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1第四大乙烯系列聚合物,EVA应用领域广阔
乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)是继HDPE、LDPE、LLDPE之后的第四大乙烯系列聚合物,由乙烯单体与醋酸乙烯酯单体(又称VA)在引发剂存在下共聚而成。EVA指标包括VA(醋酸乙烯酯单体)含量与MI(熔融指数),VA含量的上升使得EVA弹性、柔韧性、相容性和透明性提高,但结晶度下降;MI的增加使得EVA加工性和表面光泽改善,但力学强度下降。
按VA含量可将EVA分为EVA树脂、EVA弹性体和EVA乳液三类,通常所称的EVA产品为EVA树脂,VA质量分数在5%-40%。EVA树脂具有良好的缓冲性、柔软性、隔热、抗震、防潮、抗腐蚀等优点,产品被广泛用于发泡材料、功能棚膜、包装膜、注塑吹塑制品、调和剂、粘合剂、电线电缆,光伏电池封装胶膜以及热熔胶等领域。低VA含量的EVA可用于生产中低端产品,包括薄膜、发泡料、电缆料等;高VA含量的EVA可用于生产高端产品,包括光伏胶膜、热熔胶、涂覆料等。
1.1EVA高压连续本体法可分为管式法与釜式法工艺两种
目前国内外大多数企业采用高压连续本体法聚合工艺生产EVA树脂。根据所采用反应器的不同,高压法连续本体聚合工艺通常可分为管式法工艺和釜式法工艺两种,占比分别为56.8%和43.2%。管式法和釜式法工艺的生产流程大体相同,通常由乙烯压缩、引发剂注入、聚合反应、分离系统、挤出造粒几部分组成。最大区别在于反应器的不同,管式法使用不带搅拌器的管式反应器,釜式法使用带搅拌器的高压釜式反应器。釜式法的典型工艺有杜邦、USI和LyondellBasell(原Equistar)工艺,在生产高VA含量牌号如光伏、热熔胶等产品时较有优势,主要用于高端牌号产品的生产,其单程转化率为10%-20%;管式法的典型工艺有Basf、Imhausem/Ruhrchemie、Basell公司的Lupotech工艺等,主要用于大宗低VA含量EVA产品的生产,如发泡料、电缆料等,其单程转化率为25%-35%。
釜式法生产成本高于管式法,主要原因包括1)低转化率带来的原材料成本;2)装置选型和数量增加带来的固定投资成本:釜式法压缩机的选型要求高,相应的管道、换热器、冰机数量大;产品VA含量较高故所需的料仓数和风机数量多;3)釜式法反应器制造成本高,结构复杂,维修和安装均较困难。
我们对于宁波台塑釜式法20万吨项目和盛虹炼化20万吨管式法项目进行成本测算,在同等规模下,釜式法的装置投资金额和原材料成本均高于管式法,总投资额也高于管式法。20万吨EVA釜式法和管式法项目总成本分别为42.5亿元和26.1亿元,其中装置投资分别为19.2亿元和12.4亿元(20万吨管式法装置投资由“盛虹炼化20万吨管式法+10万吨釜式法”装置投资减去“扬子石化10万吨釜式法”装置投资估算),单吨EVA能耗分别为.7元和.4元,单吨EVA消耗的原材料成本分别为.4和.1元(包含乙烯和醋酸乙烯成本)。
1.2多因素限制LDPE装置转产EVA
LDPE装置可转产EVA,多因素下转产量受限:从目前EVA技术发展看,EVA与LDPE技术在逐步融合,EVA在高压和高温下的聚合机理与LDPE基本相同,生产流程也基本相同,一般都由引发剂的制备,原料单体制备,共聚反应,产品回收以及产品控制等组成,因此对LDPE的高压聚合工艺装置改造后可生产EVA树脂。国内外厂家常用LDPE装置兼产EVA,LDPE厂商通常根据两者的经济效益调整EVA与LDPE的产量,年国内LDPE产能为.5万吨/年,其中扬子巴斯夫(20万吨),燕山石化(26万吨)可兼产LDPE和EVA树脂。以扬子巴斯夫20万吨EVA与20万吨LDPE装置进行利润对比,EVA单吨利润较LDPE增厚约元/吨。
虽然部分厂家在EVA价格上升时有意向进行转产,但技术壁垒较高,转产量不会对市场整体供给产生显著影响。生产EVA树脂以乙烯和VA作为原料,而生产LDPE以乙烯为原料,用LDPE装置切换生产EVA有以下几点问题:1)LDPE装置切换生产EVA,需要对原有装置进行较大改动,以国内技术水平难以保证产品质量稳定。首先需要增加高压循环气量,提高二次压缩机能力,其次EVA树脂料软,流动性能大,熔融指数波动范围比LDPE更大,所以必须改造挤压造粒机,以适应EVA生产需要;2)EVA与LDPE切换生产,过渡料多,容易造成反应器严重粘壁,而且在压缩VA及乙烯的混合气体时,对机器的填料、气阀损伤严重,需要频繁维修,因此长期兼产会影响装置负荷与长周期运行。
2产能增长趋于平稳,国内产品结构亟待提升
2.1亚洲为EVA主要生产与消费地区
年全球EVA树脂产能达.6万吨,主要生产国家包括中国、韩国、日本、美国,合计占到世界产能的67.8%:我国EVA产能为.7万吨,占到全球的28.4%,其中大陆和中国台湾地区产能分别为97.2万吨与50.5万吨;韩日美紧随其后,产能分别为87.5万吨、68.4万吨、49.3万吨。
全球EVA树脂的主要生产商包括ExxonMobil(美国)、HanWhaTotal(韩国)、LG化学(韩国)、中国石化(中国大陆)、江苏斯尔邦(中国大陆)、FormosaPC(中国台湾)、Versalis(意大利)以及Sipchem(沙特)等企业,年来自这8个企业的EVA树脂产能合计达到.4万吨/年,占世界总生产能力的53.7%。
全球EVA树脂生产有釜式法和管式法两种生产工艺。年釜式法生产工艺的EVA树脂产能合计为.5万吨/年,占全球产能的53.5%;管式法的生产能力为.1万吨/年,占全球产能的46.5%。
年世界EVA树脂的消费量达.4万吨,消费主要集中在东北亚、北美、西欧以及东南亚地区,年来自这4个区域的消费量共.1万吨,占世界总消费量的81.6%。全球范围内EVA树脂的主要消费领域为薄膜与片材,对EVA需求量为.0万吨,占总消费量的55.3%;注塑制品与电线电缆的占比达5.1%与12.5%。
2.2国内EVA行业集中度高,CR4已达89%
产能扩张进入瓶颈期,0年需求暂时持稳:-年我国国内EVA产能维持在50万吨,货源供应高度依赖进口。年以来,下游光伏行业受*策扶持需求快速增长,带动国内新装置陆续投产:年-年,联泓集团10万吨/年、宁波台塑7.2万吨/年、江苏斯尔邦石化30万吨/年等EVA装置陆续投产,后暂无新建产能进入,截至0年年底我国EVA年产能达到97.2万吨。前期产量与产能同步增长,在产能进入瓶颈期后产量仍持续增长,故装置利用率呈现上升趋势:年EVA产量为73.5万吨,同比增长16.6%;受新冠疫情影响,0年上半年EVA市场供需失衡明显,部分企业选择主动停车减产,全年EVA总量为74.1万吨,与上一年基本保持不变,产能利用率达到76.2%。
国内CR4达到89%,斯尔邦石化管式装置单吨产能最大:目前国内主要的EVA生产装置包括斯尔邦石化、燕山石化、扬子巴斯夫等,其中斯尔邦石化采用德国巴塞尔技术,现有产能为30万吨,包括一套20万吨的管式装置和一套10万吨的釜式装置,管式法装置单吨产能为国内最大,产品的密度及熔融指数范围宽,VA含量最高达40%,熔融指数(MFI)最高可达,在行业中处于领先地位。
新增产能投产推迟,以高附加值EVA产品为主:目前来看,上海石化、扬子石化、中化泉州石化、陕西延长中煤榆林能化等诸多企业都有EVA装置投产计划。但由于0年疫情影响,原计划投产的EVA新增装置均纷纷推迟。市场