PDF《原料供给受限、下游需求持续增长, 碳酸二甲酯迎来景气周期》

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2018 年10 月23 日 强于大市(维持) 证券研究报告?行业研究?化工 化工行业专题报告 原料供给受限、下游需求持续增长, 碳酸二甲酯迎来景气周期 投资要点 西南证券研究发展中心 [Table_Author] 分析师:杨林 执业证号:S1250518100002

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com.cn 分析师:黄景文 执业证号:S1250517070002

邮箱:[email protected] [Table_QuotePic] 行业相对指数表现 数据来源:聚源数据 基础数据 [Table_BaseData] 股票家数

324 行业总市值(亿元) 28,765.13 流通市值(亿元) 26,815.10 行业市盈率 TTM 14.35 沪深

300 市盈率 TTM 11.0 相关研究 [Table_Report] 1. 化工行业周观点(10.15-10.19) :氟化 工产品价格持续上涨, 云贵地区磷矿石 价格上涨 (2018-10-19) 2. 氟化工行业动态报告: 成本支撑叠加配 额减少,制冷剂价格持续上涨 (2018-10-18) 3. 化工行业周观点(10.8-10.12) :醋酸、 尿素价格持续大涨, 看好氟化工产品价 格上涨 (2018-10-14) 4. 尿素行业动态报告: 海外因素叠加国内 限产,看好尿素价格上涨 (2018-10-11) [Table_Summary] ? 碳酸二甲酯环保无毒,溶解性优异,近年来行业快速发展.由于碳酸二甲酯 (DMC)性能优异, 其下游应用较多, 作为优良溶剂应用于涂料和锂电池电解液, 作为甲基化、羰基化试剂应用于 PC(聚碳酸酯)、医药、农药等中间体.目前 DMC 的生产工艺主要有光气法、甲醇氧化羰基化法、酯交换法和尿素醇解法 等,其中光气法由于使用剧毒光气已逐步淘汰,甲醇氧化羰基化法及尿素醇解 法国内技术水平不成熟,所以国内产能以酯交换法为主,反应过程中主要原材 料为环氧丙烷. ? 供给端:PO(环氧丙烷)酯交换法生产 DMC 为国内主流,受制原料波动开工率 较低.国外 DMC 生产企业大多直接配套下游产品,包括 PC 及电解液等,国 内产能则受制于原料环氧丙烷的卖方市场波动较大, 开工率长期保持 50%的低 位水平.未来环氧丙烷因为氯醇法工艺的污染问题会逐渐退出,而国内 HPPO (双氧水直接氧化法)新工艺的装置一直开工率较低,导致供应趋紧,因此主 要原材料的货紧价涨,对DMC 的价格有成本端支撑作用. ? 需求端:短期受益非光气法 PC 装置投放供应偏紧,长期看应用领域渗透率提 高.短期来看,2018 年共有

27 万吨非光气法 PC 产能投放,对应 DMC 需求 增加 9.6 万吨,未来随着 PC 新产能的不断投放,该领域需求将持续增加.长 期来看,下游涂料、锂电池电解液及有机合成中间体需求的不断增长则提供了 广阔的市场空间.2017 年国内涂料油漆产量

2041 万吨,同比增长 7.43%,渗 透率每增加 10%,则会提供约

200 万吨 DMC 需求量.EVTank 预测到

2020 年,全球锂离子电池的出货量达到 279.9Gwh.2022 年,全球锂电池的出货量 将达到 428.6Gwh,CAGR 为24.5%,以此测算

2022 年锂电池需求 DMC26.8 万吨, CAGR 为20.3%. 随着国内环保加严以及对安全生产的要求提升, DMC 作为有机合成中间体替代传统的有毒试剂也有着一定的需求. ? 关注标的:石大胜华(603026.SH) .公司是国内电解液溶剂龙头,拥有 DMC 产能 12.5 万吨,其中包括本部 7.5 万吨以及租赁经营

5 万吨,2017 年DMC 系列产品在公司收入占比达到 37%,毛利占比达到 83%,是公司利润的主要 贡献点.公司拥有

20 万吨/年生物燃料装置,打通了从重质油或动植物油脂到 环氧丙烷再到 DMC 的完整产业链,相较于其他企业受制原料环氧丙烷开工率 较低,长期处于几乎满产状态,能够在未来享受全产业链利润. ? 风险提示:原料价格大幅波动、新增产能较多市场竞争加剧、下游需求增长不 及预期. 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 目录1碳酸二甲酯环保无毒,溶解性优异,近年来行业快速发展.1 1.1 DMC 性能及应用简介

1 1.2 DMC 的四种主要生产工艺

2 1.3 DMC 的生产工艺优缺点比较

4 2 供给端:PO 酯交换法生产 DMC 为国内主流,受制原料波动开工率较低.5 2.1 国外装置大多配套下游产品,外售有限

5 2.2 国内 DMC 装置以酯交换法为主,受制原料 PO 波动,开工率较低.5 2.3 原料 PO 未来受环保、工艺影响,供应趋紧,成本保障支撑 DMC 高景气.6 2.4 国内煤制乙二醇上马装置较多,部分可联产碳酸二甲酯.7

3 需求端:短期受益非光气法 PC 装置投放供应偏紧,长期看应用领域渗透率提高

8 3.1 近期国内非光气法 PC 装置投放带动 DMC 需求放量

8 3.2 DMC 清洁安全性能优异,有望广泛替代涂料油漆中传统 VOC 溶剂.9 3.3 新能源汽车发展势头不减,DMC 作为锂离子电池电解液溶剂,市场广阔.9 3.4 医药、农药等行业替代传统甲基化、羰基化试剂

10 4 关注标的

11 5 风险提示

11 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分 图目录图1:光气化法生产 DMC 反应方程式.2 图2:甲醇氧化羰基化法生产 DMC 反应方程式

3 图3:脂交换法生产 DMC 反应方程式.3 图4:尿素醇解法生产 DMC 反应方程式.3 图5:国内 DMC 行业长期开工率低位

6 图6:上游原料 PO 价格波动较大

6 图7:DMC 及原料价格走势.7 图8:国内 PC 供给缺口较大.8 图9:国内 PC 行业发展快速.8 图10:国内涂料:油漆产量逐年增长.9 图11:国内涂料行业持续投资.9 表目录表1:DMC 的生产工艺优缺点比较.4 表2:国外主要 DMC 生产商产能.5 表3:目前国内主要 DMC 生产厂商装置情况

5 表4:目前 PO 生产厂商装置情况

6 表5:国内 PC 新增产能情况.8 表6:全球锂离子电池需求 DMC 测算.10 表7:DMC 衍生物产品及其下游应用

10 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分

1 1 碳酸二甲酯环保无毒,溶解性优异,近年来行业快速发 展1.1 DMC 性能及应用简介 碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,简称 DMC) ,常温时是一种无色透明、略有气味、 微甜的液体,难溶于水,但可以和醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶.DMC 毒性很低,

1992 年就被欧洲列为无毒产品,是一种符合现代 清洁工艺 要求的环保型化工原料,因此DMC 的合成技术受到了国内外化工界的广泛重视,我国化工部在 八五 和 九五 期 间将其列为重点项目. DMC 是一种重要的有机化工中间体,由于分子结构中含有羰基、甲基、甲氧基和羰基 甲氧基,因此可广泛应用于羰基化、甲基化、甲氧基化和羰基甲氧基化等有机合成反应. DMC 的优良性质和特殊分子结构决定了其广泛的用途: (1)代替光气作羰基化剂 光气虽然反应活性较高,但是它的剧毒和高腐蚀性副产物使其面临巨大的环保压力,因 此将会逐渐被淘汰;

而DMC 具有类似的亲核反应中心,当DMC 的羰基受到亲核进攻时, 酰氧键断裂,形成羰基化合物,副产物为甲醇,因此 DMC 可以代替光气成为一种安全的反 应试剂合成碳酸衍生物,如氨基甲酸酯农药、聚碳酸酯(PC) 、异氰酸酯(MDI、TDI 等) , 其中 PC 未来将是 DMC 需求量最大的领域. (2)代替硫酸二甲酯(DMS)作甲基化剂 由于与光气类似,DMS 也有很大的毒性,副产物硫酸污染较大.而DMC 的甲基碳收到 亲核进攻时,其烷氧键断裂,生产甲基化产物,效果与 DMS 类似但反应收率更高、工艺更 简单.主要用途包括合成有机中间体、医药产品、农药产品等. (3)低毒优良溶剂 DMC 具有优良的溶解性,其熔沸点范围窄(4~93℃) ,表面张力大,粘度低,同时具有 较高的蒸发温度和较快的蒸发速度,因此可以作为低毒溶剂用于涂料工业和医药行业.DMC 不仅毒性小,还具有闪点高、蒸汽压低和空气中爆炸下限高等特点,因此是集清洁性和安全 性于一身的绿色溶剂. (4)潜在的汽油添加剂 DMC 具有高氧含量 (分子中氧含量高达 53%) 、 优良的提高辛烷值作用 ( (R+M) /2=105) 、 无相分离、低毒和快速生物降解性等性质,使汽油达到同等氧含量时使用的 DMC 的量比甲 基叔丁基醚(MTBE)少4.5 倍,从而降低了汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排 放总量,此外还克服了常用汽油添加剂易溶于水、污染地下水源的缺点,因此 DMC 将成为 替代 MTBE 的最有潜力的汽油添加剂之一. 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分

2 1.2 DMC 的四种主要生产工艺 到目前为止,DMC 合成技术以光气法、甲醇羰基化氧化法、酯交换法和尿素醇解法为 主,同时也有部分处于研发及小试阶段的生产方法.现在国外有代表性的先进 DMC 生产技 术有: 意大利 ENI 公司的液相氧化羰基化法、 日本宇部兴产公司的低压气相法和美国 Texaco 公司酯交换法. (1)光气化法

1918 年Hood Murdock 成功用光气和甲醇反应生成氯甲酸甲酯,再与甲醇反应合成 DMC.该技术是 DMC 早期工业生产的主要方法,是由光气与甲醇反应生成氯甲酸甲酯,氯 甲酸甲酯再与甲醇反应生成碳酸二甲酯产品.反应过程如下: 图1:光气化法生产 DMC 反应方程式 数据来源:CNKI、西南证券整理 光气甲醇法生产 DMC,工艺成熟,收率高.但由于使用剧毒的光气作为原料,污染环 境严重、生产安全性差.同时副产物氯化氢对管道和设备腐蚀严重,而且工艺复杂、操作周 期长.虽然该工艺进行了研究和改进,但由于工艺本身的固有缺陷,尤其在环境保护法规日 趋严厉的当今时代,属于淘汰型工艺,发达国家已禁止用该法生产,国内也不再审批光气化 新建项目,原有项目也在逐步淘汰. (2)甲醇氧化羰基化法 该技术以甲醇、CO 和O2 为原料,原料价廉易得,理论上甲醇全部转化为 DMC,无其 他有机物生成,主要有液相、气相和常压非均相法三种.该法投资少、成本低且符合环保要 求,是重点研究、开发的技术路线. 其中液相法技术由意大利 Ugo Romano 等人在长期研究羰基化基础上于

1979 年开发成 功.1983 年,由意大利 Enichem Synthesis 公司首先实现工业化,初始装置规模

5000 吨/ 年,1988 年扩产到

8000 吨/年,199 年进一步扩大到

12000 吨/年.除意大利埃尼公司外, 世界上其他几大化学公司如 ICI、Texaco 和Dow 化学公司等也在竞相开发此技术.我国化 工部西南化工研究院在上世纪

80 年代中期也进行了液相法甲醇氧化羰基化技术的开发,并 取得阶段性成果. 液相工艺以氧化亚铜为催化剂,甲醇既为反应物又为溶剂,在淤浆反应器中反应,反应 温度 100℃~130℃、压力 2.0~3.0MPa,甲醇、氧气和氯化亚铜反应生成甲氧基氯化亚铜, 再与一氧化碳反应生成碳酸二甲酯(DMC).其反应式如下: 化工行业专题报告 请务必阅读正文后的重要声明部分

3 图2:甲醇氧化羰基化法生产 DMC 反应方程式 数据来源:CNKI、西南证券整理 该法在反应过程中氧浓度始终保持在爆炸极限以下, 但催化剂寿命短, 腐蚀性强. 另外, 在产品分离方面也存在一定的问题. 甲醇气相氧化羰基化法由美国 DOW 化学公司于 1........