塑料可能是我们每个人从小到大都会接触到的东西，从塑料袋、奶瓶、饮料瓶、饭盒、保鲜膜、农膜、家具、电器、3D打印，甚至火箭导弹。
在期货市场，线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯也是产业链中人们关注的品种。
本期，从产业链、具体应用、供需、价格影响因素、重点企业等方面解读聚乙烯。是研究塑料和化工产业链的必要资料。
塑料有多重要？
塑料——以树脂为主要成分，配以或不配以其他材料，在加热和压制条件下为塑料的高分子材料。它是世界三大有机高分子材料之一。塑料的英文名是plastic，俗称塑料。
塑料的基本原料是低分子碳和氢化合物，它们是由石油、天然气或煤热解提取合成的人造树脂。
根据塑料的应用分类，可分为普通塑料和工程塑料。
通用塑料:产量大，价格低，性能一般。
图1
工程塑料:综合性能优异，可用作结构材料。。
图2
聚乙烯是应用最广泛的合成树脂，具有优异的加工性能和使用性能，其生产能力长期位居所有塑料品种之首。聚乙烯树脂主要包括低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和中密度聚乙烯。
聚乙烯在国内应用广泛，薄膜是其最大用户，消耗低密度聚乙烯约77%，高密度聚乙烯约18%。此外，注塑制品、电线电缆、中空制品等。都在其消费结构中占有很大比重。聚乙烯的消费量在五大通用树脂中排名第一。
聚乙烯可以吹塑制成各种瓶、罐、工业罐、桶等容器；注塑制造各种锅、桶、筐、篮等日用容器、日用杂品和家具；挤出成型用于制造各种管、束、纤维、单丝等。此外，它还可用于制造电线电缆和合成纸的覆盖材料。
在众多应用中，聚乙烯的两个主要消费领域是管材和薄膜。随着城市建设、农膜以及食品、纺织、工业产品的各种包装行业的发展，这两个领域的发展越来越广泛。
未来，聚乙烯树脂的应用领域仍将集中在包装、农业、建筑、电线电缆等方面。其中，薄膜仍是聚乙烯的最大用途。
02塑料产业链结构
世界上58%的乙烯用于生产聚乙烯，中国的比例约为67%。聚乙烯生产装置基本为一体化装置，以石脑油和乙烷气为来源，国内90%以上的生产装置采用石脑油工艺生产。
图3
图4
产业链图
生产过程
03塑料成本和利润图表
图5
注:目前低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的成本计算没有准确的计算公式。考虑到原料组成和生产设备的差异，总体成本为LDPE >HDPE >LLDPE，LLDPE略低于HDPE，LDPE的成功率较高。
04如何计算成本？
石脑油工艺
LLDPE生产成本=石脑油CFR日本中央价格*中国银行外汇买入价*1.35*+1300
高密度聚乙烯生产成本=石脑油中心价格CFR日本*中国银行美元买入价*1.35*+1450
低密度聚乙烯生产成本=石脑油CFR日本中间价*中国银行外汇买入价美元*1.35*+1800
乙烷气体法
乙烷气制乙烯成本约为石脑油的1/3，聚合成本相同
甲醇法
LLDPE生产成本=甲醇价格*3+1300
05塑料下游需求:农用薄膜生产的季节性分类
春季地膜:12-1月是春季地膜生产的开始时间，2-3月进入生产旺季，随后是3月中旬至五一，是春季地膜销售的旺季。
棚膜生产:每年6-7月开始，8月以后从山东省开始，棚膜销售逐渐进入旺季，经销商加大采购，9、10月棚膜生产也达到旺季。棚膜的制作一般持续到春节。
大蒜地膜:8月中旬至9月中旬开始生产，持续一个月左右。目前全国大蒜地膜需求量约3万吨。
今年5月，大多数农膜制造商停止生产，并对机器进行了大修。
中国聚乙烯供应现状
图6
随着近年来我国聚乙烯工业的不断发展，截至目前，该厂年生产能力已达1390万吨。“十二五”期间，成都炼化、中科炼化、山西焦化仍在投产。到“十二五”末，聚乙烯产能将达到1800万吨。
国内各大厂商已经形成了中石油、中石化和合资企业三足鼎立的局面。中石化产能382万吨，占比27.48%，中石油产能514万吨，占比36.98%，合资公司产能494万吨，占比35.54%。2013年我国聚乙烯产量为1030万吨，表观消费量为1790万吨。仍有700多万吨的缺口。
不得不依赖进口，因此进口材料凭借其相对较高的性能和成本优势占据了中国聚乙烯市场的重要比例。
但随着国内产能的扩大，聚乙烯原料对外依存度逐渐降低，目前维持在44%左右。并且随着“十二五”期间烯烃原料的多样化，我国的自给率将会大大提高。
07“十二五”期间国内聚乙烯生产
图7
上表是2014-2015年新增产能统计表，因为投产机组太多，这里截取了一部分。截至2014年，国内聚乙烯产能已达到1390万吨，预计到2015年底将达到1800万吨。我国通用材料产能过剩问题较为突出。虽然“十二五”规划提出了烯烃原料的多元化，制定了煤制烯烃和页岩气的发展规划，但仔细分析仍无法改变石脑油制烯烃的传统地位，但将对改变中国能源结构起到重要作用。
国内聚乙烯下游产业发展分析
近年来，我国聚乙烯产品消费总体结构变化不大，排名前三的仍是塑料管件、塑料薄膜和塑料钢丝绳产品。
首先，从塑料薄膜来看，由于多用于终端消费和运输，其需求的增长与国内整体经济形势的发展有很大关系，基本保持着略高于国内GDP的增长，且增长势头稳定，存在需求刚性。
从塑料薄膜产量统计来看，2005年以来以10.31%的平均速度增长，这也印证了塑料薄膜的稳步增长。
聚乙烯的另一个重要消费领域是塑料管，随着我国城市化进程的加快和市政管道建设项目的增加，其产量也在不断增加。
未来几年，城市给排水、燃气管道、城市地下电力、通信护套管道等市政塑料管道仍将成为近年来的发展重点。
如何分析塑料行业的基本面
图8
需求分析-
解释变量:
1.塑料薄膜产量
2.塑料薄膜企业开工率
3.LLDPE出口量
预期变量:
1.替代低密度聚乙烯的价格差异
2.塑料薄膜生产率的变化
3.塑料薄膜企业的新订单、原材料库存和成品库存
4.交易员对市场前景的预期
5.塑料薄膜企业对市场前景的期待
供应分析—
解释变量:
1.LLDPE产量、设备维护和设备运转率
2.LLDPE进口
3.LLDPE制造商、贸易商、社会仓库和交易所的库存
预期变量:
1.LLDPE产能变化
2.原油、石脑油、乙烷气、甲醇价格，LLDPE、石化、高密度聚乙烯利润
3.内外市场现货价差，内外市场现货价差，当前价差。
4.生产技术的进步
5.生产企业的市场前景
供需平衡预测-
国内生产预测:预测产能和开工率。国内进口量预测:根据国内外价格差异和进口季节性变化，
内需预测:根据年度需求比例和季节调整
每月根据上述预测结果，判断供需关系的后续变化，并跟踪库存的变化，与之前的预测进行比较
聚乙烯价格的影响因素之一:上游原材料价格波动
1.原油-石脑油-乙烯-聚乙烯
线性聚乙烯是聚乙烯的一种。从生产过程可以看出，原油、石脑油和乙烯是其上游原料，它们的价格波动将直接影响包括LLDPE在内的PE的价格变化。
上游原材料价格的涨跌对PE市场既有短期影响，也有长期影响。短期影响在于上游原材料价格波动对交易者的心理影响，经销商作为“蓄水池”的角色使得多看或空的心理变化与原材料价格变化密切相关。
比如油价或单体的持续暴涨，可能会刺激经销商的炒作，导致成交量沉重，推高聚乙烯价格。
作为LLDPE的上游原材料，原油、石脑油和单体的价格变动必然会引起LLDPE的价格波动，这是一种成本驱动的长期影响。
2.原油
我们目前看到的油价是一种期货价格，聚乙烯的生产加工有一定的周期。因此原油的涨跌不会对当日PE现货产生成本影响，其产生的成本驱动会有一定的延迟。
3.挥发油
对于PE来说，石脑油对成本影响最大，原油影响不大。目前大部分聚乙烯装置都是一体化装置，即这些装置采购石脑油代替乙烯单体。
4.乙烯单体
图9
这就是中国聚乙烯生产成本的构成。原材料占成本因素的87%以上。
在聚烯烃的生产成本中，其他因素相对稳定，因此可以说单体价格的变化是影响聚烯烃成本的最重要因素。
一般乙烯加工成聚乙烯的成本为120-150美元/吨。但如前所述，大部分PE装置都是一体化装置，因此乙烯单体对聚乙烯价格的影响没有石脑油那么直接。
11.聚乙烯价格的第二个影响因素:供需
1、供给侧
国内石化工业
国内对LLDPE价格的影响主要在于石化库存、设备检修与切换、石化结算与评估政策。
具体来说，石化库存是社会总资源的一部分，与国内石化定价措施直接相关。因此，石化库存水平是LLDPE价格的晴雨表。一般来说，国内石化产品都有自己的设计储存能力。当库存水平超过正常库存时，国内石化可能因销售压力而采取降价措施促进销售。相反，当销售平稳，库存较低时，也意味着石化有向上推的潜力。
设备的大修和切换会导致某一等级或品牌的原有供应量急剧下降或激增，从而打破原有的供需平衡，引起LLDPE价格波动。
此外，石化行业的评估政策也会对LLDPE的价格产生一定的影响。比如中石化的月末暂停销售结算和中石油的月度买断，一方面在供应方面，另一方面在定价方面都会对现货价格产生影响。
进口供应
进口供应对国内LLDPE市场价格的影响主要体现在数量和价格两个方面，数量的影响更为重要。在正常情况下，外国供应商会向中国大陆市场销售相对固定的数量。因此，供给的突然变化会对国内市场的供需平衡产生影响。比如在国内供需相对稳定的情况下，进口额连续几个月大幅萎缩或增长，必然导致原有的供需平衡遭到破坏。在寻求新平衡的过程中，现货价格会出现明显的涨跌。
供应的变化与其设备的大修和开工率密切相关，此外，还与供应商的国内需求和东南亚、中东等周边国家的市场状况密切相关。
从长远来看，供应商在中国的销量也与其企业战略有关，如扩张计划和销售模式。
2.需要面
实际需求
所谓实际需求是指下游工厂的生产需求，主要涉及三个方面。
首先，现有库存对采购时机的影响。下游工厂的库存也是社会总资源的一部分，直接影响工厂的采购时间，是原材料市场交易中不可忽视的因素。
第二，下游工厂的生产条件对开工率的影响与需求直接相关。一方面主要体现在夏季停电，导致开工率不足。
第三个方面与下游工厂产品的销售有关:1。产品销售淡季——例如，LLDPE在中国市场的主要用途之一是农用薄膜。一般春节前后和7-9月是其两个生产季节，分别以地膜和棚膜生产为主。对LLDPE有强烈的需求；2.产品销售价格的涨跌影响工厂采购的成本控制——如农膜是利润率较低的下游产品，其产品销售不佳或价格下跌会直接影响工厂采购原材料的成本控制，从而影响交易量；3.各种交易会的召开对下游工厂的订单产生影响，促进需求增长。
投机性需求
所谓投机性需求，是指交易者行为引起的需求变化，如集中备货或抛售等。涉及的主要方面包括贸易商的库存、供应成本、资金状况和心态。
库存——除了石化库存和下游库存，贸易商库存是社会资源的另一个主要组成部分。贸易商库存代表“蓄水池”的容量，库存水平高意味着市场流通不畅，涨价乏力，呈现疲软迹象；库存较低的同时，意味着市场成交量可以接受，有上升势头。
财务状况——如果交易者面临支付外汇的压力，他们往往会低价卖出商品以回笼资金，这将导致市场出现一些超低报价，在市场趋势不确定时，会动摇人们的人气。但总的来说，这种情况对价格的影响有限。
心态——这意味着交易者对后市的预期直接关系到是在备货还是开仓，对短期成交量的影响更为明显，从而引导价格走势。
12聚乙烯价格的第三个影响因素:宏观政策法规
1.进口税
由于线性主要用途之一在于生产农膜等农产品，2005年中国LLDPE进口关税降至6.5%，远低于低密度聚乙烯和高密度聚乙烯，刺激了当时LLDPE的进口贸易。2005年LLDPE的进口总量比2004年增长了近50%，尤其是北方港口。
2.出口退税
中华人民共和国国家税务总局公告2007年第90号，自7月1日起，塑料及其下游产品出口退税率下调至5%。
技术数据:世界11种主要聚乙烯生产技术
目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，其中拥有低密度聚乙烯技术的有7家，拥有LLDPE和全密度技术的有10家，拥有高密度聚乙烯技术的有12家。
从技术发展情况来看，高压法生产低密度聚乙烯是聚乙烯树脂生产中最成熟的方法，釜式法和管式法都比较成熟，目前这两种生产技术并存。
管材生产技术在发达国家得到广泛应用。此外，国外公司一般采用低温高活性催化剂引发聚合体系，可以降低反应温度和压力。
高压法生产低密度聚乙烯将向规模化、管状生产发展。钛和复合催化剂主要用于低压法生产高密度聚乙烯和LLDPE。齐格勒钛催化剂主要用于欧洲和日本，而复合催化剂主要用于美国。
目前，世界上主要使用的聚乙烯生产技术有11种，简要介绍如下:
巴塞尔气相斯皮林工艺
线性聚乙烯可以从密度很低的聚乙烯生产到LLDPE，也可以生产高密度聚乙烯。采用齐格勒-纳塔钛基催化剂和斯皮林气相法。在轻质惰性烃存在下，催化剂和进料首先进行本体预聚合，本体聚合在温和条件下进行。
料浆进入第一个气相反应器，经循环气环冷器冷却后，进入两个气相反应器。产品密度从ULDPE到高密度聚乙烯，熔体流动速率从0.01到100。使用两个气相反应器，因此可以生产双峰和特殊聚合物。
自1992年Spherilene工艺投入市场以来，已具备180万吨/年的生产能力。六个生产单元已经投入运行，另外两个正在建设中。单线产能可达10万吨/年至30万吨/年。
目前，中国还没有这种技术的生产设施。
北欧化工公司北兴工艺
北兴聚乙烯工艺可生产双峰和单峰LLDPE、MDPE和高密度聚乙烯。采用串联回路和气相低压反应器。聚乙烯的密度为918-970千克/立方米，熔融指数为0.1-100。采用Z-N催化剂或SSC催化剂。
将催化剂和丙烷稀释剂混合到紧凑的预聚合反应器中，并同时加入助催化剂、乙烯、共聚单体和氢气。预聚合的淤浆进入第二个较大的淤浆环流反应器，并在超临界条件下操作。它可以生产双峰产品。
闪蒸出的聚合物被进一步送入流化床气相反应器，无需添加新的催化剂即可得到均聚物。气相反应的操作条件为75-100℃和2.0兆帕。1995年第一个工业工厂在芬兰投产，2001年下半年在阿布扎比建成的两条生产线投产。
第五套25万吨/年装置也在中国上海石化建成，成为中国最大的PE装置。该工艺最大设计产能可达30万吨/年。
英国石油公司气相法创新工艺
LLDPE和高密度聚乙烯产品可以用钛基、铬基或茂金属催化剂生产。铬催化剂可以生产宽分子量分布的产品，而齐格勒-纳塔催化剂可以生产窄分子量分布的产品。该床反应器的操作条件温和，在75-100℃和2.0兆帕
丁烯或己烯可以用作共聚单体。30套生产线已投入运营、设计或建设。产能在5万至35万吨/年之间。
Technip与英国石油公司合作，在欧洲、前苏联、南美、中国和马来西亚引进英国石油公司生产的聚乙烯Innovene工艺。英国石油公司的Innovene PE产能现已超过800万吨/年，包括伊朗班达伊曼、苏格兰格兰吉穆斯、印度尼西亚梅拉克和马来西亚克尔提赫的PE装置。
中国独山子石化公司HDPE高密度聚乙烯装置的二次扩建也采用了Innovene工艺，从12万吨/年扩建至20万吨/年。赛科新建60万吨聚乙烯将采用该技术。
埃克森美孚的管式和釜式反应工艺
采用高压自由基法制备了低密度聚乙烯均聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物。采用大型管式反应器和搅拌釜式反应器。管式反应器的操作压力高达300兆帕，而釜式反应器的操作压力低于200兆帕。
高压工艺的优点是停留时间缩短，同一反应器可以从生产均聚物切换到生产共聚物。均聚物聚合物密度为912-935 kg/m3，熔融指数为0.2-150。乙酸乙烯酯含量可高达30%。
每吨聚合物生产的物耗和能耗分别为1.008吨乙烯、800千瓦时电力、0.35吨蒸汽和5立方米氮气。23套高压反应器已投产，产能170万吨/年。
均聚物和各种共聚物的生产。目前，燕山新建20万吨/年低密度聚乙烯装置采用公司管式工艺。
三井化工公司低压淤浆法CX工艺
CX法低压淤浆法可生产高密度聚乙烯和MDPE。可以生产具有双峰分子量分布的产品。乙烯、氢气、共聚单体和超高活性催化剂进入反应器，在淤浆状态下进行聚合反应。聚合物性能自动控制系统可有效控制产品质量，超高活性催化剂无需从产品中去除。
从淤浆中分离出的90%的溶剂可以不经任何处理直接循环到反应器中。它可以生产分子量分布窄或宽的产品，密度为930-970千克/立方米，熔融指数为0.01-50。每吨产品的物耗和能耗为:乙烯和共聚单体1010公斤，电305千瓦时，蒸汽340公斤，冷却水190吨，氮气30立方米。
已投产或在建生产线35条，总产能360万吨/年。目前大庆22万吨，扬子、燕山14万吨，兰州7万吨。
雪佛龙-菲利普斯双环流反应器的LPE过程
菲利普斯石油公司LPE法生产线性聚乙烯。聚合在环管反应器和异丁烷淤浆中用非常高活性的催化剂进行。产品的熔融指数和分子量分布可以通过催化剂、操作条件和氢气来控制。
共聚单体可以是丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等。高活性催化剂使得不需要去除催化剂，聚合过程中不产生石蜡或其他副产物，大大减少了对环境的短时污染。乙烯、异丁烷、共聚单体和催化剂连续进入环管反应器，在低于100℃和约4.0兆帕的温度下反应，停留时间约1小时。
乙烯单程转化率超过97%。每吨产品的物耗和能耗为:乙烯1.007吨，催化剂和化学品2~10美元，电350千瓦时，蒸汽0.25吨，冷却水185吨，氮气30立方米。已投产建设生产线82条，占世界PE产能的34%。
该技术在上海金飞公司13.5万吨装置中得到应用。该技术也可用于茂名新建的35万吨/年新装置。
单价技术公司低压气相法Unipol工艺
HDPE高密度聚乙烯是由Unipol聚乙烯工艺在低压和气压下生产的。采用浆态催化剂和气相流化床反应器。对于常规催化剂和茂金属催化剂，不需要催化剂去除步骤。投资和运行成本低，环境污染小。
乙烯、共聚单体和催化剂进入流化床反应器，操作条件约为100℃和2.5兆帕，产品密度为915-970千克/立方米，熔融指数为0.1-200。窄或宽的分子量分布可以根据催化剂类型进行调节。89条生产线已投产或在建。
单线产能可达4-45万吨/年。目前国内使用该技术的设备很多，主要有茂名、吉化、扬子、天津、中原、广州、大庆、齐鲁等。
Stamicarbon公司的紧凑工艺
该工艺采用先进的Z-N催化剂，采用COMPACT Solution技术生产密度为900-970 kg/m3的聚乙烯。采用搅拌釜式反应器，聚合温度为200℃。氢被用来控制聚合物的分子量。不需要去除催化剂。
每吨产品的物耗和能耗为:乙烯和共聚单体1.016吨，电力500千瓦时，蒸汽400公斤，冷却水230立方米，低压蒸汽330公斤。5套装置已投产，总产能65万吨/年。
巴塞尔聚烯烃公司的Hostalen工艺
在搅拌釜中采用霍斯特林法生产高密度聚乙烯。两个并联或串联的反应器用于淤浆聚合。每吨产品的物耗和能耗为:乙烯和共聚单体1.015 t，蒸汽400 kg，电350 kwh，冷却水165 m3。
运营或设计中的生产线31条，产能近340万吨/年。目前国内采用该技术的装置是廖化公司，产能只有4万吨。
目前该技术最大单线产能可达35万吨/年，可生产包括双峰在内的几乎所有产品，其中其薄膜、介质空和管材产品享誉全球。
埃尼化学公司的高压工艺
低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯是在高压下通过高压釜或管式工艺生产的。低密度聚乙烯的密度为918-935千克/立方米，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的VAM含量为3%-40%。
运营或设计中的生产线有24条，单线产能可达20万吨/年。目前这种装置的投资成本和能耗都比较高，新建装置一般不采用这种技术。
Stamicarbon公司高压工艺
高压管式反应器生产低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物。每吨产量的物耗和能耗为:乙烯1.005吨，电800千瓦时，高压蒸汽230公斤，冷却水120立方米，低压蒸汽650公斤。自1996年以来，已有多套单线产能15-30万吨/年的装置投入运行，总产能超过180万吨/年。
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