In den letzten Jahren hat die chinesische Chemieindustrie erhebliche technologische Fortschritte erzielt, was zu einer Diversifizierung der chemischen Produktionsmethoden und einer Differenzierung der Wettbewerbsfähigkeit auf dem Chemiemarkt geführt hat. Dieser Artikel befasst sich hauptsächlich mit den verschiedenen Herstellungsverfahren von Epoxidpropan.

Den Untersuchungen zufolge gibt es strenggenommen drei Herstellungsverfahren für Epoxidpropan: das Chlorhydrinverfahren, das Co-Oxidationsverfahren (Halcon-Verfahren) und das Wasserstoffperoxid-Direktoxidationsverfahren (HPPO). Derzeit sind das Chlorhydrinverfahren und das HPPO-Verfahren die gängigen Verfahren zur Herstellung von Epoxidpropan.

Das Chlorhydrinverfahren ist ein Verfahren zur Herstellung von Epoxidpropan aus Propylen und Chlorgas durch Prozesse wie Chlorhydrinierung, Verseifung und Destillation. Dieses Verfahren liefert zwar eine hohe Ausbeute an Epoxidpropan, erzeugt aber auch große Mengen an Abwasser und Abgasen, was erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt hat.

Die Co-Oxidation ist ein Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid aus Propylen, Ethylbenzol und Sauerstoff. Zunächst reagiert Ethylbenzol mit Luft zu Ethylbenzolperoxid. Anschließend durchläuft Ethylbenzolperoxid eine Cyclisierungsreaktion mit Propylen zu Epoxidpropan und Phenylethanol. Dieser Prozess ist relativ komplex und erzeugt viele Nebenprodukte. Daher hat er auch negative Auswirkungen auf die Umwelt.

Beim HPPO-Verfahren werden Methanol, Propylen und Wasserstoffperoxid im Massenverhältnis 4,2:1,3:1 in einen Reaktor mit Zeolith-Titan-Silikat-Katalysator (TS-1) gegeben. Mit diesem Verfahren können 98 % des Wasserstoffperoxids umgesetzt werden, und die Selektivität für Epoxidpropan kann 95 % erreichen. Eine geringe Menge an teilweise umgesetztem Propylen kann zur Wiederverwendung in den Reaktor zurückgeführt werden.

Am wichtigsten ist jedoch, dass das mit diesem Verfahren hergestellte Epoxidpropan derzeit das einzige Produkt ist, dessen Export nach China zugelassen ist.

Wir berechnen die Preisentwicklung von 2009 bis Mitte 2023 und beobachten die Veränderungen in der Produktion von Epichlorhydrin und HPPO-Prozessen in den letzten 14 Jahren.

Epichlorhydrin-Methode

1.Das Epichlorhydrin-Verfahren ist meist rentabel. In den letzten 14 Jahren erreichte der Produktionsgewinn von Epichlorhydrin mit dem Chlorhydrin-Verfahren im Jahr 2021 mit 8358 Yuan/Tonne seinen Höchststand. Im Jahr 2019 gab es jedoch einen leichten Verlust von 55 Yuan/Tonne.

2.Die Gewinnschwankungen der Epichlorhydrin-Methode stehen im Einklang mit den Preisschwankungen von Epichlorhydrin. Steigt der Preis für Epoxidpropan, steigt auch der Produktionsgewinn der Epichlorhydrin-Methode entsprechend. Diese Konsistenz spiegelt den gemeinsamen Einfluss von Marktangebot, -nachfrage und Produktwert auf die Preise der beiden Produkte wider. Beispielsweise stieg im Jahr 2021 pandemiebedingt der Verbrauch von Weichschaumpolyether deutlich an, was wiederum den Preis für Epoxidpropan in die Höhe trieb und letztlich zu einem historischen Höchststand der Gewinnspanne der Epichlorhydrin-Produktion führte.

3.Die Preisschwankungen von Propylen und Propylenoxid weisen langfristige Trendkonsistenz auf, unterscheiden sich jedoch meist deutlich in der Schwankungsbreite. Dies deutet darauf hin, dass die Preise von Propylen und Epichlorhydrin von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst werden, wobei der Propylenpreis einen besonders großen Einfluss auf die Epichlorhydrinproduktion hat. Da Propylen der Hauptrohstoff für die Epichlorhydrinproduktion ist, wirken sich seine Preisschwankungen erheblich auf die Produktionskosten der Epichlorhydrinproduktion aus.

Insgesamt war die Epichlorhydrin-Produktion in China in den letzten 14 Jahren größtenteils profitabel, und die Gewinnschwankungen entsprechen den Preisschwankungen. Der Propylenpreis ist ein wichtiger Faktor, der den Produktionsgewinn von Epichlorhydrin in China beeinflusst.

HPPO-Verfahren Epoxid-Propan

1.Das chinesische HPPO-Verfahren für Epoxidpropan war lange Zeit profitabel, seine Rentabilität ist jedoch im Vergleich zum Chlorhydrinverfahren generell geringer. Innerhalb kürzester Zeit verzeichnete das HPPO-Verfahren Verluste bei Epoxidpropan, und die Gewinnspanne lag meist deutlich unter der des Chlorhydrinverfahrens.

2.Aufgrund des deutlichen Preisanstiegs für Epoxidpropan im Jahr 2021 erreichte der Gewinn von HPPO-Epoxidpropan einen historischen Höchststand und erreichte maximal 6611 Yuan/Tonne. Zwischen diesem Gewinnniveau und der Chlorhydrinmethode besteht jedoch immer noch eine Lücke von fast 2000 Yuan/Tonne. Dies deutet darauf hin, dass die HPPO-Methode zwar in bestimmten Aspekten Vorteile bietet, die Chlorhydrinmethode jedoch hinsichtlich der Gesamtrentabilität immer noch erhebliche Vorteile bietet.

3.Die Berechnung des Gewinns der HPPO-Methode unter Verwendung eines 50%igen Wasserstoffperoxidpreises ergab zudem, dass kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Wasserstoffperoxidpreis und den Preisschwankungen von Propylen und Propylenoxid besteht. Dies deutet darauf hin, dass der Gewinn der chinesischen HPPO-Methode für Epoxypropan durch die Preise von Propylen und hochkonzentriertem Wasserstoffperoxid begrenzt wird. Aufgrund der engen Korrelation zwischen den Preisschwankungen dieser Rohstoffe und Zwischenprodukte und Faktoren wie Marktangebot und -nachfrage sowie den Produktionskosten hatte die HPPO-Methode einen erheblichen Einfluss auf den Produktionsgewinn von Epoxypropan.

Die Gewinnschwankungen bei der Produktion von Epoxidpropan nach dem HPPO-Verfahren in China in den letzten 14 Jahren zeigten, dass die Produktion meist profitabel war, die Rentabilität jedoch gering ausfiel. Obwohl die Produktion in einigen Aspekten Vorteile bietet, besteht insgesamt noch Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Rentabilität. Gleichzeitig wird der Gewinn von Epoxidpropan nach dem HPPO-Verfahren stark von Preisschwankungen bei Rohstoffen und Zwischenprodukten, insbesondere bei Propylen und hochkonzentriertem Wasserstoffperoxid, beeinflusst. Daher müssen Hersteller die Markttrends genau beobachten und ihre Produktionsstrategien angemessen anpassen, um optimale Gewinne zu erzielen.

Der Einfluss der wichtigsten Rohstoffe auf ihre Kosten in zwei Produktionsprozessen

1.Obwohl die Gewinnschwankungen bei der Epichlorhydrin-Methode und der HPPO-Methode konsistent sind, gibt es erhebliche Unterschiede im Einfluss der Rohstoffe auf die Gewinne. Dieser Unterschied deutet darauf hin, dass es zwischen diesen beiden Produktionsprozessen Unterschiede im Kostenmanagement und in der Gewinnkontrolle gibt, wenn es um die Bewältigung von Rohstoffpreisschwankungen geht.

2.Bei der Chlorhydrin-Methode beträgt der Propylen-Kostenanteil durchschnittlich 67 %, was mehr als der Hälfte der Zeit entspricht, und erreicht maximal 72 %. Dies deutet darauf hin, dass die Propylenkosten im Chlorhydrin-Herstellungsprozess den größten Einfluss auf das Gewicht haben. Daher wirken sich Propylenpreisschwankungen direkt auf die Kosten und den Gewinn der Epichlorhydrin-Herstellung nach der Chlorhydrin-Methode aus. Diese Beobachtung steht im Einklang mit dem bereits erwähnten langfristigen Trend der Gewinn- und Propylenpreisschwankungen bei der Epichlorhydrin-Herstellung nach der Chlorhydrin-Methode.

Im Gegensatz dazu beträgt der durchschnittliche Kosteneinfluss von Propylen beim HPPO-Verfahren 61 %, wobei der höchste Einfluss mit 68 % und der niedrigste mit 55 % zu verzeichnen ist. Dies deutet darauf hin, dass der Kosteneinfluss von Propylen im HPPO-Herstellungsprozess zwar groß ist, aber nicht so stark wie beim Chlorhydrin-Verfahren. Dies könnte auf den erheblichen Einfluss anderer Rohstoffe wie Wasserstoffperoxid im HPPO-Herstellungsprozess zurückzuführen sein, wodurch die Auswirkungen von Propylenpreisschwankungen auf die Kosten reduziert werden.

3.Bei Propylenpreisschwankungen von 10 % übersteigen die Kostenauswirkungen des Chlorhydrinverfahrens die des HPPO-Verfahrens. Das bedeutet, dass die Kosten des Chlorhydrinverfahrens bei Propylenpreisschwankungen stärker beeinflusst werden, während das HPPO-Verfahren vergleichsweise bessere Möglichkeiten zur Kostenkontrolle und Gewinnkontrolle bietet. Diese Beobachtung verdeutlicht einmal mehr die unterschiedlichen Reaktionen verschiedener Produktionsverfahren auf Rohstoffpreisschwankungen.

Die Gewinnschwankungen zwischen der chinesischen Chlorhydrin-Methode und der HPPO-Methode für Epoxidpropan sind konsistent, unterscheiden sich jedoch im Einfluss der Rohstoffe auf die Gewinne. Bei schwankenden Rohstoffpreisen weisen die beiden Produktionsverfahren unterschiedliche Möglichkeiten des Kostenmanagements und der Gewinnkontrolle auf. Die Chlorhydrin-Methode reagiert empfindlicher auf Propylenpreisschwankungen, während die HPPO-Methode eine hohe Risikoresistenz aufweist. Diese Gesetzmäßigkeiten sind für Unternehmen wichtige Orientierungspunkte bei der Auswahl von Produktionsprozessen und der Formulierung von Produktionsstrategien.

Der Einfluss von Hilfsstoffen und Rohstoffen auf deren Kosten bei zwei Produktionsprozessen

1.Der Einfluss von flüssigem Chlor auf die Kosten der Epichlorhydrin-Produktion nach dem Chlorhydrin-Verfahren betrug in den letzten 14 Jahren durchschnittlich nur 8 % und kann sogar als nahezu kostenneutral angesehen werden. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass flüssiges Chlor im Produktionsprozess von Chlorhydrin eine relativ geringe Rolle spielt und seine Preisschwankungen kaum Auswirkungen auf die Kosten des nach dem Chlorhydrin-Verfahren hergestellten Epichlorhydrins haben.

2.Die Kostenauswirkungen von hochkonzentriertem Wasserstoffperoxid im HPPO-Verfahren von Epoxidpropan sind deutlich höher als die von Chlorgas im Chlorhydrinverfahren. Wasserstoffperoxid ist ein wichtiges Oxidationsmittel im HPPO-Herstellungsprozess, und seine Preisschwankungen wirken sich direkt auf die Kosten von Epoxidpropan im HPPO-Prozess aus, das nach Propylen an zweiter Stelle steht. Diese Beobachtung unterstreicht die wichtige Rolle von Wasserstoffperoxid im HPPO-Herstellungsprozess.

3.Produziert das Unternehmen sein eigenes Chlorgas als Nebenprodukt, sind die Kostenauswirkungen des Chlorgases auf die Epichlorhydrinproduktion vernachlässigbar. Dies kann daran liegen, dass die Menge des als Nebenprodukt anfallenden Chlorgases relativ gering ist und sich die Kosten der Epichlorhydrinproduktion mit Chlorhydrin nur geringfügig ändern.

4.Bei Verwendung einer 75%igen Wasserstoffperoxidkonzentration übersteigen die Kostenauswirkungen von Wasserstoffperoxid im HPPO-Verfahren zur Herstellung von Epoxidpropan 30 % und steigen weiter rapide an. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass die Herstellung von Epoxidpropan im HPPO-Verfahren nicht nur von erheblichen Schwankungen beim Rohstoff Propylen, sondern auch von erheblichen Schwankungen beim Wasserstoffperoxidpreis beeinflusst wird. Durch die Erhöhung der Wasserstoffperoxidkonzentration im HPPO-Herstellungsprozess auf 75 % steigen auch Menge und Kosten des Wasserstoffperoxids entsprechend. Es gibt mehr marktbeeinflussende Faktoren, und die Volatilität der Gewinne nimmt zu, was sich wiederum stärker auf den Marktpreis auswirkt.

Die Kosteneinwirkung der Hilfsrohstoffe bei der Herstellung von Epichlorhydrin nach dem Chlorhydrin-Verfahren und dem HPPO-Verfahren unterscheidet sich deutlich. Flüssigchlor beeinflusst die Kosten von Epichlorhydrin nach dem Chlorhydrin-Verfahren relativ gering, während Wasserstoffperoxid die Kosten von Epichlorhydrin nach dem HPPO-Verfahren deutlich beeinflusst. Gleichzeitig variieren die Kosteneinwirkungen, wenn ein Unternehmen Chlorgas als Nebenprodukt selbst produziert oder unterschiedliche Wasserstoffperoxidkonzentrationen verwendet. Diese Gesetze sind für Unternehmen wichtige Orientierungshilfen bei der Wahl von Produktionsprozessen, der Entwicklung von Produktionsstrategien und der Kostenkontrolle.

Aktuellen Daten und Trends zufolge werden die laufenden Epoxidpropan-Projekte künftig den aktuellen Umfang übertreffen, wobei die meisten neuen Projekte das HPPO-Verfahren und die Ethylbenzol-Cooxidation anwenden. Dies wird zu einer steigenden Nachfrage nach Rohstoffen wie Propylen und Wasserstoffperoxid führen, was sich wiederum stärker auf die Kosten von Epoxidpropan und die Gesamtkosten der Branche auswirken wird.

Aus Kostensicht können Unternehmen mit einem integrierten Industriekettenmodell die Auswirkungen der Rohstoffe besser kontrollieren, wodurch Kosten gesenkt und die Wettbewerbsfähigkeit am Markt verbessert wird. Da die meisten neuen Projekte für Epoxidpropan künftig das HPPO-Verfahren anwenden werden, wird auch die Nachfrage nach Wasserstoffperoxid steigen, was wiederum den Einfluss von Wasserstoffperoxid-Preisschwankungen auf die Kosten von Epoxidpropan verstärken wird.

Darüber hinaus wird durch den Einsatz der Ethylbenzol-Cooxidationsmethode in neuen Epoxidpropan-Projekten zukünftig auch die Nachfrage nach Propylen steigen. Daher werden sich auch die Auswirkungen von Propylenpreisschwankungen auf die Kosten von Epoxidpropan verstärken. Diese Faktoren werden der Epoxidpropan-Industrie neue Herausforderungen und Chancen bieten.

Insgesamt wird die zukünftige Entwicklung der Epoxidpropanindustrie von laufenden Projekten und Rohstoffen beeinflusst. Unternehmen, die HPPO- und Ethylbenzol-Co-Oxidationsverfahren einsetzen, müssen verstärkt auf Kostenkontrolle und die Entwicklung der industriellen Kettenintegration achten. Rohstofflieferanten müssen die Stabilität der Rohstoffversorgung stärken und die Kosten kontrollieren, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern.