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（报告出品方/作者：国泰君安证券，孙羲昱、杨思远、陈浩越）
1. 投资分析
LAO 作为烯烃关键材料可用于提高烯烃共聚物性能，也是生产 POE/POP， PAO，洗涤剂醇，油田化学品等关键原料。国内 LAO 供给集中于 C4 以 下中低端产能，高碳 LAO 供给长期存在缺口。随着下游聚乙烯树脂性 能要求提升，光伏，风电对 POE、PAO 需求的拉动，国内厂商在乙烯齐 聚工艺突破，国产化高碳 LAO 产能有望自 2024 起陆续落地。国内高端 烯烃聚合物市场为蓝海市场，产品附加值高，空间广阔。产业链相关公 司有望受益。
2. LAO：线性 α-烯烃，下游应用广泛
2.1. 定义：高碳直链烯烃， 同频发展聚乙烯
LAO（α-烯烃，α-olefins）指 C4 及以上高碳直链端烯烃，是最近 30 年 来发展最迅速的一种重要化工原料。LAO 的分子式是 R-CH=CH2，其中 R 为烷基。若 R 为直链烷基，即分子链内部仅有一个双键并且位于分子 链端部的烯烃称之为线性 α-烯烃（linear alpha olefin，LAO）。目前商业 化的 LAO 主要为 C4 到 C6，包括 1-丁烯，1-己烯和 1-辛烯。LAO 因其 碳链长度不同而具有多种下游应用，目前主要用作合成线性低密度聚乙 烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE），LAO 作为共聚体结合 LLDPE 比例在 8%-10%，结合 HDPE 比例在 1%-2%，LAO 的衍生物 POE 中含 量在 20%-30%。此外 lAO 还可用作生产合成洗涤剂醇类、高级润滑油、 聚 α-烯烃(PAO)等精细专用化学品等，作为有机原料领域发展迅速。
LAO 在 1950 年后得到迅速发展：20 世纪初科学家就发现聚烯烃材料。 经过近半个世纪的发展，1953 年，德国人 K. Ziegler 以四氯化钛-三乙基 铝[TiCl4-Al(C2H5)3]作引发剂获得了高密度聚乙烯(0.94～0.96g/cm3)。 1954 年意大利人 G. Natta 进一步以 TiCl3-Al(C2H5)3 作引发剂，得到等 规聚丙烯（熔点 175 ℃)，随后广泛应用于食品包装、家用物品、汽车、 光纤等领域。1963 年，Ziegler 和 Natta 由于在烯烃聚合领域的贡献而获 得诺奖，配位聚合开始蓬勃发展。随后催化剂的发展，甲基铝氧烷（MAO） 提搞了乙烯聚合活性以及负载策略，、限定几何构型（CGC）催化剂则 使 α-烯烃获得更强的共聚能力的限定几何构型，大幅度推动聚合机理的 研究。
2.2. 工艺集中于少数企业，乙烯齐聚为主流
乙烯齐聚法占据全球 LAO 产能 95%以上。LAO 商业化生产工艺包括乙 烯齐聚法、费拖合成法、蜡裂解法、混合 C4 分离法、植物油法。不同 工艺在原料选择，分离方式，产物纯度，催化剂选择上具有较大差异。乙烯齐聚法原料来源广发，分离费用低，且直链产物多，便于控制产物 分布，目前全球 95%以上的 LAO 采用乙烯齐聚法，其次为费托合成法。
LAO 成熟的生产工艺集中于欧美化工巨头。LAO 的生产过程中异构体 多，组分复杂，分离难度高，以商业化最为成熟的乙烯齐聚法为例，代 表性企业主要包括 CP Chem、UOP、BP、Shell 以及日本出光等。
乙烯齐聚法生产占 LAO 总产能 95%
乙烯齐聚法是以精制乙烯为原料，在聚合催化剂的作用下进行有规立构 共聚，生成目的产物是 C4～C30+的偶数碳 LAO。该方法具有分离费用 低、产品纯度高、碳数分布窄等优点，目前已成为工业界生产线性 α-烯烃的最主要工艺，利用该工艺生产的 LAO 占整个 LAO 生产总量的 95% 以上。
乙烯齐聚工艺又可分为非选择性齐聚和选择性齐聚。其中非选择性齐聚 是生产 1-辛烯的传统工艺，该方法可分为金属络合物催化法、烷基铝催 化法和 SHOP 法。拥有乙烯四聚工艺的公司包括美国 Chevron Phillip 公 司、英国 BP Amoco 公司，荷兰 Shell 公司、日本出光 Idemitsu 公司等。
Ziegler 一步法：Chevron Phillip 公司的 Ziegler 一步法是在三乙基铝 的催化作用下，在反应器内同时进行链增长和链置换 2 个反应，一 步完成齐聚，其产品中 C4～C8 的直链 α-烯烃质量分数高于 96%。
Ziegler 二步法：BP Amoco 的两步法则将链增长和置换反应分两步 进行，产品分布通过循环乙烯控制，操作相对复杂，产品 C6～C10 的直链 α-烯烃质量分数高于 96%。
SHOP 工艺：Shell的 SHOP 法是迄今为止最先进的 LAO 生产技术， 保护齐聚、烯烃异构化和烯烃歧化 3 个基本反应。该工艺路线最长， 但操作条件相对温和，产品的分布可灵活选择，产品纯度高，线性 率可达 99%，其中 α-烯烃质量分数高于 98%，产品碳数范围较宽， 可满足不同的市场需求。
Idemitsu 工艺：日本出光石化公司的 Idemitsu 工艺采用锆络合物催 化剂，先均相反应生成 C4～C20 的线性 α-烯烃，然后经分离获得不 同碳数组分的产品，特点是催化剂活性高、反应条件较温和、产品 杂质少、C10 以下 α-烯烃质量分数可以达到 85.9%。
CP Chemical 的工艺最为简单，但灵活性低，BP Amoco 工艺灵活性高， 且易于进行 1-辛烯的生产，但过程复杂。SHOP 工艺最为复杂，但灵活 性高，且产品范围宽，经济性强，且所用催化剂更为安全。
乙烯选择性齐聚包括乙烯二聚制 1-丁烯，乙烯三聚制 1-己烯和乙烯四聚 制 1-辛烯。选择性齐聚工艺为生产特定碳数的 LAO 提供可能。
乙烯三聚：CP Chemical 公司采用独特的铬基催化剂用作聚乙烯单体的 1-己烯的生产，己烯的选择性可达 90%～95%，己烯中 1-己烯约占 99%。 另外，此工艺还可生产 9%～15%的 C10 α-烯烃。这种新工艺的特点是碳 数分布相对较窄，生产灵活性增大，操作条件有所缓和，但仍存在单程 转化率较低及催化剂需分离回收等问题。此外，出光公司、BP Amoco 公司等也分别开发出各自的选择性三聚工艺。
乙烯四聚：利用成熟的选择性三聚工艺和设备加以特定的催化剂体系 （PNP 结构等）实现，但目前仍存在高温稳定性差且选择性低，有效的 助催化剂甲基铝氧烷价格昂贵，副产物可能引起反应釜壁以及管道堵塞等问题。目前背广泛接受的基于PNP 配体结构的铬基催化剂体系选择性 催化乙烯四聚反应机理是金属环化催化反应和双金属催化反应机理。
费托合成法：高温费托合成法对烯烃选择性较高
费托合成法由南非 Sasol 公司开发的，是从煤制油中利用费托技术生产 富含 α-烯烃的中间产品后，利用选择加氢、水洗、醚化、甲醇回收、超 精馏萃取蒸馏、干燥和精炼等步骤分离出优质的 α-烯烃，主要产品包括 1-己烯、1-丁烯等。 费托合成法分为低温法（190-230℃）、中温法（260-280℃）和高温法 （310-350℃）三种工艺路线。低温法产品以汽油、柴油、蜡等烃类为主。 高温法产品除油品外还副产大量含氧有机物和烯烃，α-烯烃等高附加值 产品含量高，高温费托合成法在产品多元化与高值化上相比低温法具有 明显优势。
蜡裂解法：最早实现 LAO 工业化生产的工艺
蜡裂解法是由 Chevron 公司于 1965 年开始实现工业化生产。该工艺以馏 程为 350℃～480℃的精蜡为原料，最终能够生成目的产物是 C12、C14、 C16 等高碳数 α-烯烃，该路线工艺成熟，成本较低。 α-烯烃收率主要与反应条件和原料蜡的品质有关。因混合烯烃成分较为 复杂，常常含有较多的内烯烃、双烯烃、芳烃和环烯烃等杂质，这使得 用其聚合得到的 PAO，粘度指数低，氧化稳定性差。目前国外因原料辣 资源稀缺多数转向乙烯齐聚法的工艺路线。我国曾在 20 世纪 70 年代建 成石蜡裂解装置用于合成润滑油与烷基苯生产，但高质量的下游产品仍 然值得探究。
混合 C4 分离法：分离 1-丁烯传统工艺
混合 C4 来自热裂解装置及流化催化裂化装置，工业上采用热裂解馏分 作原料生产高纯 1-丁烯。工艺首先用萃取法脱除丁二烯得到抽余液，用 化学法脱除异丁烯，最后用精密精馏或催化萃取法制得高纯 1-丁烯；也 可用物理方法直接从含异丁烯的混合馏分中吸附分离出纯 1-丁烯。用催 化裂化 C4 馏分作原料，先经甲基叔丁基醚装置脱除丁二烯，然后脱硫、 脱水、加氢脱除二烯烃和炔后，再经二聚脱除残余的异丁烯，最后精馏 得到高纯 1-丁烯。
植物油法：C12~C18 高碳 LAO 的生产工艺
该方法由植物油加氢制得脂肪醇，经脱水生成 α-烯烃，反应具有高转化 率和易分离的特点。其生产最终产品的碳数取决于原料植物油的碳数， 一般为 C12-C18。
3. 供给端：全球产能约 800 万吨，高碳 LAO 集中度 高
3.1. 北美产能占比超过 40%，高碳 LAO 被少数企业掌握
2022 年全球 LAO 总产能超过 800 万吨（不考虑 C4 分离 1-丁烯约在 650 万吨）。其中北美约 357 万吨，占比 45%，其次为中东和中国均为 112 万吨，占比为 14%。中国产能集中在低碳领域的 C4 分离 1-丁烯。美国 由于其低成本乙烯和技术壁垒，其 LAO 产能超过 300 万吨，成为全球 主要高碳的 LAO 出口地区。西欧 LAO 总产能共 70 万吨，在全球贡献 了 9%的产能，其中 30 万吨来自 C4 分离制 1-丁烯。印度及东南亚由于 技术问题，目前高碳 LAO 相对缺乏，主要 α-烯烃产能都为 C4 分离 1- 丁烯，分别占据全球产能的 4%、3%。中东 LAO 合计产能 100 万吨，其 中约 50%为 1-丁烯。
高碳 LAO 市场高度集中于海外龙头：根据 IMARC 集团的数据，C6 以 上高碳 LAO 在全球市场被 CPChem、Shell、Sasol、INEOS、卡塔尔石 油等企业占据，CR5 达到 78%。在占据全球产能 44%的北美地区，LAO 装置主要集中于墨西哥湾地区，北美 CPChem、Shell、INEOS 三家企业 产能合计达 313 万吨，占北美总产能的 88%。此外 INEOS 在西欧，中 东，Sasol 在南非分别具备 82 万吨，56 万吨的产能。卡塔尔石油作为与 CP Chemical 合资公司，拥有比较齐全的 LAO 生产，此外 SABIC 拥有 部分产能。
中国高碳 LAO 尚未完全突破，产能以 C4 分离 1-丁烯为主：目前我国 LAO 产能以 C4 分离 1-丁烯为主，高碳 LAO 油气是 1-辛烯生产能能力 被海外少数企业掌握。根据《中国 α 烯烃行业现状分析与发展前景展望 报告》数据显示，2021 年中国 LAO 总体产能 87.5 万吨，但基本都为 C4 分离 1-丁烯。从高碳 LAO 来看，国内现有 1-己烯，1-辛烯名义产能 12.5 万吨，主要集中于中石油，中石化。
3.2. 全球 LAO 仍在扩容，主要增量来自中国
海外龙头积极扩产 LAO 满足新增需求，中国贡献主要增量：下游新兴 应用领域的爆发带动 LAO 需求爆发，未来五年全球 LAO 仍有大体量扩 容。其中北美地区产能增长主要是 2023 年 C4 以上 LAO 的增长，产能 投放集中于 CP Chemical，Ineos，Sasol 等海外龙头，ExxonMobile 的全 系列 LAO 即将投产。除此之外，中国未来拟新增产能也成为主要新产 能贡献。
目前国内 1-丁烯分离为主，未来高碳 LAO 大幅高增：目前国内 LAO 总 产能约 112 万吨，不考虑低端的 1-丁烯分离名义产能约在 12.5 万吨，实 际 C6 以上技术仍未完全突破，绝大部分高碳 LAO 依然依赖于进口。随着技术的进步，未来几年国内 LAO 将出现较大幅度增长，C6 以上产能 有望实现突破，而 C4 将出现过剩局面。
4. 需求端：下游升级推动 LAO 市场增长，亚洲是主 要增量
4.1. 2021 全球需求 650 万吨，中国增长需求潜力大
根据立木信息咨询发布的《中国 a-烯烃市场调研与投资预测报告（2022 版）》，2021 年全球 LAO 的需求量 650 万吨，同比+3.8%。预计到 2024 年，世界 LAO 消费量将以年均约 4.4%以上需求增速，到 2024 年 LAO 需求量近 740 万吨。根据 QYResearch 的监测数据，2022 年全球的 LAO 市场规模为 92.17 亿美元，预计于 2029 年将达到 116.41 亿美元，CAGR 为 3.21%。
北美为主要消费区域，中国潜力巨大。2022 年北美占有全球 38 %的市 场份额，是目前最大的消费市场。北美众多制造公司具有全球领先技术 优势，石油石化和天然气基础设施也在不断升级，推动该地区市场需求 增长率持续提，此外西欧与中国分别占有全球市场份额的 15%与 14%， 是全球第二大和第三大消费市场。
中国 LAO 需求量在 90 万吨，高碳 LAO 依赖进口。2021 中国 LAO 的 需求量在 90 万吨左右，其中消费市场来自 LLDPE，其次是 HDPE，合 计占比 90%。中国 LAO 市场空间预计在 2029 年达到 15%市占率，约为 17 亿美元。2022 年中国 LAO 进口量 17 万吨，其中 1-丁烯 5 万吨，其 他 LAO 约 12 万吨，主要是高碳 α-烯烃，中国 C8 以上的 LAO 完全依赖 进口，主要来自卡塔尔和美国。
4.2. C4-C8 为主要消费结构，PE 共聚单体占比高
C4-C8 是 LAO 的主要消费结构：LAO 结合 PE 共聚单体可以提升更好 的拉伸、弯曲、扭转、压缩和冲击强度等物理性能，其中 1-己烯在共聚 单体取得广泛应用。此外 LAO 的下游 POE 具有优异的耐候性，耐化学 性，良好的透明度等。共聚单体（LLDPE、HDPE 和 POE）主要对应 C4-C8 的 LAO，需求超过 400 万吨，占比超过 65%。C8-C14 下游对应 聚 α-烯烃（PAO）以及烷基苯等，是 LAO 的第二大消费市场，消费占 比超过 11%，消费量近 70 万吨，主要包括 1-癸烯、1-辛烯、1-十二碳烯 聚合产物。此外，C6-C10 和 C12-C20 分别用于生产洗涤剂和增塑剂醇， 为 LAO 的第三大消费市场，需求量超过 40 万吨。
不同地区需求差异较大，北美和西欧需求丰富，中国需求依赖 PE 共聚 单体。北美和西欧 PE 和 PAO 为需求驱动。中国因为高碳 LAO 供给的 验证不足，LLDPE 和 HDPE 占比超 90%，且基本以 1-丁烯为主。
4.3. POE/POP、PAO 新应用等会驱动高碳 LAO 需求
POE、表活、PAO 需求增速快于 PE 共聚单体。LAO 结合聚乙烯（PE） 共聚单体改其性能外，还可以作为聚 α-烯烃（PAO）和洗涤剂、增塑剂 醇的原料，这些烯烃的其他用途包括合成酸的制造，以及在纸浆、钻井 等中的应用。根据 IHS Markit 对 2019~2030 年 LAO 不同下游产品的研 究，预计 PE 聚合物需求年均增速为 3.5%，表面活性剂(包括各类醇、 AOS、LAB/LABS、烷基胺类)的需求年均增速为 4%，其他如 POP/POE、 油田化学品、石油蜡等的需求年均增速为 4.2%。
POE：光伏、汽车等应用驱动高需求
POE 是乙烯/1-辛烯、乙烯/1-己烯、乙烯/1-丁烯的无规共聚物，特殊的 两相结构使其兼具良好热塑性和橡胶般的高弹性 POE 分子结构饱和使 其具备良好的耐候性，非极性分子的特点使其不易与水分子结合形成氢 键，从而具备优异的水汽阻隔能力。POE 被广泛应用在光伏、汽车、聚 合物改性、发泡鞋材等诸多领域。
POE 相较于 EVA，POE 材料 PID（电位诱导衰减）更高，电阻率更高， 水汽阻隔率性能更优，耐低温耐黄变性能更好。但 POE 加工难度高于 EVA，且价格通常较 EVA 高 20%，从需求量来讲仍旧是 EVA 的补充。
N 型组件对封装胶膜的阻水性能、抗 PID 性能等要求更高，更适合用 POE 胶膜进行封装；双面组件占比提升也对 POE 胶膜及粒子的需求有拉动 作用。此外根据 CPIA， POE 在汽车领域主要用于对车用塑料进行增韧 改，POE 是车用塑料良好的改性剂，在汽车领域需求到 2025 年也将近 100 万吨。2025 年全球整体需求增速达 167 万吨。
POE 生产高壁垒，技术被海外巨头垄断。全球 POE/POP 总产能超过 100 万吨/年，技术被海外巨头垄断，行业全球 CR4 高达 96.0%。POE 生产 面临茂金属催化剂专利壁垒、C6+以上高碳 LAO 的不足，以及高温溶 液聚合工艺。目前技术主要被陶氏化学 Dow、三井、LG、SK 和 Exxon Mobil 等垄断。国内 POE 建设紧锣密鼓，万华化学、卫星化学、东方盛 虹、茂名石化等积极布局，2023 年起国内 POE 进入建设高峰期。
聚 α-烯烃（PAO）：多元化合成基础油贡献增长动能
PAO 是目前使用最广，性能最完善且价格适中的合成型基础油。润滑油 作为石油化工终端产品之一，是石化行业中极具技术含量和品牌效应的 产品。润滑油成品由基础油和添加剂调和而成，基础油占比超过 80%以 上。润滑油基础油分为 矿物型基础油和合成型基础油。合成型润滑油 可按用户需求进行分子组成进行结构及性能和功能的设计，满足不同工 况的应用需求。合成型基础油通常具有更好的低温流 动性、黏温特性、 抗氧化性和抗酸性，以及较低的油品挥发损失。PAO 基础油制取是高端 润滑油产品的关键 核心技术之一，PAO 是目前应用最广的合成基础油。 PAO 基础油一直被海外几大石油公司所掌控。PAO 基础油所需要的原 料主要是 C8~ C12 的线性 α 烯烃（LAO）。PAO 最早在 20 世纪 70 年代 由ExxonMobile公司用作“Mobil 1号”发动机油的基础油而引起业界关注 的。根据 Kline 咨询公司预计，PAO 全球产能约 100 万吨 / 年，但实际产量较小，预计在 60 万吨左右。其中低黏度 PAO 约 45.7 万吨/年， 高 黏度 PAO 约 14.8 万吨/年。另据美国加州市场 调查公司 Grand View Research 最新发布的研究报 告预测，至 2025 年，PAO 的使用量将以每 年 3.5% 的速率递增，全球 PAO 市场需求量将达到 81.52 万吨。
风电，汽车等高速发展，国内高碳 LAO 产能建设推动 PAO 加速落地。 随着风电行业在国内的快速发展，满足风电要求的部分高黏度 PAO 的需 求也将增加。此外汽车保有量的增加加速以 PAO 为基础油的高档内燃 机油的需求仍将增长。当前国内 95%的 PAO 基础油需求依赖进口，2018 年 PAO 基础油需求 3~4 万吨，，随着国内 LAO 产能的陆续落地，PAO 的技术研发有望提速。
4.4. 需求预测：2025 年国内需求 122 万吨
LAO 和 PE 共聚单体的结合贡献其主要增长。过去中国高碳 LAO 供应 短缺致使国内大多数 LLDPE 和 HDPE 制造商没有使用 1-己烯和 1-辛烯 代替 1-丁烯。而随着国内高碳 LAO 产能落地，聚乙烯 PE 产能加速释放， 以及下游光伏，风电等对 POE，PAO 的需求拉动，LAO 的需求将显著 增长。
未来 C4 以下 LAO 供给过剩，C6 以及以上高碳 LAO 需求广阔。参考 美国 LAO 消费结构，2022 年 C4 以上 LAO 消费占比为 82%。而国内 C4 分离 1-丁烯占比为 93%。随着国内 PE 共聚体品质提升，未来 LAO 会向美国消费结构转向。根据标普的数据，2025 年起国内除 1-丁烯外 LAO 需求量在 36 万吨，高碳 LAO 由净进口转为净出口。
5. 国内公司加速布局，新建高碳 LAO 占比超 56%
新建产能多为一体化装置，央企以及民营炼化为主力。根据当前规划， 未来几年包括中海壳牌、中石化天津石化、中石油广西石化卫星化学、 浙石化、东方生活等将于 2025 年起陆续释放 1-辛烯产能。根据公司公 告，卫星化学 1000 吨/年 α 烯烃中试装置已经投产，未来将布局包括 α烯烃、POE、聚 α-烯烃等相关产业链。中海壳牌惠州三期乙烯项目已于 2023 年开工，项目总投资预计 521 亿元，建设包含 40 万吨/年 α-烯烃、 5 万吨/年聚 α-烯烃、60 万吨/年茂金属聚乙烯、45 万吨/年共聚聚丙烯等 的 18 套化工装置及配套设施。中石化天津石化的天津南港 120 万吨/年 乙烯项目包括 20 万吨/年 α-烯烃、50 万吨/年高密度聚乙烯及 10 万吨/ 年 POE 等下游装置。公司与英力士于 2023 年 8 月正式签署共同运营该 项目的协议，有望实现双方资源、技术优势互补。
在建 C6 以上 LAO 占比超 56%。根据规划，2025 年国内 LAO 新增产 能有望超过 137 万吨，其中除了 C4 分离 1-丁烯外的高碳 LAO77 万吨， 占比超过 56%。国产高碳 LAO 的短缺有望大幅缓解。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
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