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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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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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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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

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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