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美国汽油燃爆中国PTA的背后
国际妇女节前后形成的价格高点是近期油系能化产品价格波动的参照系，然而在下游纺织服装需求难有惊喜的背景下，PTA价格却率先突破这一前期高点，并于端午节后跳空高开，三日连涨，如下图所示，背后的最主要因素却与美国的汽油市场相关，共同的原料争夺让大洋两岸的不同市场产生了时空共振。
不过，其中的技术原理并不简单，在燃油车逐渐淡出历史舞台的历史大背景下，汽油的来龙去脉将继续深刻地对能化产业链产生扰动，有鉴于此，我们希望借此机会梳理背后的逻辑，从而为后续的交易机会做好准备。从化学组成上来说，汽油由C4到C12范围的碳氢化合物组成，是烷烃、烯烃和环烷烃的混合物。通常来说，汽油的抗暴性能是人们最为关注的焦点，如果发动机气缸中的燃料出现爆震现象，不仅会降低效率，还会损坏发动机。在加油站，不同型号的汽油通常都是通过不同的辛烷值进行识别，并且价格不同。辛烷值是衡量燃料抗爆震能力的指标；美国大多数零售加油站提供三种辛烷值的汽油：87（Regular）、89（Midgrade）和91-93（Premium）。辛烷值越高，汽油混合物的抗爆性就越强。使用更高辛烷值的汽油燃料可以实现更高的压缩比，提升发动机效率和性能。
从工艺上来说，汽油成品由直馏汽油和二次加工过程生成的高辛烷值汽油组分（催化裂化汽油、催化重整汽油、加氢裂化汽油等）调和而成。各个国家由于炼厂原料原油品质不同以及加工工艺发展阶段不同等历史与经济原因，各个组分在汽油调和中所占的比重并不相同。国内 FCC 装置较多，工艺较成熟，因此以 FCC 汽油为主。欧美方面，重整汽油所占的比例相对较大，如下图所示。
但是，仅通过炼厂环节出来的组分进行调和来生产合规、高性能的汽油，仍不具有足够的经济性，或者无法满足相关的环保要求，因此，还必须额外加入少量的添加剂来调整汽油的性能。调和汽油所需要的高辛烷值添加剂主要包括：四乙基铅TEL、混合芳烃BTEX、甲基叔丁基醚MTBE以及乙醇四大类。其中美国的汽油组分及添加剂的发展简史如下表所示。
事实上，如果我们把环保性能也看成是一种经济性的要求（环境资源），汽油成本的发展史实际上是一个技术与经济性不断博弈的历史。1921年，为通用汽车工作的汽车工程师托马斯 米基利（Midgley）发现四乙基铅（TEL）可以为汽油提供辛烷值，防止发动机爆震。通用为了掩盖这种添加剂中含有铅的成分，将这种抗爆震剂命名为“乙基”（Ethyl）。虽然在当时人们已经发现芳烃和醇类也是可以作为提供辛烷的添加剂，但四乙基铅因其较低的生产成本和较少的添加量而成为首选。添加乙醇需要加20-30%，而添加四乙基铅则仅需要很低的浓度就可以提高辛烷值。但铅是一种有毒金属，即使在低暴露水平下也会对人类健康有害。废除铅的使用是一个缓慢的过程，国会于1970年12月由尼克松总统签署通过了《清洁空气法案》，开始要求逐步减少所有等级汽油中的铅含量。但期间涉及多方团体的利益牵扯，直到1996年1月1日起美国禁止公路车辆使用含铅汽油，才算真正完成了对四乙基铅这一添加剂的废除。目前世界上大部分地区的汽油中已不含铅。
1979年，炼油厂将甲基叔丁基醚（MTBE）添加到汽油中以替代四乙基铅来起到提高燃料辛烷值的作用。作为1990年《空气清洁法案》修正案的一部分，联邦政府推出了新配方汽油（RFG）计划，该计划旨在降低汽油芳烃（如苯、甲苯、乙苯和二甲苯）的含量，并通过添加大量含氧化合物来提高汽油的含氧量。美国国会要求在新配方汽油中使用至少2%的含氧物以在提高内燃机的辛烷值的同时减少空气污染。通过添加11%的甲基叔丁基醚或5.7%的乙醇可以满足新配方汽油的要求。1990年代后期废除铅使用后，由于其易于运输且混合成本较低，美国开始使用甲基叔丁基醚代替铅。使用甲基叔丁基醚可以降低一氧化碳、臭氧、苯和氮氧化物的排放水平，提升空气质量，减少与接触苯相关的癌症风险。然而甲基叔丁基醚极易溶于水且不易降解，会改变饮用水的味道和气味且对人体有潜在致癌性。为了防止甲基叔丁基醚继续污染水资源，2000年美国环境署保护局宣布逐步淘汰甲基叔丁基醚以保护饮用水。2000到2005年间有17个州禁止或大幅限制在汽油中使用甲基叔丁基醚。
然后就是今天文章的主角，混合芳烃是一种无色透明液体，窄馏分重整芳烃抽提所得的芳烃混合物，其中含有苯、甲苯、二甲苯，含有 C5-C9 等低分子有机物，还有其他的杂质，如硫、苯、烯烃等。其特点为辛烷值高、RVP 低、苯含量高。RVP（Reid vapor pressure），即雷德蒸汽压，是汽油挥发度的一种表征方式。RVP 越高表示汽油蒸发的越快。冬季与夏季汽油的 RVP 要求不同，在夏季，由于温度较高，如果汽油的 RVP 高会使得汽油更易汽化，形成的气泡会进入输油管，使供油中断，形成气阻，因此夏季汽油会要求更低的 RVP。这一特性可能也是近期美国汽油商选择添加混合芳烃的原因之一。
从催化重整路径中可以看出，芳烃在调油需求与化工需求之间存在两层切换。重整油在调和汽油与芳烃抽提之间的切换。催化重整根据产品不同可以分为汽油型重整和芳烃型重整。汽油型重整不进行芳烃抽提，只分离出其中纯苯，将剩下的芳烃保留在重整汽油中；芳烃型重整会将其中 BTX（纯苯、甲苯、二甲苯）都分离出来，进行之后的化工生产。甲苯/二甲苯在调油需求和化工需求之间的切换。甲苯、二甲苯可以通过歧化、烷基转移、异构化工艺反
应生成 PX 和纯苯，也可作为调油组分添加至汽油中，如下图所示。
利润因素是芳烃在不同需求之间切换的重要考量。对于汽油型重整而言，一吨石脑油经过催化重整会产生0.754 吨92号汽油、0.092吨石脑油、0.087吨丙烷和0.067吨高硫燃料油；对于芳烃型重整而言，一吨石脑油经过催化重整、芳烃抽提以及后续甲苯歧化等反应，会产生0.044吨纯苯、0.071吨甲苯、0.115吨PX、0.298吨92号汽油、0.312吨石脑油、0.089吨丙烷和0.071吨高硫燃料油。近期美国汽柴油需求旺盛，汽柴油库存较低；汽油型重整的利润要明显好于芳烃型重整，如下图所示，也就意味着把芳烃拿去调油明显比用于生产PX更加划算。
近期美国芳烃价格的暴涨，体现了辛烷值价值的飙升，反映了美国目前高辛烷值调油料的供需紧张。主要原因仍在于俄罗斯油品出口受到影响，导致美国 FCC 原料供应紧缺，迫使美国转而寻求其他调油料。FCC 汽油是美国夏季汽油的主要构成，之前美国炼厂会进口部分俄罗斯生产的 VGO（减压蜡油）作为二次加工的原料，但现在由于原料的缺失导致美国 FCC 的开工会受到影响，在此情况下只能通过提高重整负荷来获得更多高辛烷值组分。但当前美国炼厂开工率已经接近极限，意味着重整负荷提升空间不大，使得美国向其他地区寻求更多的调油料供应。
一般情况下，美国甲苯存在供应缺口，主要从欧洲进口甲苯来满足调油的需求。但由于俄罗斯能源出口受到限制的问题，欧洲炼厂开工偏低，实际上能供应的重整调油料有限。而美国EPA新规也有利于芳烃对汽油的掺混。2021年开始实行的美国EPA新规对夏季汽油标准进行了调整，从2021年1月1日起，EPA取消了对重新配制的汽油中芳烃含量的测试要求，同时将RVP限制从夏季级规格的7.8psi 降低到7.4psi。考虑到甲苯和MX相比于FCC汽油有更低的 RVP，因此芳烃对夏季汽油的掺混变得更具有吸引力。
于是，美国汽柴油需求增加推动芳烃生产从歧化向调油转换。美国调油料紧缺造成了亚美芳烃价差大幅走扩。同时调油需求的增加对应了芳烃化工需求原料的减少，美国开始从其他市场补充PX。据ICIS 在5月10日的报道，在五月至少有 5万吨的PX出口到了北美市场。美国与亚洲的PX价差达到359美元，亚美跨区域套利窗口的打开，使得PX价格在五月呈现出强势上涨的局面，如下图所示。
从芳烃生产的经济性看，亚洲汽油重整的经济性已经大于芳烃重整的经济性，炼厂倾向于将芳烃用于调油而非生产PX。具体而言，二甲苯调油与异构化的价差已经拉开超过100元，二甲苯的调油利润相当可观。数据显示，亚洲甲苯调油价差已经达到23美元，一般认为该价差超过10美元以上，甲苯调油的经济性将更强。而国内PX供给的下降，导致PX价格的大幅上涨，成为PTA价格拉升的直接因素。
除了甲苯与二甲苯，近期，MTBE 作为调油需求较大的品种，内外价差也快速拉大；美国与亚洲的价差扩大至 476 美元，欧亚价差扩大至 480 美元，均达到近年的高点；调油产品内外盘普遍的高价差促使国内低估的化工产品开始出口平衡跨区套利；而这些正是本来毫无新意的传统化工市场突然爆出黑马的原因所在，如果考虑到近年的技术进步的因素，未来汽车行业与纺织行业发生时空共振的情况，今年应该不是第一次，也绝对不是最后一次，这就是本文如此颇费周折和笔墨的原因所在，而潜在的主角有可能是乙醇甚至白糖。
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发表于 2022-6-10 09:29
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