备战苯乙烯期货之二：工艺、国内外供需格局与价格运行特点

本文作者中信期货颜鑫。如需转载，请联系原作者。更多精彩内容，请下载扑克财经 App（iOS及安卓版本均可下载）。

1. 苯乙烯概述——原料为纯苯和乙烯，下游以地产家电汽车为主
苯乙烯（Styrene或Styrene Monomer）是用苯取代乙烯的一个氢原子所形成的有机化合物，化学式C6H5CH=CH2，密度0.909g/mL，为无色透明油状液体，不溶于水，可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，暴露空气中易发生聚合和氧化。
苯乙烯闪点低，容易发生燃烧，与空气反应后形成的蒸汽含有易燃的苯甲醚、甲醛等物质，遇到火源与热源可能发生燃烧与爆炸。此外，苯乙烯也具有毒性，会引起头晕、呕吐等现象，是可疑的致癌物。
[h1]1.1 苯乙烯生产工艺——乙苯脱氢是历史主流，PO联产将逐渐增多[/h1]苯乙烯的生产工艺有乙苯脱氢法、环氧丙烷-苯乙烯联产法与C8抽提法，主要原料是纯苯和乙烯。纯苯的来源包括石脑油裂解、催化重整、芳烃联合装置以及焦化苯加氢，乙烯的来源则包括乙烷脱氢、石脑油裂解与煤制烯烃。
在苯乙烯的生产工艺中，乙苯脱氢法占据了80%以上的份额，是最主流的路线，其次是环氧丙烷-苯乙烯联产法（PO/SM联产法），占比约12%。
i．乙苯脱氢法
乙苯脱氢法以苯和乙烯为原料生成乙苯，然后再脱氢得到苯乙烯，有乙苯催化脱氢与乙苯氧化脱氢两种工艺。生产1吨苯乙烯大约需要0.79吨纯苯+0.29吨乙烯。
乙苯催化脱氢是工业生产苯乙烯的传统工艺，包括ABB Lummus／UOP工艺、Fina/ Badger工艺、BASF工艺等；相比之下，乙苯氧化脱氢用较低温度下的放热反应代替高温下的乙苯脱氢吸热反应，降低了能耗，提高了效率，典型代表是SMART工艺（Styrene Monomer Advanced Reactor Technology）。
ii．环氧丙烷-苯乙烯联产法
环氧丙烷-苯乙烯联产法（简称PO/SM联产法）又称共氧化法，以乙苯和丙烯为原料联产苯乙烯和环氧丙烷，优点是生产成本低、污染少，缺点是工艺复杂、副产物多、流程较长。国内已采用PO/SM联产法工艺的有镇海利安德与中海油壳牌，未来随着万华化学与天津渤化等共氧化法装置投产，该工艺在国内占比将有所提升，目前万华已掌握该技术的自主知识产权。
iii．C8抽提法
从石脑油裂解得到的裂解汽油中，可以直接抽提获得苯乙烯，由于裂解汽油C6-C9组分价格低廉，该工艺利润十分可观，不过缺点是提取的苯乙烯含硫量较高，只能用于UPR（不饱和聚酯树脂）等一些对原料质量要求较低的领域。因此在大连商品交易所的苯乙烯期货合约草案中，计划在国标优等品标准的基础上增设含硫量指标，将C8抽提法所生产的苯乙烯排除在期货交割品之外。
在裂解汽油中，苯乙烯的含量仅为4%-6%，国内C8抽提法全部产能加总也只有10万余吨/年，占苯乙烯总产能不到2%，因此对苯乙烯价格的影响十分有限。
[h1]1.2 苯乙烯下游需求——EPS/PS/ABS占据主导，终端是地产汽车家电[/h1]苯乙烯是重要的化工原料，下游应用有聚苯乙烯（PS）、发泡聚苯乙烯（EPS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、丁苯橡胶和丁苯胶乳（SBR/SBL）、不饱和树脂（UPR）等。其中，PS、EPS、ABS是苯乙烯最主要的下游需求，共占到国内苯乙烯消费的73%。
聚苯乙烯（PS）根据是否添加顺丁橡胶，可分为通用性聚苯乙烯（GPPS）和高抗冲聚苯乙烯（HIPS）。
通用性聚苯乙烯（GPPS，俗称“透苯”）由苯乙烯单体聚合而成，是一种热塑性树脂，为无色、无臭、无味、透明、有光泽的珠状或粒状固体。GPPS的优点是透明度高、刚性好、流动性高、电绝缘性好，缺点是易应力开裂（较脆），通常用于电气仪表外壳、化妆品容器、光学零件（如三棱镜、透镜）、玩具、灯具以及其他日用品如餐具等。
高抗冲聚苯乙烯（HIPS，俗称“改苯”）是为了解决GPPS冲击脆性的缺点，将顺式聚丁二烯橡胶加入苯乙烯而得到的热塑性材料，一般添加比例在8%左右。在加入顺丁橡胶以后，聚苯乙烯的韧性大幅提高，代价是透明度丧失，成为乳白色不透明颗粒。HIPS常用于电器外壳/零件、仪表仪器配件、文具/玩具等。
发泡聚苯乙烯（EPS）是苯乙烯与发泡剂及其他添加剂制得的产品，具有相对密度小、热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等优点，主要用于建筑保温材料、家电/办公电器的包装缓冲材料以及一次性饮料杯/餐盒等。
ABS树脂是由苯乙烯与丙烯腈、丁二烯共同合成的三元共聚物，不同成分比例下，性能也会有所区别，常见比例是苯乙烯:丙烯腈:丁二烯=62:23:15。ABS具有优良的耐冲击性能（较HIPS更突出）、耐化学性及电性能，是一种良好的壳体材料，主要用于制作家电/办公电器的外壳与零部件、汽车仪表盘/门板/挡泥板等，应用领域与HIPS有一定重合，综合性能较HIPS更佳，但价格也相对更高。
不饱和树脂（UPR）一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物，常用于物体表面加厚、固化，使用时如同刷油漆一般，层层加叠，固化过程会释放苯乙烯等有害气体。UPR的常用领域有轻质高强的玻璃钢、人造大理石、家具钢琴表面涂层等。

2. 苯乙烯供需格局——供应即将趋于宽松，需求增速面临放缓
[h1]2.1 全球格局——海外增速放缓，东亚是供需中心[/h1]截止2018年，全球苯乙烯产能3409万吨，5年复合增速1.3%，产量2946万吨，5年复合增速1.76%。直观来看，过去5年产能增长有限，开工率逐渐走高。
产能分布方面，东北亚占据了全球苯乙烯产能的50%，其次是欧洲与美洲占比17-18%，最后东南亚与中东占比7-8%。
贸易格局方面，东北亚与印度是全球主要的进口区域，中东、美洲与东南亚则是出口提供方。具体而言，中国、印度与墨西哥是最大的进口国，美国、沙特、新加坡、台湾、日本与韩国则是主要的出口国家与地区。
根据目前的统计，未来几年全球苯乙烯产能增长有望加速，不过新装置大多位于中国，海外项目仍较有限。

[h1]2.2 国内格局——产能增长将进一步加速，部分下游已进入过剩[/h1][h2]2.2.1 生产供应——产能持续增长，并仍将进一步加速[/h2]相较于海外产能的缓慢增长，中国苯乙烯产能在过去几年的增速要快得多，并在今后几年有望进一步加速。
截止2018年，国内共有45家苯乙烯工厂，产能926万吨，占全球产能27%，产量768万吨，开工率82%，近十年产能复合增长率9.5%，产量复合增长率11.2%。
国内产能中，中石油与中石化占比39%，民营占比28%，合资占比9%；前十大工厂产能占比56%，产量占比57%，集中度不高。
根据目前的统计，国内已开建并有望在2019-2021年投产的苯乙烯产能达到581万吨（详见附录），三年复合增速将达17.6%，而同期下游新建产能所折算的苯乙烯需求仅276万吨，供应将趋于宽松。除此之外，还有300万吨的苯乙烯新产能有意向在2022-2023年建成投产。

[h2]2.2.2 上游原料——现有产能四成依靠外购，新产能以一体化为主[/h2]在国内现有苯乙烯企业中，接近40%不具备（或不完全具备）上游原料的生产能力，需要外购纯苯或乙烯进行生产，例如江阴利士德、新浦化学、新阳科技等，因此纯苯与乙烯的供需变化也会对国内苯乙烯价格产生影响。
纯苯分为石油苯与加氢苯，前者的源头是原油，主要来自于乙烯裂解、催化重整与芳烃联合装置，后者的源头则是焦煤，通过对焦化过程中所回收的粗苯加氢制得。近年来随着原油配额放开、地炼装置上马，国内石油苯的产能与产量呈现持续走高的趋势；不过加氢苯受限于环保等因素，产量增长已接近停滞。
苯乙烯是纯苯最大的下游需求，除此之外还有己内酰胺、己二酸、苯酚、苯胺等，对应的终端需求分别是尼龙6、尼龙66、碳酸聚酯和MDI。过去几年这些领域的产能增长都十分迅速，目前己二酸与苯胺已经过剩，己内酰胺与苯酚的供需也接近平衡，未来纯苯需求的增长还将来自苯乙烯。
考虑到恒力、浙江石化等一大批化工型一体化新炼厂都会副产大量纯苯，部分现有炼厂也在积极增加催化重整与芳烃联合装置，而纯苯下游除苯乙烯外其他需求的增速都面临放缓，未来国内纯苯供应也将趋于宽松。
而在乙烯端，由于储存与运输条件较为苛刻（-105℃以下），运输船数量有限，全球贸易量一直偏少，大多以下游产品的方式流通，因此苯乙烯生产商作为国内乙烯单体需求的主力，在过去几年并未显著未受益于美国页岩气革命带来的乙烯产能扩张。展望未来，考虑到国内绝大多数苯乙烯新产能都配备了乙烯原料的生产（详见附录，表4与表5），原先一些外购的厂家例如新浦化学也已着手建造乙烷裂解装置，乙烯单体对国内苯乙烯供应的影响或有所降低。

[h2]2.2.3 下游需求——EPS严重过剩，ABS相对景气，PS介于之间[/h2]EPS、PS与ABS加起来占到国内苯乙烯消费的73%，是苯乙烯下游最主要的需求领域。
发泡聚苯乙烯EPS主要用于建筑保温、家电包装与食品保鲜等，是产能严重过剩的行业，表观需求已无趋势性增长，开工率常年维持在40-50%附近，出口大于进口。不过近年来随着环保检查趋严，以及部分落后产能自然淘汰，EPS产能已逐渐收缩，开工率有所回升。2018年国内EPS产能约600万吨，产量约325万吨，出口28万吨，进口9万吨，开工率54%。
聚苯乙烯PS主要用于家电与汽车、日用注塑等，也是产能相对过剩的行业，不过依靠新牌号研发与回料替代，近5年表观需求增速还能够达到5%，开工率也已从55%逐渐回升至65%。与EPS不同的是，PS是净进口商品，进口依存度在25%-30%左右。2018年国内PS国内产能约362万吨，产量约235万吨，出口4万吨，进口106万吨，开工率65%，进口依存度31%。
2018年国内PS进口量同比大幅上升近50%，原因主要有两点，一是中国对韩国、台湾与美国的苯乙烯原料加征反倾销税，令一部分原料改为以成品PS的形式进入中国；二是中国实行禁废令后，一些PS回料经过造粒后以新料报关。
ABS主要用于家电与汽车的生产，与PS中的高抗冲聚苯乙烯HIPS相似，相对而言ABS的性能更好，但价格也偏高。与PS、EPS产能过剩的情况不同，全球ABS还处在相对景气的周期，尤其是国内，近几年产能增长缓慢，但表需增速依然较快，开工率不断走高。2018年国内ABS产能约397万吨，产量约360万吨，出口4.8万吨，进口201万吨，开工率91%，进口依存度35%。
根据目前的统计，未来三年苯乙烯下游产能扩张的主力是景气度较高的ABS，EPS与PS新产能仅来自于少数龙头企业的扩张或作为苯乙烯新产能的配套。

[h2]2.2.4 产业链利润——苯乙烯利润总体好于下游，未来面临缩水风险[/h2]苯乙烯及其下游的生产利润与行业景气度有较高的相关性。纵观过去3年的表现，平均生产利润从高到低依次是ABS>苯乙烯>PS>EPS，与行业供需格局的强弱基本一致。苯乙烯作为产业链中景气度相对较高的部分，出现亏损的时间不多。
从历史经验来看，当下游PS或EPS利润进入明显的亏损状态时，通常都表明苯乙烯价格已经接近顶部区域，回落的风险较高，但苯乙烯自身生产亏损却并不是价格可靠的底部指标。我们猜测其中的原因是下游PS或EPS向终端转嫁成本的能力较弱，而上游苯与乙烯价格会动态跟随原油或苯乙烯发生变化。
鉴于未来几年苯乙烯产能即将大幅增长，我们认为生产利润缩水是大势所趋，部分高成本的外购原料企业在一定时期可能面临亏损风险。

[h2]2.2.5 进口供应——进口依存度持续降低，反倾销税改变贸易流向[/h2]根据ShipsFocus数据，2017年苯乙烯以1030万吨的贸易流通量位居全球化工品第六，中国是最大的进口国，进口量为321万吨，2018年进口量是291万吨。
随着中国苯乙烯产能不断扩张，近年来进口依存度已持续走低，从2009年的57.9%下降到了2018年的27.6%。
除国内供应增加以外，2018年中国苯乙烯进口减少还有一个重要的原因，即反倾销税的征收。2018年6月22日商务部认定原产于韩国、台湾地区和美国的进口苯乙烯存在倾销，对上述地区部分企业征收3.8%-55.7%不等的反倾销税。（苯乙烯普通关税30%，WTO最惠国关税2%，亚太贸易协定关税1.3%。）
反倾销税的推出增加了国内进口成本，抑制了短期进口，同时也迫使全球苯乙烯贸易流发生改变。就中国而言，2018年从韩国与美国的进口减少，从中东与东南亚的进口增加，在7-11月间的总进口量也明显减少。
在全球贸易流调整完成后，国内苯乙烯进口量可能会出现反弹，不过考虑到未来几年全球新增产能大多位于中国，以及国内下游扩张力度相对较弱，我们认为苯乙烯进口被挤出仍是主要趋势。

[h2]2.2.6 贸易流向——华东是核心区域[/h2]华东地区是国内苯乙烯的供需中心，供应与需求分别占到国内45%与60%，位居其后的是华北、华南、东北，供需占比分别为22%与15%、13%与11%以及13%与11%。
因此华东成为了国内苯乙烯的主要流入区域，华北与西北都有货源供应华东，此外东北会对华北形成补充，华南与华东也有一些货源双向流动。
同理，华东也是进口苯乙烯最主要的流入地，占到国内苯乙烯进口量的70%以上，其次是华南，进口量占比在20%左右。
基于“贸易集中、价格具有代表性、库容充足、物流条件方便”等原则，大商所对苯乙烯期货交割区域的初步设计方案是设华东地区为基准交割地，设华南地区为非基准交割地，各地暂时不设升贴水。

3. 苯乙烯价格运行特点——高波动率
苯乙烯价格运行重要的特点之一就是波动率高。我们对2016年-2018年国内主要化工品现货价格的年化波动率进行了统计，发现苯乙烯以27%位居第一，与之接近的是甲醇与MEG，显著高于PTA、PP、LLDPE与PVC。

我们认为苯乙烯价格高波动率的原因是有效贮存期较短。苯乙烯化学性质活泼，极易自聚，一方面聚合物超标会影响苯乙烯的质量，另一方面苯乙烯的聚合是放热反应，而温度的升高会导致自聚速度加快，因此自聚一旦发生，就很容易自我加速，严重时引发事故。
预防自聚的主要方法是控制温度和添加阻聚剂TBC（对叔丁基邻苯二酚），其中TBC需要一定量的氧配合才能发挥阻聚作用。根据文献，在30℃的条件下，12mg/kg浓度的阻聚剂配以合适量的氧可以储存苯乙烯90天。实际仓库一般将温度控制在25℃以下，最长存货时间不超过90天。
为了避免储存过程中可能出现的自聚问题，大连商品交易所在苯乙烯期货合约草案中，将期货标准仓单的有效期设为不超过一个月，在最后交割日集中注销。
由于这一特点，在苯乙烯远期定价中“预期”的影响会相对增强，而“现实”的作用则会有所减弱。