V posledních letech dosáhl technologický proces čínského chemického průmyslu významného pokroku, což vedlo k diverzifikaci metod chemické výroby a diferenciaci konkurenceschopnosti na chemickém trhu. Tento článek se zabývá především různými výrobními procesy epoxidového propanu.

Podle šetření existují striktně vzato tři výrobní procesy pro epoxidový propan, a to chlorhydrinová metoda, metoda kooxidace (metoda Halcon) a metoda přímé oxidace peroxidem vodíku (HPPO). V současné době jsou chlorhydrinová metoda a metoda HPPO hlavními procesy pro výrobu epoxidového propanu.

Chlorhydrinová metoda je metoda výroby epoxidového propanu za použití propylenu a plynného chloru jako surovin prostřednictvím procesů, jako je chlorhydrinace, zmýdelnění a destilace. Tento proces má vysoký výtěžek epoxidového propanu, ale také generuje velké množství odpadních vod a výfukových plynů, což má významný dopad na životní prostředí.

Kooxidační metoda je proces výroby propylenoxidu za použití propylenu, ethylbenzenu a kyslíku jako surovin. Nejprve ethylbenzen reaguje se vzduchem za vzniku ethylbenzenperoxidu. Poté ethylbenzenperoxid podléhá cyklizační reakci s propylenem za vzniku epoxidového propanu a fenylethalonu. Tento proces je relativně složitý a produkuje mnoho vedlejších produktů, proto má také negativní dopady na životní prostředí.

Metoda HPPO je proces, při kterém se do reaktoru obsahujícího katalyzátor zeolit-titaničitan (TS-1) přidává methanol, propylen a peroxid vodíku v hmotnostním poměru 4,2:1,3:1. Tento proces dokáže přeměnit 98 % peroxidu vodíku a selektivita epoxidového propanu může dosáhnout 95 %. Malé množství částečně zreagovaného propylenu lze recyklovat zpět do reaktoru k opětovnému použití.

A co je nejdůležitější, epoxidový propan vyrobený tímto procesem je v současnosti jediným produktem povoleným k vývozu do Číny.

Vypočítáváme cenový trend od roku 2009 do poloviny roku 2023 a sledujeme změny ve výrobě epichlorhydrinu a HPPO procesy za posledních 14 let.

Metoda s epichlorhydrinem

1.Metoda s epichlorhydrinem je po většinu času zisková. Za posledních 14 let dosáhl zisk z výroby epichlorhydrinu chlorhydrinovou metodou nejvyšší hodnoty 8358 juanů/tuna, k čemuž došlo v roce 2021. V roce 2019 však došlo k mírné ztrátě 55 juanů/tuna.

2.Kolísání zisku metody s epichlorhydrinem je v souladu s kolísáním ceny epichlorhydrinu. S růstem ceny epoxidového propanu se odpovídajícím způsobem zvyšuje i zisk z výroby epichlorhydrinu. Tato konzistence odráží společný dopad změn tržní nabídky a poptávky a hodnoty produktu na ceny obou produktů. Například v roce 2021 v důsledku pandemie výrazně vzrostla spotřeba měkkého pěnového polyéteru, což následně vedlo ke zvýšení ceny epoxidového propanu a v konečném důsledku k historickému maximu v ziskové marži výroby epichlorhydrinu.

3.Cenové výkyvy propylenu a propylenoxidu vykazují dlouhodobou konzistenci trendu, ale ve většině případů existuje mezi nimi významný rozdíl v amplitudě kolísání. To naznačuje, že ceny propylenu a epichlorhydrinu jsou ovlivněny různými faktory, přičemž ceny propylenu mají obzvláště významný vliv na výrobu epichlorhydrinu. Vzhledem k tomu, že propylen je hlavní surovinou pro výrobu epichlorhydrinu, budou mít jeho cenové výkyvy významný dopad na výrobní náklady epichlorhydrinu.

Celkově byl zisk z výroby epichlorhydrinu v Číně po většinu posledních 14 let ziskový a jeho kolísání zisku je v souladu s kolísáním cen epichlorhydrinu. Ceny propylenu jsou důležitým faktorem ovlivňujícím zisk z výroby epichlorhydrinu v Číně.

Metoda HPPO, epoxidový propan

1.Čínská metoda HPPO pro epoxidový propan byla po většinu času zisková, ale její ziskovost je obecně nižší ve srovnání s chlorhydrinovou metodou. Ve velmi krátkém časovém období metoda HPPO zaznamenala ztráty v epoxidovém propanu a po většinu času byla její úroveň ziskovosti výrazně nižší než u chlorhydrinové metody.

2.Vzhledem k výraznému nárůstu ceny epoxidového propanu v roce 2021 dosáhl zisk z epoxidového propanu HPPO historického maxima a dosáhl maxima 6611 juanů/tuna. Mezi touto úrovní zisku a chlorhydrinovou metodou však stále existuje rozdíl téměř 2000 juanů/tuna. To naznačuje, že ačkoli má metoda HPPO v určitých aspektech výhody, chlorhydrinová metoda má stále významné výhody z hlediska celkové ziskovosti.

3.Výpočet zisku metody HPPO s použitím 50% ceny peroxidu vodíku navíc ukázal, že neexistuje žádná významná korelace mezi cenou peroxidu vodíku a cenovými výkyvy propylenu a propylenoxidu. To naznačuje, že zisk čínské metody HPPO pro epoxidový propan je omezen cenami propylenu a peroxidu vodíku s vysokou koncentrací. Vzhledem k úzké korelaci mezi cenovými výkyvy těchto surovin a meziproduktů a faktory, jako je nabídka a poptávka na trhu a výrobní náklady, to mělo významný dopad na zisk z výroby epoxidového propanu s použitím metody HPPO.

Kolísání zisku výroby epoxidového propanu metodou HPPO v Číně v posledních 14 letech vykazovalo charakteristiku ziskovosti po většinu času, ale s nízkou úrovní ziskovosti. Přestože má v určitých aspektech výhody, celkově je stále třeba jeho ziskovost zlepšit. Zároveň je ziskovost epoxidového propanu metodou HPPO výrazně ovlivněna kolísáním cen surovin a meziproduktů, zejména propylenu a peroxidu vodíku s vysokou koncentrací. Výrobci proto musí pečlivě sledovat tržní trendy a přiměřeně upravovat výrobní strategie, aby dosáhli co nejlepší úrovně zisku.

Vliv hlavních surovin na jejich náklady ve dvou výrobních procesech

1.Přestože kolísání zisku u metody s epichlorhydrinem a metody HPPO vykazuje konzistenci, existují značné rozdíly ve vlivu surovin na jejich zisk. Tento rozdíl naznačuje, že mezi těmito dvěma výrobními procesy existují rozdíly v řízení nákladů a schopnostech kontroly zisku při zvládání kolísání cen surovin.

2.U chlorhydrinové metody dosahuje poměr propylenu k nákladům v průměru 67 %, což představuje více než polovinu času, a maximálně 72 %. To naznačuje, že ve výrobním procesu chlorhydrinu mají náklady na propylen největší vliv na hmotnost. Kolísání ceny propylenu má proto přímý vliv na náklady a zisk výroby epichlorhydrinu chlorhydrinovou metodou. Toto pozorování je v souladu s dlouhodobým trendem kolísání zisku a ceny propylenu při výrobě epichlorhydrinu chlorhydrinovou metodou, který byl zmíněn dříve.

Naproti tomu u metody HPPO je průměrný dopad propylenu na jeho náklady 61 %, přičemž některé mají nejvyšší dopad s 68 % a nejnižší s 55 %. To naznačuje, že v procesu výroby HPPO, ačkoli je vliv propylenu na náklady velký, není tak silný jako vliv chlorhydrinové metody na jeho náklady. To může být způsobeno významným dopadem jiných surovin, jako je peroxid vodíku používaný ve výrobním procesu HPPO, na náklady, čímž se snižuje dopad kolísání cen propylenu na náklady.

3.Pokud cena propylenu kolísá o 10 %, dopad chlorhydrinové metody na náklady převýší dopad metody HPPO. To znamená, že kolísání cen propylenu ovlivňuje náklady chlorhydrinové metody více a relativně vzato má metoda HPPO lepší možnosti řízení nákladů a kontroly zisku. Toto pozorování opět zdůrazňuje rozdíly v reakci na kolísání cen surovin mezi různými výrobními procesy.

Mezi čínskou chlorhydrinovou metodou a metodou HPPO pro epoxidový propan existuje konzistence ve výkyvech zisku, ale existují rozdíly ve vlivu surovin na zisk. Při řešení výkyvů cen surovin vykazují oba výrobní procesy odlišné schopnosti řízení nákladů a kontroly zisku. Chlorhydrinová metoda je citlivější na kolísání ceny propylenu, zatímco metoda HPPO má dobrou odolnost vůči riziku. Tyto zákony mají pro podniky důležitý vodítko při výběru výrobních procesů a formulování výrobních strategií.

Vliv pomocných materiálů a surovin na jejich náklady ve dvou výrobních procesech

1.Vliv kapalného chloru na náklady na výrobu epichlorhydrinu chlorhydrinovou metodou činil za posledních 14 let v průměru pouze 8 % a lze jej dokonce považovat za téměř žádný přímý dopad na náklady. Toto pozorování naznačuje, že kapalný chlor hraje v procesu výroby chlorhydrinu relativně malou roli a jeho cenové kolísání má malý vliv na náklady na epichlorhydrin vyrobený chlorhydrinem.

2.Vliv vysoké koncentrace peroxidu vodíku na náklady v metodě HPPO s epoxidovým propanem je výrazně vyšší než vliv plynného chloru na náklady v metodě s chlorhydrinem. Peroxid vodíku je klíčovým oxidačním činidlem ve výrobním procesu HPPO a jeho cenové výkyvy mají přímý dopad na náklady na epoxidový propan v procesu HPPO, hned po propylenu. Toto pozorování zdůrazňuje důležité postavení peroxidu vodíku ve výrobním procesu HPPO.

3.Pokud podnik vyrábí vlastní vedlejší produkt plynný chlór, lze dopad plynného chlóru na náklady na výrobu epichlorhydrinu zanedbat. To může být způsobeno relativně malým množstvím plynného chlóru jako vedlejšího produktu, což má relativně omezený dopad na náklady na výrobu epichlorhydrinu za použití chlorhydrinu.

4.Pokud se použije 75% koncentrace peroxidu vodíku, dopad peroxidu vodíku na náklady při výrobě epoxidového propanu metodou HPPO přesáhne 30 % a tento dopad na náklady se bude i nadále rychle zvyšovat. Toto pozorování naznačuje, že epoxidový propan vyrobený metodou HPPO není ovlivněn pouze významnými výkyvy ceny suroviny propylenu, ale také významnými výkyvy ceny peroxidu vodíku. Vzhledem ke zvýšení koncentrace peroxidu vodíku použitého ve výrobním procesu HPPO na 75 % se odpovídajícím způsobem zvyšuje i množství a cena peroxidu vodíku. Existuje více faktorů ovlivňujících trh a zvýší se také volatilita zisku, což bude mít větší dopad na jeho tržní cenu.

Existuje významný rozdíl v dopadu pomocných surovin na náklady při výrobních procesech epichlorhydrinu používaných chlorhydrinovou metodou a metodou HPPO. Vliv kapalného chloru na náklady na epichlorhydrin vyrobený chlorhydrinovou metodou je relativně malý, zatímco vliv peroxidu vodíku na náklady na epichlorhydrin vyrobený metodou HPPO je významnější. Zároveň, pokud společnost vyrábí svůj vlastní vedlejší produkt, plynný chlor, nebo používá různé koncentrace peroxidu vodíku, bude se lišit i její dopad na náklady. Tyto zákony mají pro podniky důležitý vodítko při výběru výrobních procesů, formulování výrobních strategií a provádění kontroly nákladů.

Na základě současných dat a trendů probíhající projekty epoxidového propanu v budoucnu překročí současný rozsah, přičemž většina nových projektů bude využívat metodu HPPO a metodu kooxidace ethylbenzenu. Tento jev povede ke zvýšení poptávky po surovinách, jako je propylen a peroxid vodíku, což bude mít větší dopad na cenu epoxidového propanu a celkové náklady v průmyslu.

Z hlediska nákladů mohou podniky s integrovaným modelem průmyslového řetězce lépe kontrolovat dopadovou váhu surovin, čímž snižují náklady a zlepšují konkurenceschopnost na trhu. Vzhledem k tomu, že většina nových projektů pro epoxidový propan v budoucnu bude využívat metodu HPPO, zvýší se i poptávka po peroxidu vodíku, což zvýší váhu dopadu kolísání cen peroxidu vodíku na cenu epoxidového propanu.

Kromě toho se v budoucnu v důsledku použití metody kooxidace ethylbenzenu v nových projektech epoxidového propanu zvýší i poptávka po propylenu. Proto se zvýší i vliv kolísání cen propylenu na náklady na epoxidový propan. Tyto faktory přinesou do odvětví epoxidového propanu další výzvy a příležitosti.

Celkově bude rozvoj epoxidového propanového průmyslu v budoucnu ovlivněn probíhajícími projekty a surovinami. Podniky zavádějící metody kooxidace HPPO a ethylbenzenu je třeba věnovat větší pozornost kontrole nákladů a rozvoji integrace průmyslového řetězce. Dodavatelé surovin je nezbytné posílit stabilitu dodávek surovin a kontrolovat náklady, aby se zlepšila konkurenceschopnost na trhu.