液化石油氣LPG“全攻略”

一、成分

LPG是以丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)為主,混有少量丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)組成的液態碳氫混合物,常溫常壓時是氣體,加壓或降溫條件下變成液體。國產LPG成分主要是C3和C4混氣(C3組分在20-60%),進口LPG成分則大部分是C3或者是C4的純氣。

二、主要來源

LPG的來源主要有煉廠氣和伴生氣,國內產量主要來自於煉廠氣,進口主要來自於美國和中東的伴生氣。

1. 煉廠氣

催化裂解和熱裂解的副產品(FCC VBR TC),佔整體出率的4-10%(LPGyield=LPG產量/中國總加工量得到的是10%左右)。根據工藝可以分為蒸餾氣(CDU)、熱裂化氣(TC VBR)、催化裂化氣(FCC)、催化重整氣(RFM)和焦化氣(Coker)等5種,這5種氣體中含有C1-C5組分,通過收集和分離吸收裝置將其中的C3 C4組分分離提煉出來得到LPG。煉廠氣C4含量較大,因此通過混和純氣C3得到LPG,加壓後液化進入壓力罐 。

圖表:LPG出率

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2. 伴生氣

油田開採中的烴類氣體,在低溫(-40℃)或者加壓後會液化,美國能源署定義為碳氫化合液(HGL),隨著頁岩氣和頁岩油的開發逐年產量快速增長。油田開採石油和伴生氣同時噴出,利用油井上面的油氣分離裝置將石油和油田伴生氣分離,溼氣進入天然氣處理廠和分餾廠,原油和凝析油進入煉廠,伴生氣中含有5%左右的丙烷、丁烷組分,處理後得到丙烷純度很高而含硫量很低的高質量LPG。天然氣田中天然氣、丙烷、乙烷佔比是6:3:1。從美國的2019產量來看,乙烷、丙烷、丁烷產量分別佔HGL產量的34%、29%和16%,佔天然氣處理廠的38%、33%和18%,其中乙烷的佔比是逐年提升的。NGL中一半是LPG(C3 C4)。

圖表:HGL化工分類 圖表:美國HGL產量快速增長和各組分產量

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圖表:HGL生產流程圖和分類

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圖表:2019年美國伴生氣HPL產量佔比 圖表:2019年天然氣處理廠產量佔比

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四、化學性質

LPG具有熱值高、清潔環保、有毒、易爆炸的特點。熱值25200k cal/m3是天然氣的3倍,人工煤氣的8倍;燃燒後的硫化物和氮氧化物是煤炭的萬分之0.4和萬分之6;空氣中濃度超過10%會有害人體,嘔吐、噁心甚至昏迷;與空氣混合,達到爆炸極限(1.5-9.5%),遇明火爆炸。

圖表:化學性質比較

五、LPG全球供需和貿易格局

1. 全球供應

全球2018年的NGL產量是1279萬桶/天(LPG噸桶比11.6),4億噸/年,LPG(丙烷、丁烷)產量在3.04億噸/年,丙烷產量1.77億噸/年,其中煉廠氣0.5億噸/年,伴生氣1.27億噸/年,10年來主要增量來自於伴生氣(+4600萬噸/年),煉廠氣小幅增長(+400萬噸/年)。主要的產國也就是主要的產油地以及煉廠所在,美國產量7300萬噸/年,沙特1600萬噸/年,伊朗600萬噸/年,卡塔爾600萬噸/年,阿聯酋600萬噸/年,科威特300萬噸/年,美國頁岩油革命以來,目前油的增速見頂,但NGL受天然氣產量推動增速仍然在持續增加,且分餾裝置不斷投產,丙烷、乙烷更加過剩,正丁烷開始變地過剩,預計會持續不斷地出口,LPG從國際供應增速格局來說,是個長期大幅增長的格局。

圖表:全球丙烷10年增長主要來自於伴生氣 圖表:全球LPG供應2億噸

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