尿素专题：尿素产业链基础研究报告

研究院 能源化工部 潘翔 能源化工总监兼首席原油研究员 0755-82767160 panxiang@htfc.com 从业资格号：F3023104 投资咨询号：Z0013188 张津圣 塑料、PP 研究员 021-68757985 zhangjinsheng@htfc.com 从业资格号：F3049514 相关研究： 供需矛盾加大，2019 年聚烯烃价格整体承压 2018-12-03 四季度供给增量更为明显，聚烯烃价格或冲高回落 2018-09-24 华泰期货|尿素产业链基础 2019-07-08 尿素产业链基础研究报告 报告摘要： 尿素作为重要农业资源和工业产品，在我国国民经济发展中的地位举足轻重，现在尿素期货上市前的准备工作正进行得如火如荼，为保证投资者对未来可能上市的尿素期货有初步的了解，华泰期货特此推出尿素产业链基础研究专题。 本专题从尿素生产工艺、成本分析、产能产量、进出口贸易、下游需求、价差等几个方面出发，对尿素供需进行了地毯式的初步梳理，后续还会陆续推出更为深入的专题，由面及点，对尿素产业链进行更深入的挖掘。 华泰期货|尿素专题2019-07-082 / 22 1 尿素简介 1.1 何为尿素 尿素，又称碳酰胺，分子式 CO(NH2)2，是哺乳动物和某些鱼类体内蛋白质代谢分解的主要含氮终产物。也是目前含氮量最高的氮肥，是目前使用量最为广泛的化学品种，约占化肥总量的 42%。 1.2 性质 物理性质：无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒，无臭无味。 化学性质：可与酸作用生成盐。有水解作用。在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸。加热至 160℃分解，产生氨气同时变为异氰酸。 1.3 用途 工业用途（24%）：可用于生产三聚氰胺、脲醛树脂等 农业用途（76%）：可直接或者与其他类型肥料混合，作为农作物的肥料 图 尿素主要用途 资料来源：郑商所、华泰期货研究院 1.4 分类和相关指标 华泰期货|尿素专题 2019-07-08 3 / 22 按粒径分类，尿素有大颗粒和中小颗粒两种，大颗粒平均粒径在 2.5mm 左右，而中小颗粒平均粒径在 1.7mm 左右。大颗粒往往是由中小颗粒二次造粒形成的，主要用于 BB 肥生产，是非交割品；小颗粒中符合新国标 GB/T 2440-2017 规定的农业用优等品尿素作为基准交割品，农业用合格品贴水 20 元/吨。具体如下图所示： 表 1：大、中小颗粒尿素对比 项目 中小颗粒 大颗粒 设备 塔式喷淋 Hydro 流化床 形状 球状 类球状 缩二脲含量% 0.8-1.0 0.8-1.0 平均粒径 mm 1.7 2.5 含水量% 0.3 0.2 静态强度 N/粒 10-13 30-35 大块 不产生 产生 筛分、破碎 不需要 需要 数据来源：郑商所 华泰期货研究院 表 2：标准尿素 GB/T2440-2017 项目 优等品 合格品 总 N 质量分数≥ 46.0 45.0 缩二脲质量分数≤ 0.9 1.5 水分≤ 0.5 1.0 亚甲基二脲（HCHO 计）质量分数≤ 0.5 0.6 粒度≥ d0.85mm-2.80mm d1.18mm-3.35mm d2.00mm-4.75mm d4.00mm-8.00mm 93 90 数据来源：郑商所 华泰期货研究院 华泰期货|尿素专题 2019-07-08 4 / 22 2 生产工艺及成本分析 2.1 生产工艺 当前尿素生产工艺主要分煤制、天然气制和焦炉气制三种，因我国多煤少油贫气的能源结构，我国尿素生产中，煤制法为主要生产工艺，占比约 74%，天然气制占比约 26%，焦炉气制占比为 4%，其中焦炉气和天然气主要成分为甲烷，生产工艺基本相同。煤制法中，煤的来源主要有两种，无烟煤占煤源的 2/3，烟煤和褐煤占煤源的 1/3。同时值得一提的是，尿素和甲醇具有一定的替代性，当尿素经济效益不景气时，合成气可以用于生产甲醇。 a.煤制尿素工艺 主要反应： ① C+H2O(g)→CO+H2 ② CO+H2O(g)→H2+CO2 ③ N2+3H2→2NH3 ④ 2NH3+CO2→CO(NH2)2+H2O b.气制尿素工艺 主要反应： ① (a+b)CH4+(a+2b)H2O(g)→aCO+bCO2+(3a+4b)H2，a、b 为系数 ② CO+H2O(g)→H2+CO2 ③ N2+3H2→2NH3 ④ 2NH3+CO2→CO(NH2)2+H2O c.合成气制甲醇 主要反应： ① CO+2H2→CH3OH 具体工艺流程见下图： 图 2 尿素制备工艺流程图 华泰期货|尿素专题 2019-07-08 5 / 22 数据来源：华泰期货研究院 华泰期货|尿素专题 2019-07-08 6 / 22 2.2 成本分析 尿素的成本核算主要包括两个方面：单耗和固定成本。单耗由原料单耗和电耗组成。固定成本主要包含动力蒸汽、人工折旧和原料运费等固定费用。对于生产尿素，不同工艺的原料单耗有所差异，生产 1 吨尿素，无烟煤单耗在 0.63-0.85 吨，烟煤单耗在 0.8-1.2 吨，天然气在 700 立方米左右。目前无烟煤、烟煤和西北气头成本分别在 1471，1277 和 1653 元/吨。 图 1： 煤头成本（低耗） 单位：元/吨 图 2： 气头成本 单位：元/吨 数据来源：Wind 百川资讯 华泰期货研究院 数据来源：Wind 百川资讯 华泰期货研究院 10001100120013001400150016002016/12017/12018/12019/1烟煤无烟煤10001200140016001800200022002400260028002016/12016/72017/12017/72018/12018/72019/1西北气头西南气头华泰期货|尿素专题 2019-07-08 7 / 22 3 产能产量和生产情况 3.1 内盘产能产量 70 年代后期，我国尿素工业逐步起步，进入 2000 年后，我国尿素