乙烯产业链概述：乙烯专题报告

乙烯专题报告 2025年12月31日 乙烯产业链概述 国联期货研究所 摘要 乙烯是化学工业中规模最大、地位最核心的基础有机原料，被誉为“石化工业之母”，其产能规模、工艺路线和下游结构，往往直接反映一个国家石化工业的发展水平。 研究所交易咨询业务资格编号证监许可[2011]1773号 分析师： 乙烯生产原料主要包括石脑油、轻烃（乙烷、丙烷、丁烷）、液化石油气（LPG）以及重油等。当前乙烯生产工艺以蒸汽裂解为绝对主流，根据原料不同可分为三类：一是石脑油蒸汽裂解，副产丙烯、丁二烯和芳烃，是亚洲和欧洲的传统路线；二是乙烷/轻烃蒸汽裂解，以乙烷为主，乙烯收率高、副产少，主要集中在北美和中东等廉价天然气资源丰富地区；三是重油或减压渣油裂解，工艺复杂、能耗高，当前占比持续下降。此外，煤化工体系中通过MTO/CTO路线也可间接制得乙烯，但整体仍属于补充性路径。 王军龙从业资格证号：F03120816投资咨询号：Z0022960 相关研究报告： 乙烯下游应用极为广泛，需求高度集中，主要包括聚乙烯（PE）、乙二醇（EG）、苯乙烯、氯乙烯（PVC）等几大板块，合计占乙烯消费量的80%以上。其中，PE是最大的单一消费领域，广泛应用于包装、管材、薄膜等；EG主要用于聚酯产业链；苯乙烯和PVC则分别对应塑料和建材领域。此外，乙烯还少量用于生产乙醇胺、乙醛、α-烯烃等精细化学品。总体来看，乙烯下游以大宗化工品和材料需求为主，消费刚性强、规模大，与房地产、制造业和外贸周期高度相关，对宏观经济和产业景气度敏感。 目录 一、乙烯基础知识..........................................................................-4-1.1定义..............................................................................-4-1.2理化性质..........................................................................-4-1.3存储与运输........................................................................-6-二、乙烯产业链............................................................................-8-2.1生产工艺..........................................................................-8-2.2全球乙烯生产工艺格局与特点.......................................................-10-2.3下游需求.........................................................................-12- 图表目录 图1：乙烯结构式..........................................................................-4-图2：乙烯球棍模型........................................................................-4-图3：低温液态乙烯储罐....................................................................-7-图4：2025年全球乙烯工艺占比（%）........................................................-10-图5：全球乙烯工艺（%）..................................................................-10-图6：北美乙烯生产过程中各类原料的消耗量（吨）...........................................-11-图7：中东乙烯生产过程中各类原料的消耗量（吨）...........................................-11-图8：西欧乙烯生产过程中各类原料的消耗量（吨）...........................................-11-图9：东北亚乙烯生产过程中各类原料的消耗量（吨）.........................................-11-图10：中国乙烯生产工艺（%）.............................................................-12-图11：中国乙烯下游需求占比（%）.........................................................-12-图12：苯乙烯工艺占比（%）...............................................................-14-图13：苯乙烯消费结构（%）...............................................................-14-图14：乙二醇工艺占比（%）...............................................................-14-图15：乙二醇消费结构（%）...............................................................-14-图16：环氧乙烷工艺占比（%）.............................................................-15-图17：环氧乙烷消费结构（%）.............................................................-15-图18：PVC工艺占比（%）..................................................................-16-图19：PVC消费结构（%）..................................................................-16-图20：EVA消费结构（%）..................................................................-16- 表1：不同裂解原料的产品分布质量分数（%）....................................................................................................-10-表2：聚乙烯下游需求结构（%）............................................................................................................................-13- 一、乙烯基础知识 1.1定义 乙烯（Ethylene）是最简单的烯烃，分子式为C2H4，结构简式为CH2=CH2。它是由两个C原子通过C=C双键连接，每个碳原子再分别与两个氢原子结合形成的不饱和烃，C=C双键是其化学性质活泼的核心结构。乙烯是重要的化工原料，也是植物体内天然存在的一种催熟激素。 数据来源：国联期货研究所、公开资料 1.2理化性质 1.2.1物理性质 乙烯的物理性质与其分子结构、分子间作用力密切相关，具体参数和特性如下： a外观与气味 常温常压下为无色、稍有甜味的气体；浓度较高时，对呼吸道有轻微刺激性。 b熔点与沸点 熔点极低，为-169.2℃；沸点为-103.7℃，临界温度为9.2℃，临界压力为5.04MPa。这意味着乙烯在常温下只能以气态存在，需在高压或低温条件下才能液化。 c密度 标准状况下（0℃，101.325 kPa），气体密度约为1.26 g/L，比空气略轻（空气密度约1.29g/L），因此乙烯泄漏后易在空气中扩散。 液态乙烯的密度约为0.566g/cm³（-104℃时）。 d溶解性 乙烯难溶于水，20℃时，在水中的溶解度仅为25.6mg/L；易溶于有机溶剂，如乙醇、乙醚、丙酮、苯等。 e挥发性与易燃性 具有极强的挥发性，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限为2.7%-36.0%（体积分数），遇明火、高热极易发生爆炸。 1.2.2化学性质 乙烯分子中的C=C双键由1个σ键和1个π键组成，π键键能较低、不稳定，容易断裂发生反应，因此化学性质活泼，主要表现为加成反应、氧化反应、聚合反应等。 a加成反应 双键中的π键断裂，两个碳原子分别与其他原子或原子团结合，生成饱和化合物，这是烯烃的典型反应。 与氢气加成：在催化剂（如镍、钯）和加热加压条件下，乙烯与氢气加成生成乙烷，该反应称为氢化反应，常用于有机合成中还原不饱和键。 与水加成：在高温、高压和催化剂（如磷酸）作用下，乙烯与水加成生成乙醇，该反应是工业上制备乙醇的重要方法，称为乙烯水化法。 b氧化反应 乙烯可发生两种类型的氧化反应：完全氧化（燃烧）和不完全氧化（被强氧化剂氧化）。 完全氧化：乙烯在空气中充分燃烧，生成二氧化碳和水，火焰明亮且伴有黑烟，原因是其含碳量较高，燃烧不充分会产生炭黑颗粒。该反应放出大量热量，可用作燃料。 被酸性高锰酸钾氧化：乙烯通入酸性高锰酸钾（KMnO4）溶液中，C=C被氧化断裂，乙烯被氧化为二氧化碳，而酸性高锰酸钾中的高锰酸根离子（MnO4-）被还原为无色的锰离子（Mn2+），导致溶液紫红色褪去。 5CH2=CH2+12KMnO4+18H2SO4→10CO2+12MnSO4+6K2SO4+28H2O c聚合反应 在一定温度、压力和催化剂作用下，乙烯分子间的双键打开，相互连接形成高分子化合物--聚乙烯，该反应为加聚反应，是工业上生产聚乙烯塑料的核心反应。 1.3存储与运输 乙烯化学活性较高，在高温、明火、电火花或强氧化剂存在的条件下极易发生燃烧甚至爆炸。此外，乙烯在空气中的爆炸极限范围较宽，一旦泄漏易迅速扩散并与空气形成爆炸性混合物。乙烯在运输与储存过程中必须以“防泄漏、防火、防爆、防聚合”为核心原则，采用专门的工艺条件和设备体系。 1.3.1存储 a低温液态储存 低温液态储存是乙烯最常用、最安全、最经济的储存方式之一，尤其适用于大型石化装置和港口基地。乙烯在低于其沸点的条件下可转变为液态，体积大幅缩小，便于集中储存。 在实际工程中，乙烯通常储存在−104℃左右的低温条件下，采用双层或全容式低温储罐。储罐内罐多使用镍钢或铝合金材料制造，以保证在超低温环境下仍具有良好的韧性和抗脆裂性能；外罐则主要起到结构支撑和防护作用。储罐与外界之间设置厚层绝热材料，以降低冷量损失和蒸发速率。 b加压气态储存 在中小规模或短期调峰条件下，乙烯也可采用加压气态方式储存。通过提高压力，使乙烯在常温下以高压气体形式存在，通常使用钢制压力容器或球罐。 该方式储存压力较高，对容器强度、焊接质量及定期检测要求严格。同时，加压气态储存的单位体积储量较小，能效和安全性相对低温液态储存略差，因此多用于应急、周转或下游用量较小的场景。 1.3.2运输 a管道运输 管道运输是大型乙烯装置及化工园