최근 몇 년간 중국 화학 산업의 기술 발전은 눈에 띄는 진전을 이루었으며, 이는 화학 생산 방식의 다각화와 화학 ​​시장 경쟁력의 차별화로 이어졌습니다. 본 논문에서는 에폭시 프로판의 다양한 생산 공정을 주로 살펴봅니다.

조사에 따르면 엄밀히 말하면 에폭시 프로판 생산 공정은 클로로히드린법, 공산화법(할콘법), 과산화수소 직접 산화법(HPPO)의 세 가지가 있습니다. 현재 에폭시 프로판 생산의 주류는 클로로히드린법과 HPPO법입니다.

클로로히드린법은 프로필렌과 염소 가스를 원료로 클로로히드린화, 비누화, 증류 등의 공정을 거쳐 에폭시 프로판을 생산하는 방법입니다. 이 공정은 에폭시 프로판의 수율이 높지만, 다량의 폐수와 배기가스를 발생시켜 환경에 심각한 영향을 미칩니다.

공산화법은 프로필렌, 에틸벤젠, 그리고 산소를 원료로 사용하여 프로필렌 옥사이드를 생산하는 공정입니다. 먼저, 에틸벤젠을 공기와 반응시켜 에틸벤젠 퍼옥사이드를 생성합니다. 그 후, 에틸벤젠 퍼옥사이드를 프로필렌과 고리화 반응시켜 에폭시 프로판과 페닐에탄올을 생성합니다. 이 공정은 비교적 복잡한 반응 과정을 거치고 많은 부산물을 생성하기 때문에 환경에 부정적인 영향을 미칩니다.

HPPO법은 메탄올, 프로필렌, 과산화수소를 질량비 4.2:1.3:1로 제올라이트 티타늄 실리케이트 촉매(TS-1)가 포함된 반응기에 첨가하여 반응시키는 공정입니다. 이 공정은 과산화수소의 98%를 전환할 수 있으며, 에폭시 프로판의 선택도는 95%에 달할 수 있습니다. 부분적으로 반응한 소량의 프로필렌은 반응기로 재순환시켜 재사용할 수 있습니다.

가장 중요한 점은, 이 공정으로 생산된 에폭시 프로판이 현재 중국에서 수출이 허용되는 유일한 제품이라는 것입니다.

우리는 2009년부터 2023년 중반까지의 가격 추세를 계산하고 지난 14년간 에피클로로히드린과 HPPO 생산 공정의 변화를 관찰합니다.

에피클로로히드린법

1.에피클로로히드린법은 대부분의 기간 동안 수익성이 높습니다. 지난 14년간 클로로히드린법을 이용한 에피클로로히드린 생산 이익은 2021년에 톤당 8,358위안으로 최고치를 기록했습니다. 그러나 2019년에는 톤당 55위안으로 소폭 감소했습니다.

2.에피클로로히드린법의 이익 변동은 에피클로로히드린 가격 변동과 일치합니다. 에폭시 프로판 가격이 상승하면 에피클로로히드린법의 생산 이익도 그에 따라 증가합니다. 이러한 일관성은 시장 수요와 공급, 그리고 제품 가치의 변화가 두 제품 가격에 공통적으로 미치는 영향을 반영합니다. 예를 들어, 2021년에는 팬데믹으로 인해 연질 폼 폴리에테르 소비가 크게 증가했고, 이는 에폭시 프로판 가격 상승으로 이어졌으며, 궁극적으로 에피클로로히드린 생산 이익률이 사상 최고치를 기록했습니다.

3.프로필렌과 프로필렌 옥사이드의 가격 변동은 장기적으로 일관된 추세를 보이지만, 대부분의 경우 두 가격 간의 변동 폭에는 상당한 차이가 있습니다. 이는 프로필렌과 에피클로로히드린의 가격이 서로 다른 요인의 영향을 받으며, 특히 프로필렌 가격이 에피클로로히드린 생산에 상당한 영향을 미친다는 것을 시사합니다. 프로필렌은 에피클로로히드린 생산의 주요 원료이기 때문에, 가격 변동은 에피클로로히드린 생산 원가에 상당한 영향을 미칠 것입니다.

전반적으로 중국의 에피클로로히드린 생산 이익은 지난 14년간 대부분 수익성이 유지되어 왔으며, 이익 변동폭은 에피클로로히드린 가격 변동과 일치합니다. 프로필렌 가격은 중국의 에피클로로히드린 생산 이익에 영향을 미치는 중요한 요인입니다.

HPPO법 에폭시 프로판

1.에폭시프로판에 대한 중국의 HPPO 공법은 대부분의 기간 동안 수익성이 있었지만, 일반적으로 클로로히드린 공법에 비해 수익성이 낮습니다. 매우 짧은 기간 동안 HPPO 공법은 에폭시 프로판 생산에 손실을 겪었고, 대부분의 기간 동안 수익성이 클로로히드린 공법보다 현저히 낮았습니다.

2.2021년 에폭시 프로판 가격의 큰 폭 상승으로 HPPO 에폭시 프로판의 이익은 2021년 사상 최고치를 기록하며 최고 6,611위안/톤을 기록했습니다. 그러나 이 이익 수준과 클로로히드린법 사이에는 여전히 톤당 약 2,000위안의 격차가 존재합니다. 이는 HPPO법이 특정 측면에서는 유리하지만, 클로로히드린법이 전반적인 수익성 측면에서 여전히 상당한 이점을 가지고 있음을 시사합니다.

3.또한, 50% 과산화수소 가격을 기준으로 HPPO 공법의 수익성을 계산한 결과, 과산화수소 가격과 프로필렌 및 ​​프로필렌 옥사이드 가격 변동 사이에는 유의미한 상관관계가 없는 것으로 나타났습니다. 이는 중국 에폭시프로판 HPPO 공법의 수익성이 프로필렌 및 ​​고농도 과산화수소 가격의 제약을 받는다는 것을 시사합니다. 이러한 원료와 중간재의 가격 변동, 그리고 시장 수급 및 생산 비용과 같은 요인 간의 밀접한 상관관계로 인해 HPPO 공법을 이용한 에폭시 프로판 생산 수익성에 상당한 영향을 미쳤습니다.

지난 14년간 중국 HPPO 공법 에폭시 프로판 생산 이익 변동은 대부분 수익성이 있었지만, 수익성은 낮은 수준을 유지하는 특징을 보였습니다. 특정 측면에서는 장점이 있지만, 전반적으로 수익성 개선의 여지가 여전히 있습니다. 또한, HPPO 공법 에폭시 프로판의 이익은 원료 및 중간 생산물, 특히 프로필렌과 고농도 과산화수소의 가격 변동에 큰 영향을 받습니다. 따라서 제조업체는 시장 동향을 면밀히 모니터링하고 생산 전략을 합리적으로 조정하여 최적의 이익 수준을 달성해야 합니다.

두 가지 생산 공정에서 주요 원자재가 비용에 미치는 영향

1.에피클로로히드린법과 HPPO법의 이익 변동은 일관성을 보이지만, 원자재가 이익에 미치는 영향에는 상당한 차이가 있습니다. 이러한 차이는 원자재 가격 변동에 대처할 때 두 생산 공정 간에 비용 관리 및 이익 통제 역량에 차이가 있음을 시사합니다.

2.클로로히드린법에서 프로필렌의 원가 비중은 평균 67%로, 절반 이상을 차지하며 최대 72%에 달합니다. 이는 클로로히드린 생산 공정에서 프로필렌 원가가 중량에 가장 큰 영향을 미친다는 것을 시사합니다. 따라서 프로필렌 가격 변동은 클로로히드린법에 의한 에피클로로히드린 생산의 원가와 이익에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 결과는 앞서 언급한 클로로히드린법에 의한 에피클로로히드린 생산의 장기적인 이익 및 프로필렌 가격 변동 추세와 일치합니다.

반면, HPPO 공정에서는 프로필렌이 원가에 미치는 평균 영향도가 61%이며, 일부 공정에서는 68%로 가장 높고, 일부 공정에서는 55%로 가장 낮게 나타났습니다. 이는 HPPO 생산 공정에서 프로필렌의 원가 영향도는 크지만, 클로로하이드린 공정만큼 원가에 미치는 영향은 크지 않음을 시사합니다. 이는 HPPO 생산 공정에 사용되는 과산화수소와 같은 다른 원료가 원가에 미치는 영향이 크기 때문에 프로필렌 가격 변동이 원가에 미치는 영향을 줄이는 것으로 보입니다.

3.프로필렌 가격이 10% 변동할 경우, 클로로히드린법의 원가 영향은 HPPO법보다 클 것입니다. 즉, 프로필렌 가격 변동 시 클로로히드린법의 원가가 더 큰 영향을 받으며, 상대적으로 HPPO법이 원가 관리 및 수익 관리 능력이 더 우수함을 의미합니다. 이러한 결과는 다양한 생산 공정 간에 원자재 가격 변동에 대한 반응의 차이를 다시 한번 보여줍니다.

에폭시 프로판의 경우 중국산 클로로히드린법과 HPPO법의 수익 변동은 일정하지만, 원자재가 수익에 미치는 영향에는 차이가 있습니다. 원자재 가격 변동에 대처할 때 두 생산 공정은 서로 다른 원가 관리 및 수익 통제 능력을 보입니다. 특히 클로로히드린법은 프로필렌 가격 변동에 더 민감한 반면, HPPO법은 위험 저항성이 우수합니다. 이러한 법칙은 기업이 생산 공정을 선택하고 생산 전략을 수립하는 데 중요한 지침이 됩니다.

두 가지 생산 공정에서 보조 재료와 원자재가 비용에 미치는 영향

1.지난 14년간 액체 염소가 클로로히드린 제조법에 의한 에피클로로히드린 생산 비용에 미치는 영향은 평균 8%에 불과했으며, 직접적인 비용 영향은 거의 없는 것으로 간주될 수 있습니다. 이러한 결과는 액체 염소가 클로로히드린 생산 공정에서 비교적 미미한 역할을 하며, 가격 변동이 클로로히드린 제조법에 의한 에피클로로히드린 생산 비용에 미치는 영향이 미미함을 시사합니다.

2.고농도 과산화수소가 에폭시 프로판의 HPPO 공정에 미치는 비용 영향은 염소 가스가 클로로하이드린 공정에 미치는 비용 영향보다 훨씬 큽니다. 과산화수소는 HPPO 생산 공정의 핵심 산화제이며, 가격 변동은 HPPO 공정에서 에폭시 프로판의 비용에 프로필렌 다음으로 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 결과는 HPPO 생산 공정에서 과산화수소가 차지하는 중요한 위치를 강조합니다.

3.기업이 자체적으로 부산물인 염소 가스를 생산하는 경우, 염소 가스가 에피클로로히드린 생산에 미치는 비용 영향은 무시할 수 있습니다. 이는 부산물인 염소 가스의 양이 상대적으로 적어 클로로히드린을 이용한 에피클로로히드린 생산 비용에 미치는 영향이 상대적으로 제한적이기 때문일 수 있습니다.

4.과산화수소 농도가 75%로 증가하면 에폭시 프로판의 HPPO 공정에 대한 과산화수소의 비용 영향은 30%를 초과하게 되며, 비용 영향은 계속해서 빠르게 증가할 것입니다. 이러한 관찰은 HPPO 공정으로 생산된 에폭시 프로판이 원료 프로필렌의 상당한 변동뿐만 아니라 과산화수소 가격의 상당한 변동에도 영향을 받는다는 것을 시사합니다. HPPO 생산 공정에서 사용되는 과산화수소 농도가 75%로 증가함에 따라 과산화수소의 양과 비용도 그에 따라 증가합니다. 시장에 영향을 미치는 요인이 더 많아지고 수익의 변동성도 커져 시장 가격에 더 큰 영향을 미칠 것입니다.

클로로히드린법과 HPPO법을 이용한 에피클로로히드린 생산 공정에서 보조 원료의 비용 영향은 상당한 차이를 보입니다. 액체 염소가 클로로히드린법으로 생산된 에피클로로히드린의 비용에 미치는 영향은 상대적으로 작은 반면, 과산화수소가 HPPO법으로 생산된 에피클로로히드린의 비용에 미치는 영향은 더 큽니다. 동시에, 기업이 자체적으로 부산물인 염소 가스를 생산하거나 다른 농도의 과산화수소를 사용하는 경우 비용 영향 또한 달라집니다. 이러한 법률은 기업이 생산 공정을 선택하고, 생산 전략을 수립하고, 비용을 관리하는 데 중요한 지침이 됩니다.

현재 데이터와 추세를 고려할 때, 향후 에폭시 프로판 관련 프로젝트는 현재 규모를 넘어설 것으로 예상되며, 대부분의 신규 프로젝트는 HPPO 공산화법과 에틸벤젠 공산화법을 채택할 것입니다. 이러한 현상은 프로필렌과 과산화수소와 같은 원자재 수요 증가로 이어져 에폭시 프로판 가격 및 업계 전체 비용에 더 큰 영향을 미칠 것입니다.

비용 측면에서, 통합된 산업 체인 모델을 갖춘 기업은 원자재의 충격 중량을 더욱 효과적으로 관리하여 비용을 절감하고 시장 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 향후 대부분의 에폭시 프로판 신규 프로젝트가 HPPO 방식을 채택함에 따라 과산화수소 수요 또한 증가할 것이며, 이는 과산화수소 가격 변동이 에폭시 프로판 가격에 미치는 영향의 강도를 더욱 높일 것입니다.

또한, 향후 에폭시 프로판 신규 프로젝트에서 에틸벤젠 공산화법이 사용됨에 따라 프로필렌 수요 또한 증가할 것입니다. 따라서 프로필렌 가격 변동이 에폭시 프로판 가격에 미치는 영향 또한 커질 것입니다. 이러한 요인들은 에폭시 프로판 산업에 더 많은 도전과 기회를 가져다줄 것입니다.

전반적으로 향후 에폭시 프로판 산업의 발전은 진행 중인 프로젝트와 원자재의 영향을 받을 것입니다. HPPO 및 에틸벤젠 공산화 방식을 채택하는 기업은 비용 관리 및 산업 체인 통합 개발에 더욱 집중해야 합니다. 원자재 공급업체는 시장 경쟁력 강화를 위해 원자재 공급 안정성 강화 및 원가 관리가 필수적입니다.