2017年中国炭黑行业市场行情动态及未来发展趋势分析【图】

炭黑 2017-10-19 05:42

一、炭黑主要用于橡胶工业

炭黑是碳元素的一种，以纳米级粒径、无定形碳形式存在，是有机物（天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或热分解而得的产物。炭黑是人类最早开发、应用和目前产量最大的纳米材料，被国际化学品领域列为二十五种基本化工产品及精细化工产品之一。炭黑工业对汽车产业、新能源产业以及提高民用生活产品质量等方面具有非常重要的意义。

炭黑结构性能变化图

数据来源：公开资料整理

相关报告：智研咨询发布的《2017-2022年中国炭黑行业运营态势及发展趋势研究报告》

炭黑的主要成分是碳，其基本粒子尺寸在 10-100nm 之间，因此具有良好的橡胶补强、着色、导电或抗静电以及紫外线吸收功能。炭黑作为一种功能材料，能够赋予其他材料或制品一些特殊的使用性能，在许多领域中有着不可替代的作用。炭黑在粘度、着色力、分散性、光泽度及导电性等方面的性能会随着其结构的变化而有所变化，从而适用于不同的需求及环境。炭黑是橡胶补强填充剂，是仅次于生胶的第二位橡胶原材料，同时炭黑可作为着色剂、紫外光屏蔽剂、抗静电剂或导电剂，广泛应用于塑料、化纤、油墨、涂料、电子元器件、皮革化工和干电池等很多行业，炭黑作为高纯碳材料还可以用于冶金及碳素材料行业中。

1、炭黑可分为橡胶用炭黑、导电炭黑和色素炭黑

炭黑按主要用途分类可分为橡胶用炭黑、导电炭黑和色素炭黑等。在这些用途中，用量最大的是橡胶用炭黑。橡胶用炭黑约占炭黑总量的 89.5%，橡胶用炭黑中又以轮胎用炭黑用量最大，约占橡胶用炭黑的 67.5%；非橡胶用炭黑约占 10.5%。

炭黑用途分类图

数据来源：公开资料，智研咨询整理

（1）橡胶用炭黑

橡胶用炭黑按造粒方式分类，可分为干法造粒炭黑与湿法造粒炭黑两类。干法造粒是采用干法造粒机对炭黑进行造粒，粉状炭黑在滚动中，利用分子间力的作用形成球状颗粒。这种粒子的硬度低，单个粒子的平均硬度一般在 15 克以下。包装和运输后粒子的破损较为严重，细粉含量平均为 15-20%。湿法造粒是把粉状炭黑和适量的水及粘结剂在造粒机中混合、搅拌形成球形状颗粒，再经干燥除去水分得到最终的颗粒状产品。湿法造粒的炭黑，单个粒子的平均硬度一般在 35 克以上，使得炭黑粒子在运输过程的破损大幅度减少，使用前可以保持炭黑细粉含量在 7%以下，有效地解决了炭黑使用过程中粉尘对环境的污染。

湿法造粒炭黑具有密度高、强度大、便于储存运输、环境污染小的特点，符合我国炭黑生产新工艺化、生产装置环保化的发展要求。湿法造粒的炭黑粒子在混炼胶中的分散性好，可满足大型炼胶装置如子午线轮胎生产线的投料需求。按炭黑填充轮胎胶料的性能分类，炭黑可分成硬质炭黑和软质炭黑两大类。硬质炭黑又称胎面炭黑，炭黑原生粒子的粒径一般为 15nm 到 45nm 之间，它们可以和橡胶分子形成有效的化学键，能显著提高胎面胶的强度、抗撕裂性能和耐磨性能，多用于轮胎的胎面胶。

按照 ASTM 的分类方法，N100（包括 N115 等）、N200（包括 N220、N234 等）、N300（包括 N326、N375、N339 等）系列为硬质炭黑。软质炭黑又称胎体炭黑，在橡胶中的补强效果较差，在很大程度上起填充作用，多用于轮胎的胎侧胶和内胎胶，炭黑原生粒子的粒径一般为 45nm 以上，最大可达 100nm 以上，能显著改善胶料的粘弹性、耐曲绕性并能起到填充作用。按照 ASTM 的分类方法，N500（包括 N539、N550 等）、N600（包括 N650、N660等）、N700（包括 N762、N774 等）系列为软质炭黑。

（2）导电炭黑

导电炭黑是一种高性能炭黑，可以赋予材料更好的强度、韧性等技术指标，具有低电阻或高电阻性能，可赋予制品导电或防静电作用。其特点为粒径小，比表面积大且粗糙，结构高，表面洁净(化合物少)等。

导电炭黑加入绝缘聚合物（塑料、橡胶）形成的导电网络临界浓度比一般炭黑大的多，电阻系数比一般炭黑小的多。导电炭黑的加入，使原本为绝缘物的塑料、橡胶体积电阻率显著下降。

导电炭黑是半导体材料，具有较低的电阻率，能够使橡胶或塑料具有一定的导电性能，用于不同的导电或抗静电制品，比如，永东股份生产的导电炭黑主要用于电力电缆屏蔽材料，如下图所示：

高压电缆剖面图

数据来源：公开资料整理

导电炭黑还应用在导电橡胶、塑料制品等领域，可以做干电池的原材料，在航空航天、国防军工、电动汽车、无线通讯、消费电子等领域具有广阔的应用前景。

（3）色素炭黑

色素炭黑是着色颜料用炭黑,按着色强度(或黑度)和粒子大小一般分为高色素炭黑、中色素炭黑、普通色素炭黑和低色素炭黑四种,主要由接触法和油炉法生产。色素炭黑的黑度直接与炭黑的粒径相关，粒径越小，其表面积愈大，炭黑的黑度越高。色素炭黑主要用于油墨、油漆等行业。

2、炭黑的制造方法

炭黑制造方法按照炭黑生成方式分为不完全燃烧法和热裂解法。不完全燃烧法是在有氧参与的条件下，将烃类化合物进行热裂解的方法，其中油炉法是最主要的制造方法。热裂解法是在无氧的条件下进行的，采用这种制造方法生产的炭黑产量仅占总产量的 1%左右。

不完全燃烧法又可以分为在密封的湍流系统中和开放的扩散火焰系统中生成炭黑，然后再细分为若干小类。

炭黑的制造方法

数据来源：公开资料整理

3、炭黑企业一般还联产煤焦油加工品

国内炭黑企业除了生产炭黑之外，还联产煤焦油加工品，因此我们还对煤焦油加工品进行介绍。

煤焦油加工产品是冶金、化工、医药、橡胶、轻纺、建材及交通等行业的重要基础材料。随着近年来经济和科技的迅速发展，煤焦油加工产业进入了新的历史发展阶段，新技术、新产品、新应用得到了不断的开发和推广，使煤焦油加工产品有着广阔的市场发展前景。

煤焦油是以芳香烃为主的有机混合物，含有 1 万多种化合物，可提取的约 200 余种。目前，有利用价值且经济合理的约 50 余种，其深加工所获得的轻油、酚、萘、洗油、蒽、咔唑、吲哚、沥青等系列产品是合成塑料、合成纤维、农药、染料、医药、涂料、助剂及精细化工产品的基础原料，也是冶金、建材、纺织、造纸、交通等行业的基本原料，许多产品是石油化工中无法提取、合成的。

目前，我国煤焦油加工工艺主要是脱水、分馏等工艺。近年来随着煤化工技术水平提高，我国煤焦油加工技术取得了较快的发展，其中在煤焦油加工分离技术研发上取得了较好的科研成果，为煤焦油加工产业提供了技术支撑。

利用煤焦油加工联产炭黑的产业链条优势明显，也是炭黑行业技术发展的趋势。通过对煤焦油的精制，提取出轻油、工业萘、洗油等部分化工产品后，剩余部分生产炭黑，既提高了煤焦油资源综合利用的效率，也提高了炭黑产品的稳定性，同时为高品质特种炭黑的研发和生产奠定了基础。

主要煤焦油加工产品如下：

（1）蒽油

蒽油是煤焦油组分的一部分，主要用于提取粗蒽、苊、芴、菲、咔唑等化工原料，广泛应用于涂料、电极、沥青焦、炭黑、木材防腐油和杀虫剂等产品的生产制造。

（2）工业萘

工业萘是煤焦油组分的一部分，是十分重要的有机化工原料，广泛用于合成纤维、合成树脂、增塑剂、橡胶防老剂、染料中间体、医学卫生材料。在新兴精细化工行业中，还用来生产苯酐、萘酚、萘胺、扩散剂、减水剂、分散剂、2,6-二烷基萘、2,6-萘二甲酸、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、H-酸等化工产品。

（3）酚油

酚油是煤焦油蒸馏时切取的 170-210℃的馏出物,主要组分是酚类、砒啶碱、古马隆和茚等,洗后用于制取古马隆-茚树脂,也可作为燃料油使用。

（4）洗油

洗油馏分是煤焦油蒸馏中切割温度范围最宽的一个馏分，切割温度范围通常 230-300℃，由二环和三环芳烃、杂环芳烃化合物构成，从洗油中还能分离得到萘、甲基萘、联苯、苊、芴等产品。洗油主要用于煤气洗苯，配制防腐油、生产苊、喹啉、联苯、吲哚、扩散剂、减水剂等，也是工业设备及机械设备的清洗剂。

（5）改质沥青

改质沥青常温下为黑色固体，在一定的温度下凝固成很脆的具有贝壳状断口的固体，沥青组分大多数为三环以上的芳香族烃类，还有含氧、氮和硫等元素的杂环化合物和少量高分子炭素物质。主要用于电解铝行业生产预焙阳极块，制造高功率电极棒，也可作为电极粘结剂。

二、炭黑行业政策需要关注环保方面的政策，行业环保风险大

除了一般性的行业政策之外，值得注意的是对于炭黑的环保政策正在逐步出台，环保成为不能忽视的一个环节。

与炭黑相关的行业政策汇总归纳

数据来源：公开资料整理

除了《环保法》外，其他与炭黑相关的环保政策法规汇总归纳

数据来源：公开资料整理

近年来环保政策大幅收紧，这是未来一个行业内供给侧的最大变量，对企业而言，也是一大潜在风险，不得不考量。2017 年 5 月，永东股份因烟气排放氮氧化物超标收到环保局行政处罚，罚款人民币 100 万元。

三、中国是最大的炭黑生产国，国内前三大企业产量占国内近四成

1、炭黑行业集中度高，中国是全球最大的炭黑生产国

据数据显示，2015 年世界炭黑总产量为 1215. 3 万吨，同比下降 1%。按 2015 年炭黑产量统计，世界十大炭黑生产国排行为：中国（500. 6 万吨）、美国（143. 9 万吨）、俄罗斯（83. 0 万吨）、印度（76. 0 万吨)、日本（57. 0 万吨）、韩国（53.0 万吨）、巴西（45. 0 万吨）、泰国（34. 0 万吨）、德国（26. 0 万吨）、意大利（23. 0 万吨）。按地区统计，亚太地区炭黑总产量为 744 万吨，占世界炭黑总产量的 61%；北美地区炭黑总产量为 161 万吨，占世界炭黑总产量的 13%；俄罗斯和东欧各国炭黑总产量为 113 万吨，占世界炭黑总产量的 9%；西欧八国炭黑总产量为 81 万吨，占世界炭黑总产量的 7%；中南美地区炭黑总产量为 76 万吨，占世界炭黑总产量的 6%；非洲和中近东地区炭黑总产量为40 万吨，占世界炭黑总产量的 3%。

从全球范围来看，近几年全球炭黑企业的产能排名没有太大变化。目前全球炭黑前三大企业分别为卡博特、博拉、欧励隆。世界炭黑产业集中度明显高于国内炭黑行业，在国际上炭黑生产国通常只有少数几家炭黑生产企业，如美国只有 5 家炭黑企业下属 18 个工厂，日本有 8 家炭黑企业下属 13 个工厂，印度有 5 家炭黑企业 8 个工厂，其他国家则更少。

2013 年世界主要炭黑企业产能

数据来源：公开资料整理

2、国内炭黑企业格局稳定，长尾明显

国内炭黑行业前三强企业座次一直没有任何变化，依次为黑猫股份、卡博特化工、龙星化工。国内炭黑行业剩余企业的生产能力比较接近，造成行业长尾明显，行业集中度明显低于全球。2016 年，国内前三大企业的产量占国内炭黑产量的 38.99%。

2016 年国内重点炭黑企业产量完成情况

数据来源：公开资料整理

四、地域决定煤焦油成本，从而决定毛利率水平

原料油成本占炭黑生产成本的 80%以上，其中煤焦油是原料油中最主要的部分。原料油市场供需变化以及国际原油价格的波动将会影响绝大部分炭黑企业生产成本的变动。煤焦油的销售具有很强的地域性，不同地域受到供求关系的影响，煤焦油价格水平相差较大，这也造成不同地区炭黑企业的生产成本差异较大。

目前国内上市的炭黑企业中，永东股份具备明显的地理优势和成本优势，其身处山西，厂址所在工业园内焦化企业众多，原料采购方便。而具备一体化能力的金能科技和具有规模化优势的黑猫股份由于所处位置并非煤矿产地而在毛利率上并没有体现出明显优势。

2016年国内炭黑企业毛利率提升差异较大

数据来源：公开资料整理

五、环保压力和供给侧改革进一步提升行业集中度，提高对下游议价能力

由于特殊国情，我国独立焦化企业的占比一直较高，其竞争力在于煤焦油深加工和焦炉煤气综合利用。焦化行业产能过剩严重，十二五期间我国焦炭产能已经淘汰了 9700 万吨，十三五期间计划淘汰焦炭产能 5000 万吨。从长期来看，小型焦化企业的淘汰对煤焦油深加工行业的影响较大，炭黑行业不少小型企业其实是小型焦化企业一个车间，这部分的炭黑产能未来也将逐渐被淘汰。

从五大企业的去年毛利率变化水平可以看出，由于供给侧改革和环保压力带来的原材料价格上涨对炭黑行业进行了一轮洗牌，行业内大企业盈利能力得以加强，对下游企业的议价能力提升，这一结论在未来也将继续适用。

我们采用山西太原产煤焦油（灰分0.13%：粘度4.0：水分4.0%）和华北地区炭黑（N660）市场价进行测算，今年第二季度其产品与原料的价差为1753.4元/吨，第一季度价差为1383.9元/吨。从价差情况来看，今年第二季度的价差比第一季度提升了，也是一个议价能力提的表现。

炭黑价差情况

数据来源：公开资料整理

六、乙烯焦油法路径成本优势不明显

炭黑生产的主要原材料为煤焦油、蒽油、乙烯焦油等原料油，蒽油是煤焦油进一步加工的产品。炭黑行业对原料油的质量要求是芳烃含量要高，相关指数（BMCI）大于等于 120，杂质、沥青类和胶质要少。实际生产过程中，不同厂家会用不同原料，或者综合应用各种不同原料进行配比生产。国内炭黑装置主要以煤焦油和蒽油为主要原料，国外炭黑装置多用乙烯焦油为主要原料。

我们假设两种极端情况：煤焦油法的原料油全部使用煤焦油，乙烯焦油法的原料油全部使用乙烯焦油，并进行如下假设：

（1）煤焦油、乙烯焦油生产炭黑的单耗为 1.65 吨/吨；

（2）煤焦油价格取今年前八个月山西临汾永鑫高温煤焦油价格；

（3）乙烯焦油价格取今年前八个月齐鲁石化价格；

（4）燃料油用煤焦油，单耗 0.3 吨/吨，价格同上；

（5）水价用中水价格 1 元/吨，电价取 0.7 元/度。

煤焦油法和乙烯焦油法在极端情况下生产成本测算