙醇法、β-丙内酯法、高压雷佩法、丙烯氧化法等等。其中,丙烯酸的丙烯氧化法是当今绝大多数企业选择生产丙烯酸的主要方法。
丙烯酸处于产业链的核心位置,其通过化学工艺可以衍生出一系列化合物,从而形成了一大类丙烯酸系列产品。因此,丙烯酸产业链可以分为上游以石油、天然气和丙烯作为原料,中游属于丙烯酸及酯行业,下游主要包括丙烯酸酯、SAP、丙烯酸橡胶、高性能材料等,广泛用于涂料、胶黏剂、合成橡胶、纺织、化纤、建材等领域的三大环节。
上游原料——丙烯
丙烯是最重要的化工产品之一,也是三大合成材料的基础原料,主要用于生产聚丙烯、环氧丙烷、丙烯腈、丙烯酸等化工品。近年来全球丙烯酸产能维持稳定增长。2010-2017年,全球丙烯供求处于弱平衡状态,产能需求复合增速均为4%左右,2018年全球产能增速达到4.5%。在产能分布来看,亚太地区、北美、欧洲、中东囊括了全球丙烯产能生产。随着产能的转移,2010-2017年,全球丙烯新增产能主要来自亚太地区,其中2017年,亚太地区已集中了全球52%的丙烯产能。
从全球丙烯产能扩张走势看,我国丙烯经历多年的产能扩张,自2012年起开始超越了美国,并成为了全球第一大丙烯产能国(3500万吨),之后继续保持持续扩张走势。2018年我国丙烯产能维持第一,达到3560万吨/年,超出位居第二产能美国约1500万吨的规模,而韩国、沙特、印度紧随其后,但均不足1000万吨/年。
目前,中国丙烯产量约2840万吨/年,进口约310万吨/年,消费量约3150万吨/年。随着下游涂料、胶粘剂以及高吸水性树脂(SAP)等应用的不断增长,预计丙烯酸未来仍将保持稳步增长的态势。
中游——丙烯酸
丙烯酸行业是典型的受产能投放周期影响的周期品行业。近年来,丙烯酸产能整体趋于增加趋势。2011-2015年为丙烯酸产能的快速扩张期,全球产能从2011年的530.3万吨/年快速扩至2015年的756.6万吨/年,年均复合增速达9.3%。由于前期的快速扩张带来行业产能的严重过剩,厂商盈利空间收窄,导致后续新增产能显著减少。2016-2017年产能增速均在2%以下,全球海外除LG计划2019年投产16万吨酯化级丙烯酸(CAA)配置10万吨高吸水性树脂(SAP)外,国际其他厂家至今仍未听闻有新的投资计划。
从区域分布来看,中国、美国、欧洲是丙烯酸的主要生产地,占比分别为36.90%、19.80%、18.10%,其中新增产能主要集中在亚洲。从生产企业来看,全球丙烯酸产能最大的前五家企业分别是巴斯夫、陶氏化学、日本触媒、LG化学、阿科玛。他们的产能占世界总产能百分比分别为19%、13%、11%、8%和 7%,CR5达到58%。
全球海外市场丙烯酸的市场格局高度集中,无论市场成熟度还是盈利能力都明显比国内稳定。过去几年,随着全球丙烯酸消费增长的减缓,发展中国家通过国内需求倒逼丙烯酸产业链向亚洲转移。其中,我国抓住机遇,通过大量丙烯酸项目上马,使得国内丙烯酸企业发展迅猛,解决了早期我国丙烯酸产能严重不足需要严重依赖进口的困境,改善了国内供给。由于早些年产能的爆发式增长,中国已由丙烯酸进口国转变为丙烯酸出口国。
目前,亚太地区是全球丙烯酸的主要需求增长点,占比超过50%,仅中国和印度的需求总量就达到该地区的70%左右。
下游——丙烯酸酯和SAP的应用
丙烯酸下游产品包括丙烯酸酯、高吸水性树脂(SAP)、丙烯酸橡胶、高阻尼材料、其他丙烯酸类高性能材料等,广泛用于涂料、胶黏剂、纺织、化纤、合成橡胶、制药、皮革、建材、油田开采等多个领域。
从全球来看,约51%丙烯酸用于生产丙烯酸酯,33%用于生产高吸水性树脂(SAP)。我国丙烯酸的消费领域比较单一,超过80%以上的丙烯酸直接用于生产丙烯酸酯,而包括高吸水性树脂(SAP)在内的其他下游行业占比较少,因此未来我国高吸水性树脂(SAP)的发展仍有很大潜能。
在应用领域,目前胶粘剂是丙烯酸第一大应用领域,占比约为30%;高吸水性树脂(SAP)是丙烯酸第二大应用领域,占比约25%;涂料是丙烯酸第三大应用领域,占比约24%。
高吸水性树脂(SAP)是未来丙烯酸下游行业中最有发展前景的精细化工产品之一。高吸水性树脂(SAP),是一种含有羧基、羟基等强亲水性基团,并具有一定交联度网络结构的高分子聚合物,是一种特殊功能材料。它具有独特的性能,能够通过水合作用能迅速地吸收自身重量500-1000倍的水,甚至能吸收几十倍至100倍的食盐水、血液和尿液等液体,同时还具有较强的保水能力。因此其广泛应用于医药、卫生、农业、工业、采油、建筑、水利等多个领域。除了传统的卫生用品领域,目前世界各国仍在不断开发高吸水性树脂(SAP)的新品种、新功能和应用领域,如电缆包覆材料、食品包装材料、农林土壤保湿和废液固化处理等。
我国约87%的高吸水性树脂(SAP)用于吸收性卫生用品生产,其中,婴儿纸尿裤为我国高吸水性树脂(SAP)的最大消费领域,消耗约67%的高吸水性树脂(SAP)。
我国婴儿纸尿裤的渗漏率与欧美接近98%的占比相比,目前仍在40%的水平,存在着极其明显的差距。此外,成人纸尿裤方的高吸水性树脂(SAP)仅有5%的渗透率,也远远低于日本、欧美等发达国家超过60%的水平。
然而,近年来伴随国内人口老龄化日益严峻,生育政策逐步放松,以及年轻父母育儿观念和老人护理习惯的改变,人们对纸尿裤的需求在不断增长,对高吸水性树脂(SAP)的需求也随之增长,高吸水性树脂(SAP)纸尿裤的渗透率有望进一步提升。未来SAP产能有望迎来快速增长的机会。
国内丙烯酸龙头——卫星石化
卫星石化是国内最大丙烯酸制造商,丙烯酸产能(17%)集中度在国内和江苏裕廊(晟科)(17%)并列第一,拥有从”丙烷-丙烯-丙烯酸-高附加值产品”的全产业链,能实现从原料丙烷到产品高分子材料的全产业链建设。公司拥有丙烯酸产能48万吨,丙烯酸酯产能45万吨。丙烯酸及酯出口份额在行业内首屈一指,2016、2017年公司丙烯酸及酯出口量占行业总出口比例分别达到35.7%和34.9%,2018年出口量继续保持增长。目前产品已经销往了40多个国家。得益一体化和研发投入,丙烯酸成本远低同行,使得公司盈利能力为业界翘楚。2017年毛利率接近25%,相比业内其他企业10%左右的毛利率高出了近15%。