世界煉油行業(yè)發(fā)展狀況

世界煉油行業(yè)發(fā)展狀況

1近年來，世界石油工業(yè)的發(fā)展動態(tài)1.1瞳膠結構總復能力下降,原油生產能力增加自2000年以來，世界各國通過關閉中小造船廠，加快了對現有工廠的改建。因此,在煉廠數目明顯減少的情況下,原油加工能力略有增長。與2000年相比,2005年初世界煉廠數目由756座減少到674座,減少了10.85%,而原油加工能力卻增長了1.05%,使煉廠平均規(guī)模由539萬噸/年提高到611萬噸/年,提高了13.42%(見表1)。煉油廠數目減少最多的是美國,由2000年初的154座減至132座,減少了22座,占世界煉廠減少總數的26.83%;與此同時,總加工能力增加了1169萬噸/年,煉廠平均規(guī)模由537萬噸/年提高到653萬噸/年。據美國《油氣雜志》統(tǒng)計,期間中國煉油廠由95座減至56座(實際上沒減那么多);日本、意大利、西班牙和澳大利亞等國家由于關閉了一些煉油廠,原油加工能力略有減少;印度、加拿大、巴西、墨西哥、法國、新加坡、委內瑞拉、比利時等國家通過老廠擴建,原油加工能力均有所增長。因此,世界上絕大多數國家煉油廠平均規(guī)模都有明顯提高,新加坡、韓國、墨西哥、委內瑞拉、沙特、荷蘭等煉廠的平均規(guī)模超過了1000萬噸/年。1.2大型systems裝置世界煉化工業(yè)向大型化、基地化、一體化方向發(fā)展,進一步提高了產業(yè)集中度。1995年2000萬噸/年以上煉油廠僅有11座,1998年為15座,目前已有18座,最大的達到4700萬噸/年,詳見表2。大型煉油廠須以裝置大型化為基礎,切忌建堆積木式的大型煉油廠。隨著煉廠大型或超大型化,世界上出現了一些大型煉油裝置,如表3。據測算,在同等規(guī)模下,單套裝置比雙套裝置投資約少24%、裝置能耗約減少19%,比3套裝置投資約少55%、能耗約減少29%。一般認為,大型煉廠以1000～2000萬噸/年為宜。大型煉油裝置必須做到“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行,否則,其優(yōu)越性將難以顯現。1.3煉油裝置結構調整加快1.3.1重質燃料油市場在逐步收縮由于原油重質化和劣質化趨勢明顯,輕質油品市場需求增長加快,清潔燃料生產和環(huán)保壓力加大,煉化一體化的優(yōu)勢顯現。因此,世界各國普遍加快了煉油企業(yè)裝置結構調整步伐,詳見表4。由表4可見:①近5年世界原油一次加工能力僅增1.05%,而主要二次加工能力均有明顯增長。這表明,世界各國煉油企業(yè)在進一步追求高輕質油品收率。②重油加工裝置能力增長最為明顯,主要是焦化裝置,加工能力由20597.5萬噸/年增加到24421.1萬噸/年,增長了18.56%,這說明重質燃料油市場在逐步萎縮。③在蠟油轉化裝置中,加氫裂化加工能力增幅最大,達17.2%,催化裂化也有一定增長,增幅為5.45%。④加氫處理裝置加工能力增長較快,5年增長了12.44%,其所占原油加工能力比例由42.29%升至47.06%,提高了4.77個百分點。這種變化是由于含硫原油的增加和清潔生產及生產清潔燃料的需要。⑤高辛烷值和低硫、低烯烴汽油組分生產能力也有較大增長,如催化重整、烷基化、異構化裝置。特別是異構化裝置,增幅達18.7%,成為增幅最大的一類工藝裝置。這說明,為了適應愈來愈嚴格的汽油標準,一些工業(yè)發(fā)達國家加快了優(yōu)質汽油組分生產能力的提高和發(fā)展,特別是美國、日本和德國等。⑥潤滑油和瀝青生產能力減少,主要原因是長期處于能力過剩狀態(tài),如2002年世界基礎油生產裝置負荷僅78.5%。今后潤滑油市場需求增長較快的主要是APIⅡ+和Ⅲ類基礎油,Ⅰ類基礎油將長期供大于求。由于用油機具技術水平不斷提高,潤滑油產品更新換代步伐加快,裝油量減少,換油期延長,用油機具潤滑油單耗不斷降低,盡管用油機具仍在增長,但用油總量并無明顯增加。煉油裝置結構的發(fā)展總趨勢是:適應重質含硫原油加工;提高原油加工深度,增加輕質油品收率;采用清潔生產工藝,生產標準日益嚴格的清潔燃料;實現煉化一體化。1.3.2重油加工裝置能力、聚酰胺反應能力顯著變化近10年來,美國煉油企業(yè)結構裝置調整的力度很大,成效明顯。從美國煉油裝置構成的變化,可窺見世界煉油工業(yè)的發(fā)展趨勢和大致方向。詳見表5。從表5可見:①1995-2005年的10年間,美國煉廠由173座減至132座,原油加工能力卻增加了7281.4萬噸/年,使煉廠平均規(guī)模由443萬噸/年增至635萬噸/年,提高了43.34%。②催化裂化和加氫裂化能力均有明顯增長,特別是延遲焦化裝置加工能力由1995年的9275.0萬噸/年增至2005年的12869.6萬噸/年,增加3595萬噸/年,提高38.76%,對原油一次加工能力的比例提高了3.23個百分點。這說明,美國煉油裝置構成明顯向原油深度加工方向發(fā)展,而重油加工主要依靠延遲焦化,其他熱加工工藝已基本退出歷史舞臺。③加氫處理(含加氫精制)能力大幅增長,由1995年的47885.78萬噸/年增至2005年的59545.35萬噸/年,增加11659.57萬噸/年,提高24.35個百分點,占原油一次加工能力的比例由60.84%升至70.99%,增加10.15個百分點,大大提高了加工含硫(高硫)原油的適應能力,增加了生產清潔燃料的手段。④為了生產低硫、低烯烴、低芳烴(低苯)汽油,烷基化、異構化能力也有較大增長。由于美國環(huán)保局已發(fā)布了分期禁用MTBE的規(guī)定,2000年以來,含氧化合物生產能力明顯減少。⑤潤滑油基礎油生產能力也有所減少,對原油一次加工能力的比例由1.27%減至1.13%。1.3.3工藝裝置能力增長情況10年來,日本煉油企業(yè)裝置結構調整也較明顯,見表6。由表6可見:①日本煉油廠由1995年的41座減至2005年的32座,原油加工能力也由24233萬噸/年減至23534.7萬噸/年,由于關掉了9座中小型煉油廠,使煉油廠平均規(guī)模由591萬噸/年增至735萬噸/年,增加24.36%。②與美國相似,原油深度加工裝置能力也有明顯增長,催化裂化能力增加736.75萬噸/年,對原油一次加工能力的比例由15.01%升至18.59%,提高3.58個百分點;加氫裂化能力增加了320.95萬噸/年,對原油一次加工能力的比例提高1.43個百分點;延遲焦化裝置能力增加94.47萬噸/年,對原油一次加工能力的比例提高了0.45個百分點。③催化重整裝置能力有明顯增長,由1995年的2426.49萬噸/年增至2005年的2896.05萬噸/年,增加469.56萬噸/年,提高了19.35%,對原油一次加工能力的比例由10.01%升至12.31%;烷基化、異構化裝置能力變化不大,烷基化能力還略有減少。④與美國一樣,加氫處理(含加氫精制)能力也有顯著增加,10年間增加3568.76萬噸/年,增長了21.23%,對原油一次加工能力的比例由69.22%升至86.24%,提高了17.02個百分點,明顯地提高了含硫(高硫)原油加工和清潔燃料生產的適應能力。⑤2000年以來,含氧化合物生產能力明顯減少,潤滑油生產能力變化不大。1.3.4德國現行的油劑生產裝置結構在美國、日本和德國德國是歐洲煉油工業(yè)具有代表性的國家,其煉油企業(yè)裝置結構變化情況見表7。由表7可見:①德國10年間關閉了5座煉油廠,但原油加工能力變化不大,因而使煉廠平均規(guī)模由552萬噸/年增至726萬噸/年,增加31.52%,增幅很大。②除煉廠平均規(guī)模明顯增加外,德國煉油企業(yè)裝置結構變化最大的是加氫處理(含加氫精制)裝置,10年間加工能力增加2078.95萬噸/年,對原油一次加工能力的比例由58.49%升至77.14%,增加18.65個百分點。③催化裂化能力增加334.85萬噸/年,占原油一次加工能力的比例由12.58%升至15.43%,增加2.85個百分點。④熱加工和催化重整能力則有所減少,烷基化、異構化能力有明顯增加。潤滑油生產能力明顯下降。從美國、日本和德國煉油裝置結構的變化可看出其一些共同點:①關停了一批中小型煉油廠,煉廠平均規(guī)模明顯提高;②為適應含硫(高硫)原油加工和清潔燃料生產,大幅度提高了加氫處理(含加氫精制)能力;③為提高原油深度加工能力,催化裂化、加氫裂化和延遲焦化加工能力均有一定增長,重油加工主要依靠延遲焦化;④烷基化、異構化生產能力明顯增長。2年投資4.5億美元據美國《石油技術》(季刊)2004年夏季版報道,世界煉油工業(yè)今后30年總投資將達4100億美元,主要用于:提高原油加工能力;煉油廠改造,調整產品結構,滿足輕質油品增長需求;生產清潔燃料,滿足產品升級換代要求。近幾年世界煉油企業(yè)裝置結構的變化基本反映了煉油工業(yè)今后的發(fā)展趨勢。2.1提高含硫高硫原油加工的技術措施當前,世界原油質量總的趨勢是變重,含硫和高硫原油比例增加,特別是隨著原油價格的升高及重質原油開采和加工技術的日臻成熟,這種趨勢將更加明顯。美國《世界煉油》雜志報道,世界原油API°將由2000年的32.5降至2015年的32.3,平均硫含量由2000年的1.14%提高到2010年的1.19%、2015年的1.25%。其中,西半球原油平均API°將從2000年的28.1降至2010年的27.6、2015年的27.3,平均硫含量由1.33%提高到2010年的1.42%、2015年的1.43%;東半球原油平均API°將由2000年的34.0降至2015年的33.8,平均硫含量由2000年的1.08%提高至2010年的1.12%、2015年的1.19%。美國過去10年內加工的原油平均密度上升了0.0085,硫含量提高了0.28%。中國石化集團公司2004年進口原油已占總加工量的66.52%。隨著國際油價的不斷上揚,高、低硫原油價差的拉大,以及加工含硫(或高硫)原油措施的逐步完善,中國石化進口的原油中,低硫原油比例逐年減少,含硫和高硫原油比例逐年加大,見圖1。要提高含硫(高硫)原油加工適應性,應在以下幾個方面采取措施。首先,要配備足夠的加氫能力,包括加氫裂化、加氫處理和加氫精制能力。無論是餾分油、渣油或是石油產品,加氫是最有效、最主要的脫硫措施。歐洲委員會已對煉油廠硫分配提出明確要求,即煉油廠硫回收利用率要達到83%以上,各種石油產品帶走的硫不大于15%,生產過程排放的硫不大于2%。為此,只有采用加氫手段,提高加氫工藝在原油加工中的比重。日本為提高加工含硫(高硫)原油的適應性,2004年底的加氫裂化與加氫處理(含加氫精制)總能力已占原油蒸餾能力的95.43%(按體積計),德國和美國也分別達到90.36%和84.11%。其次,要有足夠的脫硫制硫能力。煉油廠脫出的硫基本上以酸性氣(H2S)形式存在于干氣、液化氣以及含硫污水中,需經過醇胺溶劑回收,再經制硫過程變成硫磺或硫酸出售。第三,要提高工藝設備防腐能力。原油中的硫化物對設備的腐蝕,不論是在低溫部位還是高溫部位,都以硫化氫腐蝕形式為主,介質中硫化氫含量越高對設備腐蝕越嚴重。防止設備腐蝕的主要措施包括:①搞好“一脫四注”(即原油脫鹽脫水,分餾塔注氨、注水、注堿、注緩蝕劑)或“一脫三注”(不注堿),嚴格控制進入蒸餾裝置中原油的鹽含量;②在高溫部位選用高含鉻的材料;③科學設計工藝設備、管線結構,盡量減少流動沖刷,使氣流均勻分配;④選用防腐涂料,減少冷換設備及油罐等設備腐蝕,控制含硫原油和油品儲運溫度,使儲運溫度高于其凝點20℃;⑤煉油廠瓦斯需經脫硫后才可作加熱爐燃料,防止因煙氣中SOx濃度高對省煤器或空氣預熱器產生低溫露點腐蝕。2.2重油催化裂化原料、催化劑和技術路線重質燃料油需求下降已成為全球油品市場的普遍現象,進入21世紀后這種現象更加明顯,尤以美國最為突出。過去20年間,美國渣油需求量減少了60%以上(最近10年煉油廠渣油收率下降了2.3個百分點),西歐和日本的渣油需求量也減少了約30%。UOP公司預測,今后10年,燃料油市場仍將以2.77%的速度下降。因此,把廉價的重油轉化為高附加值的輕質產品,已成為煉油工業(yè)的生命線。預計在今后10～15年間,全球將需增加3.0～3.5億噸/年的渣油轉化能力。第17屆世界石油大會專題報告指出,交通運輸燃料占石油市場的比例已從1973年的37%、1990年的46%提高到2000年的50%。2020年,交通運輸燃料所占比例將提高到56%以上。今后,煉油企業(yè)須走原油深度加工的路子。尤其是我國,原油資源短缺,更需最大限度地把重油轉化為交通運輸燃料和化工原料。重油加工,對于低硫石蠟基原油,重油催化裂化仍不失為一條較經濟的工藝路線,但需解決好汽油烯烴含量高的問題。對于含硫(高硫)中間基原油,其渣油則不適合作為重油催化裂化的摻煉原料。高硫渣油的殘?zhí)?、重金屬含量較高,其加工需解決三方面的問題:一是大分子碳-碳鏈的斷裂;二是膠質、瀝青質和重金屬的轉化和脫除;三是非烴類,主要是含硫化合物的脫除。目前,高硫渣油加工有3種技術路線可供選擇,即渣油加氫處理-重油催化裂化、延遲焦化-CFB鍋爐、溶劑脫瀝青或延遲焦化-造氣同時生產蒸汽并發(fā)電(POX)。渣油固定床加氫處理-重油催化裂化工藝國內已有3套裝置,分別是中國石化齊魯分公司于20世紀90年代初引進的雪佛龍公司VRDS技術、中國石油大連西太平洋石化公司于90年代后期引進的Unocal(現為UOP公司)ARDS技術以及21世紀初中國石化茂名分公司采用的撫順石油化工研究院和洛陽石化工程公司合作開發(fā)的S-RHT技術。該工藝技術較成熟,催化劑已全部國產化,適于加工高硫渣油,脫硫率達85%以上,脫殘?zhí)柯?0%左右,運轉周期1年至1年半。目前存在的問題是:①尚不能處理金屬含量過高的原料(如鎳加釩大于120μg/g);②運轉周期不能與重油催化裂化裝置同步。延遲焦化-CFB鍋爐工藝,中國石化鎮(zhèn)海煉化公司率先在國內采用,目前運轉比較正常。該工藝適用于金屬含量非常高的劣質渣油,并適于蒸汽和電均較緊缺的企業(yè),缺點是需要摻燒大量石灰石且灰渣較難處理。POX工藝目前準備在中國石化福建煉化公司油化一體化項目中采用。該工藝較復雜,國內煉化企業(yè)尚無運轉經驗,有一定風險。對于石油資源較緊缺的中國,渣油加氫處理-重油催化裂化技術路線由于輕油收率高、資源利用率最好,因此值得格外重視。2.3非加氫脫硫技術燃料清潔化總的趨勢是:汽油要求低硫、低烯烴、低芳烴、低苯和低蒸汽壓;柴油要求低硫、低芳烴(主要是稠環(huán)芳烴)、低密度和高十六烷值。特別是低硫和超低硫已成為今后清潔燃料的主要發(fā)展方向。為適應低硫燃料油的發(fā)展趨勢,大多數發(fā)達國家都制定了發(fā)展低硫或超低硫燃料的計劃,見表8。汽油中的硫90%以上來自催化裂化汽油。催化裂化汽油的脫硫工藝有選擇性加氫脫硫和非選擇性加氫脫硫兩類。選擇性加氫脫硫,國外有IFP開發(fā)的PrimeG+、?？松梨诤桶⒖颂K諾貝爾公司開發(fā)的SCANfining、CDTECH公司開發(fā)的CDHDS及BP公司開發(fā)的OATS等技術,國內開發(fā)成功的有中國石化石油化工科學研究院(RIPP)的RSDS、中國石化撫順石油化工研究院(FRIPP)的OCT-M技術;非選擇性加氫脫硫,國外有?？松梨陂_發(fā)的Octgain、UOP和Intevep開發(fā)的ISAL技術,國內開發(fā)成功的有RIPP的RIDOS、FRIPP的OTA等技術。柴油加氫脫硫,除中壓加氫改質(MHUG)技術外,近兩年開發(fā)成功的有提高柴油十六烷值的FRIPP的MCI和RIPP的RICH技術、RIPP開發(fā)的加氫脫硫脫芳技術(SSHT)等。目前,RIPP正在抓緊開發(fā)柴油超低硫加氫技術(RTS)、柴油深度脫芳技術(DDA-Ⅱ),FRIPP也在開發(fā)柴油深度脫硫脫芳技術(FDAS)等,已取得了初步成果。汽柴油非加氫脫硫技術近幾年的進展也很快,如菲利普斯公司開發(fā)的S-Zorb吸附脫硫技術,可生產超低硫燃料,已實現了工業(yè)化。此外,過氧化氫氧化脫硫、絡合脫硫、生物脫硫、溶劑抽提-光化學反應脫硫等技術研究開發(fā)也方興未艾。催化裂化原料預處理,不僅可降低產品的硫含量,還可改善產品分布,減輕設備腐蝕,減少污染物排放,提高經濟效益,近兩年已引起國內外普遍重視。此外,含硫(或高硫)原油,由于其硫含量高,粘度指數低,用傳統(tǒng)工藝很難生產高質量的潤滑油基礎油(特別是正在快速發(fā)展的APIⅡ、Ⅲ類基礎油),須考慮采用加氫技術,如雪佛龍公司的加氫裂化-異構脫蠟-加氫精制技術,埃克森美孚公司最近提出的混合流程(Hybrid),采用燃料型加氫裂化、抽余油加氫轉化(RHC)、加氫精制、溶劑脫蠟、加氫異構脫蠟(MSDW)、溶劑精制等新老工藝,根據需要進行組合匹配。RIPP的溶劑精制-加氫處理(RHT)技術也已得到了工業(yè)應用。2.4大型乙烯裝置的建設據分析,煉化一體化可使煉油廠25%的產品變成附加價值較高的石化產品,資金回報率可提高2%～5%。對于大型石油化工企業(yè),實現煉化一體化,有利于原料優(yōu)化配置和資源綜合利用;可以簡化水、電、汽、風、氮氣等公用工程,節(jié)省投資和運行費用;可以減少庫存和儲運費用;可以根據市場需求,靈活調整產品結構,提高資金回報率。美國墨西哥灣沿岸地區(qū)9座煉化一體化企業(yè),每年可獲取5000萬美元以上的協同效益。我國發(fā)展石油化工缺少乙烷、丙烷等氣體資源,也缺少凝析油等輕烴資源,因此,必須主要依靠原油加工提供煉廠氣、輕質烯烴、石腦油以及加氫裂化尾油等資源。目前正在建設的廣東惠州1200萬噸/年煉油和80萬噸/年乙烯一體化項目,與基礎方案相比,可節(jié)省建設投資6.09億元,總成本費用降低6700萬元,利潤總額提高6671萬元,單位加工費降低4.76元/噸,單位利潤提高3.87元/噸,稅前投資內部收益率提高0.73%,稅后提高0.55%。據預測,2005年我國乙烯生產能力將達到至少700多萬噸/年,國內提供的化工輕油滿足率僅為90%;2010年乙烯生產能力達到1400萬噸/年,化工輕油滿足率亦為90%;2020年乙烯生產能力達到2200～2400萬噸/年,化工輕油滿足率將降至80%左右。我國發(fā)展乙烯工業(yè)離不開煉油工業(yè)的發(fā)展,大型乙烯裝置必須有大型煉油廠與之相配套。煉油廠的原油選擇和裝置結構應適應最大量提供優(yōu)質乙烯原料和芳烴原料的要求,如應盡可能加工輕質石蠟基原油,以在提供乙烯原料的同時又能多產優(yōu)質的芳烴原料。此外,應建設大型加氫裂化裝置。加氫裂化輕石腦油既可以調合車用汽油,又可做乙烯原料;重石腦油是優(yōu)質催化重整原料,可以生產高辛烷值汽油組分,也可生產芳烴(BTX),進而生產對二甲苯和PTA;中間餾分可生產優(yōu)質噴氣燃料或低凝超低硫柴油;尾油是較好的乙烯原料。所以,加氫裂化是緊密連接煉油和化工的很重要的橋梁裝置。北美和中東主要以乙烷和丙烷作乙烯原料,蒸汽裂解裝置所產丙烯很少,而丙烯需求增長率又遠高于乙烯,這使得丙烯市場日顯緊張。美國NEXANT化學系統(tǒng)公司指出,2005年以后,由于新建乙烯裂解裝置基本是以乙烷作原料,不產丙烯,世界丙烯資源將出現嚴重短缺,因此,煉廠所產丙烯已成為丙烯市場的重要資源。例如,美國2003年煉廠催化裂化生產丙烯1630萬噸,其中64%用以生產石化產品,36%在煉廠內用于生產烷基化油、中辛烷值組分(二聚物)和液化氣。目前,許多煉油和催化劑公司開發(fā)了多種增產丙烯的工藝技術和催化劑、助劑,如RIPP的DCC工藝、UOP公司的PetroFCC工藝、Lummus公司的SCC工藝、KBR與美孚公司的Maxofin工藝等。特別是RIPP開發(fā)的DCC-1型工藝,丙烯對催化裂化進料的收率高達18%～21%。此外,RIPP開發(fā)的MIP、MIP-CGP、MGD工藝,洛陽石化工程公司開發(fā)的FDFCC工藝,石油大學(華東)開發(fā)的TSRFCC工藝,除具有降低汽油烯烴功能外,均可以同時增產丙烯。GraceDavison公司開發(fā)的催化裂化多產丙烯助劑(OlefinsMax)已在世界50多座工業(yè)裝置上使用,丙烯收率達9%～10%,據稱,如對壓縮機和產品回收系統(tǒng)進行適當改造,丙烯收率還可達到15%～20%。國內RIPP開發(fā)的MMC高丙烯選擇性的催化裂解催化劑MPO31、提高液化氣中丙烯濃度的助劑,洛陽石化工程公司開發(fā)的LPI-1助劑等均可顯著提高丙烯產率。這些多產丙烯的工藝、催化劑、助劑的推廣應用,已成為近幾年煉油企業(yè)挖潛增產的有效途徑。催化裂化裝置如果附近有乙烯裝置,可將干氣送到分離分凝裝置(ARS)回收乙烯。煉油廠稀乙烯除與苯烴化生產乙苯外,將催化裂化裝置中稀乙烯進行中冷吸收分離,再與正丁烯易位反應制取丙烯的工藝正在進行工業(yè)試驗,很可能成為煉廠生產丙烯的一條新工藝路線?？傊?煉化一體化的內容很多,形式可以多種多樣,因地制宜、因廠制宜可以充分發(fā)揮一體化優(yōu)勢